第一章-印刷用纸的组成与制造-印刷材料与适性.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012.2,印刷材料及适性,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012.2,印刷材料及适性,*,印刷材料及适性,2012.2,印刷材料及适性,2,课程介绍,学科基础课，必修课,（考试课 120minutes for exam）,56学时（周学时 4）3.5学分,讲课50学时，实验6学时（3个）,教材：印刷材料及适性（第二版）,齐晓坤等编，印刷工业出版社,课程考核方式：,笔试闭卷考试成绩占,70%,，,平时作业成绩占,20%,，,实验成绩占,10%。,2012.2,印刷材料及适性,3,课程内容,印刷材料,承印材料,油 墨,纸 张,包装印刷材料,其它材料,第一篇 承印材料,2012.2,印刷材料及适性,6,1-1,印刷用纸的基本组成,印刷用纸是以植物纤维为主要原料制成的。,纸张,是纤维间通过氢键相互粘结起来的随机取向的层次网络。,造纸纤维应能满足以下条件：,自身能相互粘结；,形成随机取向的层次结构。,符合以上条件的物质,纤维素纤维,2012.2,印刷材料及适性,7,1-1,印刷用纸的基本组成,纸张的组成,植物纤维,木材，茎干，韧皮，籽毛，合成纤维等,填料,CaCO,3,，,TiO,2,，滑石粉，高岭土等,胶料,提高纸张的抗水性，改善纸张的光泽度,色料,调整纸张的颜色,毛细管,植物纤维,填料、胶料、色料,图示：纸张的结构,2012.2,印刷材料及适性,10,二、造纸纤维原料的化学组成及特点：,植物纤维的化学组分包括四类，主要为碳水化合物和苯酚类物质两种，其中,纤维素、半纤维素、木素,为主要成分，它们的性质对纸张的性能有很大的影响。,1-1,印刷用纸的基本组成,2012.2,印刷材料及适性,11,1-1,印刷用纸的基本组成,1.纤维素,葡萄糖脱水聚合的产物，长链的天然高聚物，线性结构，聚合度约为,10,3,C,6,H,10,O,5,n,C,6,H,7,O,2,(OH),3,n,，,每个单元上含有,3个自由的羟基,纤维素结构式：,CH,2,OH,O,H,H,OH,H,H,OH,O,n,H,2012.2,印刷材料及适性,13,1-1,印刷用纸的基本组成,2.半纤维素,是多种具有支链的复合聚糖的总称，原料不同，化学结构不同。,特点：,含有大量羟基，吸水润胀能力大，半纤维素的含量决定了纤维的吸水性；,半纤维素的聚合度一般在,200,左右；,半纤维素的含量多少影响纸张的性质，可增强纤维的润胀、水化、细纤维化程度，提高纸张的强度（柔软性）；,半纤维素含量过高，则纸张的形状稳定性下降，伸缩率增大。,2012.2,印刷材料及适性,15,1-1,印刷用纸的基本组成,三、纤维的结构：,1.纤维细胞的形态：,细而长，两端尖，中间空，呈纺锤体,2.纤维的特性：,柔韧性、绕曲性，相互交织后具有一定的结合力,纤维细胞在原料中含量的多少会影响纸张的性能,3.纤维细胞壁的,层次结构,：,初生壁：很薄，木素,70%+少量纤维素，细纤维无规则取向,次生壁：很厚，分外、中、内三层，各层细纤维排列方向不同,2012.2,印刷材料及适性,16,2012.2,印刷材料及适性,18,1-2,印刷用纸的辅料,一、胶料,1.施胶的作用,：,纸张纤维及纤维间存在大量的孔隙，各纤维成分含有大量亲水羟基，对水或液体的吸收极强，会导致字迹图像模糊或透印；,在纸中加入某些具有抗液性的胶体物质，使纸张在一定程度上不被水等液体浸润，即给予纸张抗液体渗透和扩散的性能。