印刷材料与适性每章小结兼期末总复习

第1章印刷纸的组成承印材料：是可以承载油墨或粘附性色料，呈现图文的所有物质的总称。纸张的组成：基本组成---植物纤维辅助材料---填料、胶料、色料等纸张的定义：纸张是纤维间通过氢键互相缔和的随机取向的层次网络形成网络的条件：①纤维间不加任何粘和剂能相互粘接②纤维能形成随机取向的层次网络在自然界中，能满足这一条件的只有纤维素纤维(cellulosefiber),而纤维素纤维广泛存在于各种植物中一、造纸植物纤维原料的种类木材纤维原料针叶木（软木）和阔叶木（硬木）非木材纤维原料籽毛纤维-----棉纤维韧皮纤维-----亚麻、大麻檀皮等草类纤维-----稻草、芦苇、玉米秆废纸--再生纤维二、植物纤维中的主要组份第一类：碳水化合物----主要组份是纤维素和半纤维素占原料化学组份的50%以上。第二类：苯酚类物质----主要组分是木素占原料化学组分的10%-35%第三类：萜稀类----主要组分是松节油，松香酸等，针叶木中约占5%,草类及阔叶木中含量很低）其它组分----脂肪酸、醇类、蛋白质、无机物等植物纤维中的主要组份在纤维原料的化学组分中，纤维素、半纤维素、木素为主要组分，也是成品纸张的主要组分。1.纤维素(cellulose)线性高分子&每个基本单元上都有三个醇羟基（这些醇羟基对纸张的性质有决定性的作用）2.半纤维素(semicellulose)单位重量中含有的羟基个数比纤维素更多，吸水、润涨能力更强。有利于水化、细纤维化,能提高纸张的柔软性和强度。半纤维素含量高的纸张，形稳性较差。3.木素(lignin)空间网状结构的大分子。化学结构极不稳定，易发生氧化。不吸水，不润涨，对纸张的强度没有贡献。含量高反而会阻碍纤维素分子间交织。使纸张耐久性差，易变黄，变脆。所以制浆过程中要一定程度上除去木素。辅助材料为改善纸张性能而加入的各种助剂包括填料、胶料、色料一、胶料1施胶的目的：使纸张在一定程度上获得抗拒流体浸润的能力。2施胶的方法：内部施胶：将胶料加入纸浆中,再抄造成纸。表面施胶：将抄造好的纸张浸入胶料溶液中或辊涂等。3表面施胶对纸张性能的影响提高抗水能力对纸张油渗性的影响：增加纸面与油的接触角，在纸面形成相对连续无孔的膜，减少或阻止油的渗透。对纸张可擦性的影响可擦性：在无任何腐蚀作用下，从纸面擦去印迹的性质。主要从两方面影响，一是减少了油墨的渗透，因而易于把油墨擦掉；而是增加表面纤维间的黏结，从而增加了纸面的抗摩擦性能。对纸张强度的影响：提高纸张的抗张强度二、填料1.加入填料的目的：使纸张取得特定性能，改进纸张的印刷适性(提高不透明度、白度、平滑度，改善形稳性，吸墨性等）根据不同的纸张而添加不同的填料。2填料应具备的性质：高白度高折射率，低水溶性颗粒细小化学稳定性好密度较小3.加入填料对纸张性质的影响（1）对光学性质的影响不透明度：纸张不透光的性质。取决于光散射界面数量的多少散射界面间折射率的差异未加填料的纸张：主要界面：纤维素---空气,折射率：1.53---1.0加入填料的纸张：增加界面：纤维素---填料,填料---空气填料颗粒细小，折射率高，使纸张不透明度明显提高白度。加入填料能够增加纸张的白度（2）对表面平滑度和印刷适性的影响细小填料能填补纤维所形成的凹凸不平,所以能提高纸张的平滑度（3）对纸张强度的影响填料加入减少了纤维间的交织，使纸张抗拉强度、耐折度、撕裂度、挺度等下降三、色料色料是各种颜色的染料。就是用作纸张染色和调色的颜料和染料。1加入色料的目的：使纸张着色；使纸张“显白”。提高纸张对不同波长光反射的均匀性，从而使纸张“显白”纸张制造工艺概述造纸就是将植物纤维经过加工处理，并添加有关物质后抄造成纸的过程。