,2012.2,印刷材料及适性,19,1-2,印刷用纸的辅料,2.施胶的方法：,内部施胶：胶料加入纸浆中，抄造成具有憎液性的纸。,表面施胶：在成纸表面涂布胶料，在纸面形成连续的憎液性膜。,3.胶料的种类：,内部施胶用：松香胶料、合成胶料等,表面施胶用：淀粉、明胶、,PVA等,4.表面施胶对印刷纸性能的影响：,对纸张,抗水能力,的影响,胶印用纸必须施胶，以减少表面纤维的脱落和纸页的变形，柔印水性墨用纸也需施胶；,对纸张,油渗性,的影响,纸张适度的抗油性则有助于提高印品的光泽度；,特种包装纸需较高的抗油能力；,对纸张,可擦性,的影响,通过施胶增强表面纤维的粘结性，提高纸张的抗摩擦性，实现可擦性；,对纸张,强度,的影响,通过表面施胶增强了纤维间的粘结及表面纤维与纸体的粘结，可明显改善表面强度、抗张强度、耐折度等强度性能。,2012.2,印刷材料及适性,21,1-2,印刷用纸的辅料,二、填料,一般为溶解性较小的矿物质；,作用,造纸时加入到纸浆中，使纸张的光学性能和印刷适性符合特定的要求。,1.常用填料：,应具有的特性：高白度、高折射率，颗粒细小，水溶性小，密度低，化学稳定性好；,常用类型：,CaCO,3,，,3MgO4SiO,2,H,2,O，TiO,2,等,2012.2,印刷材料及适性,22,1-2,印刷用纸的辅料,2.加填的目的：,改善纸张的光学性质和印刷适性；,提高纸张的白度、平滑度和不透明度；,增强纸张对油墨的亲和力；,改进纸张的柔软性和形状稳定性，从而提高印品质量。,注意,：加填应适量，过多则会降低纸张的强度，甚至会引起掉粉掉毛或糊版等故障。,2012.2,印刷材料及适性,24,1-2,印刷用纸的辅料,三、色料,加入色料的作用：,改善纸浆的颜色,方法,在漂白浆中加入蓝紫色、红蓝色染料或荧光增白剂,生产有色纸，满足特殊用途,方法,染色，加入彩色染料或颜料,2012.2,印刷材料及适性,25,1-2,印刷用纸的辅料,四、其它化学助剂,为了适应纸张的特殊用途，常会加入一些非纤维性添加剂，如：,湿强剂：增强纸页的湿强度,干强剂：增强纸页的干强度,助留剂：有助于填料或细小纤维的保留,消泡剂：消除造纸中产生的泡沫,抗水剂：使纸页具有较高的抗水能力,2012.2,印刷材料及适性,26,1-3 印刷用纸的制造工艺,造纸工艺的基本过程：,原料准备,整饰与加工,纸页的,纸料的制备,纸页的抄造,（分离纤维）,制 浆,1.化学法制浆,利用化学药品的水溶液在一定温度和压力下处理植物纤维原料，将其中的木素溶出，尽可能地保留纤维素和不同程度地保留半纤维素，使原料纤维彼此分离成浆。,硫酸盐法,:,NaOH+Na,2,S+木素,碱回收液,+硫化木素,Na,2,SO,4,特点：,成浆强度大，颜色深，得浆率低；,漂白工艺复杂，废液回收设备复杂。,亚硫酸盐法：,利用亚硫酸盐产生的和,SO,3,2-,和,HSO,3,-,与木素反应，将木素溶出形成原浆。,特点：,成浆颜色浅，纤维润胀能力大，易打浆；,成纸柔软，强度小，对原料要求严格。,+,2.机械法制浆,利用机械方法（磨解）对纤维原料进行处理，使纤维离解，形成机械木浆或机械草浆，常用主要为磨木浆。,特点：,木素绝大部分未被除去，因此制出的纸发黄、易脆，不宜久存；,对纤维造成的损伤较大，成纸强度低，但纸质柔软、有弹性，吸墨性好；,成浆率高，成本低，污染小。,3.化学机械法制浆,两种方法配合使用，先用化学法预处理，再用机械法进一步磨解。,特点：,成浆率高，成纸性能好，目前使用较广泛。,2012.2,印刷材料及适性,31,1-3 印刷用纸的制造工艺,三、纸料的制备,1.打浆,造纸工艺中最重要的工序,概念,：,主要利用机械作用，将纤维横向切断，纵向摩擦分裂，吸水润胀，分丝帚化，使其适合于造纸机的抄造。,目的,：,增加纤维的表面积，裸露出更多的羟基，利于纤维的交织与氢键的结合，增强纤维的结合力，提高纸张的强度。,H,O OH,H,HOO,H,O OH,H,HOO,H,O OH,H,HOO,打浆的作用,:,分丝帚化，细纤维化增大了纤维的外表面积，游离出大量的羟基；,吸水润胀,比容增加；,增加了纤维的交织力；,使纸张强度增加。,2012.2,印刷材料及适性,33,1-3 印刷用纸的制造工艺,打浆程度对纸张性能的影响：,打浆适度，纸张强度增加，平滑度、紧度提高；,打浆过度，纸张强度会下降，吸收性、不透明度降低。,注意：打浆程度应适量，不同功能的纸打浆也不同。,2.,调料,向打浆完成的浆料中加入各种辅料的过程。,目的,：为满足纸张的不同用途，从不同的角度进行加填、施胶或染色，从而改进纸张的相关质量指标。,2012.2,印刷材料及适性,34,1-3 印刷用纸的制造工艺,四、纸页的抄造,将经过各种处理的悬浮于水中的纤维均匀地分布在造纸机的网上，经过过滤、压榨、干燥、压光、卷取、分切等制成适合使用要求的纸张。,1.抄造方法：,干法：以空气为介质，,湿法,：以水为介质，工业造纸常用的方法,2.抄造设备：,长网造纸机,、圆网造纸机和夹网造纸机三种,2012.2,印刷材料及适性,35,1-3 印刷用,纸的制造工艺,长网造纸机抄造工艺示意图,3.,抄造工艺流程,：,纸浆,网部成形,压榨,干燥,压光,施胶,/,涂布,卷取,整理,100%,85%,60%,46%,含水量,4.抄造工艺：,纸页成形,：网部过滤，形成湿纸页，决定了纸张的匀度、强度、两面性和方向性；,压榨,：挤压脱水，影响纸张的匀度、紧度、平滑度；,干燥,：利用加热的方式进一步脱水，提高纸张的强度、平滑度，达到成纸的干度要求；,压光,：金属辊压光处理，提高纸张的平滑度、光泽度、紧度和均匀度，调节纸张的厚度；,卷取、整理,卷筒纸：分切，裁边，复卷，包装,平板纸：切纸,(,全开,),，选纸，数纸,(500,张,/,令,),，包装成件,2012.2,印刷材料及适性,37,1-3 印刷用纸的制造工艺,五、纸页的涂布加工,1.涂布的目的：,通过在纸张表面覆盖一层由微细粒子组成的对油墨吸收性良好的涂料，以得到具有良好均匀性和平滑度的纸面，从而提高纸张对印刷网点的还原能力，以及良好的白度、光泽度和不透明度，并改善纸张在印刷中的形状稳定性。,2.涂布的工艺流程：,选纸,备料涂布干燥压光整理,3.涂布的要求：,对,原纸,的要求,木材纤维,原纸，抗张强度、表面强度较高，表面性质适中，吸收性适中，均匀度好；,对,涂料,的要求,能够形成平滑的涂料层，具有良好的油墨接受性；,颜料：颗粒大小适中，化学稳定性好，具有,良好的油墨接受性,，白度高。常用：,BaSO,4,，,TiO,2,，,CaCO,3,等。,粘合剂：具有良好的粘附力，使颜料粒子相互粘结，与原纸牢固贴合。常用：,PVA,，淀粉等。,2012.2,印刷材料及适性,39,习题（一）,1.印刷用纸的组成是什么？,2.纸张的强度基础是,什么,?为什么纸张吸湿后强度会降低？,3.施胶的目的是,什么,?分析表面施胶对纸张性能的影响。,4.加填为什么能提高纸张的白度、不透明度和平滑度,?,5.打浆的作用是什么?对纸张性能有何,影响,?,6.由植物纤维原料制成印刷用纸需要经过哪些工序，以流程图的形式表示出来。,