这一过程由制浆和造纸两大部分组成。制浆：从植物纤维的细胞壁中，把非纤维物质除去，使植物纤维离解，变成以纤维素纤维为主体的本色浆或漂白浆造纸：把浆料进一步处理，使其成为薄膜状物质的过程一、制浆：用化学或机械或二者结合方法使植物纤维破解成浆的过程1.化学法制浆原理亲核试剂与木素发生反应，使木素结构单元的连接断裂，成为溶于水的低分子，使植物纤维分离成单根纤维。特点:应用范围广,原材料广泛,成浆强度大；颜色深，需采用多段漂白；制浆效率低，废液回收复杂；2机械法制浆原理:利用机械方法（磨石）在水和蒸汽的存在下对木材进行磨解，使纤维离解。特点:保留了原料中大量木素，制浆率高于化学浆，纸张不透明度高，吸墨性好，可压缩性好，由于木素的存在，不宜长期保存。3化学机械法原理:先用化学药品对原料进行预处理，再用机械方法进一步磨解。特点:条件较温和，制浆率较化学浆高，可抄造新闻纸、包装纸，经漂白抄造书写纸、杂志纸二、漂白1漂白目的:彻底去除木素等杂质,提高浆料纯度和白度2漂白方法氧化型漂白剂---永久漂白还原型漂白剂---暂时漂白3发展趋势—减少化学漂剂，尤其是含氯漂白剂含氧漂白&生物漂白三、纸料的制备1、打浆打浆的作用:使纤维细胞发生变形、位移、使纤维疏解、润胀、分丝、帚化。这些作用交错进行，大大增加了纤维的比表面积，纤维表面游离出大量亲水的羟基，在水中通过水的作用形成“水桥”，在干燥脱水后，转化为纤维之间的氢键缔和。四、纸张的抄造有两种方法：干法-以空气为介质，湿法-以水为介质抄造设备：长网圆网夹网在抄纸过程中形成的方向性和正反两面性五、涂布1涂布目的:明显提高纸张的均匀性、平滑度，通过压光，可以明显提高纸张的光泽度，改善纸张的形稳性。2涂布纸的种类：轻量涂布纸；普通涂布纸；特殊涂布纸3涂布纸的生产过程：4涂料的主要组成及作用颜料：占涂料的70%-80%，如钛白、高岭土等它是决定涂料纸油墨接受性、平滑度、光泽、白度和不透明度的主要成分。胶黏剂：淀粉、干酪素、PVA等。它使得颜料粒子之间相互粘结，视图层与原纸之间牢固粘结。助剂：为了改进颜料的分散性，提高涂层的耐水性以及改善涂料的流动性等。5涂布作业按涂布机与抄纸机的关系分为机内涂布（onmachine）和机外涂布（offmachine）6涂布方式：辊式涂布气刀涂布刮刀涂布第二章纸张的结构纸张是一种非均质物质，结构相当复杂概括起来其特点主要有：（1）具有多相复杂的结构元素（2）结构元素在三个方向上各向异性（3）具有孔隙结构（4）结构元素之间存在结合力。这个结合力是纸张强度的基础（5）纸张存在两面性纸张的基本结构性质一、纸张的正反两面性（复习题一）正面:毛毡面反面:网面1正反面产生的原因:纸页成型过程中单面脱水，在脱水的同时网面一部分细小纤维、填料、胶料的流失所至。2两面性对印刷纸的质量及印刷的影响：两面性对印刷纸的质量影响很大，他可以导致印刷品质量的不均匀性，不利于印刷质量的控制。纸张的正面平滑度较高，着墨效果好，但表面强度较低，在印刷中容易出现拉毛的现象。相反，反面较为粗糙着墨效果差，但表面强度高，不易出现拉毛的现象。二、纸张的方向性（复习题二）纸张的方向性与抄纸过程中纸浆在网上的分布情况有关，喷洒在抄纸机网案上的纸料纤维由最初的随机取向到逐渐定向，使纤维的长度方向大部分顺向抄纸机运行的方向，从而形成了纸张的方向性。在单张纸胶印的过程中，一般用纵向纸，即纸张丝缕的方向应该与印刷的方向垂直。因为纸张在吸湿润湿时，纤维直径方向膨胀的幅度要比其长度上大，所以平板胶印纸张吸湿时，横向伸长率要比纵向大得多，应该用纵向纸。三、纸张的匀度（复习题三）1纸张的匀度：指纸张中纤维分布的均匀程度(uniformity)。匀度不仅影响纸张的外观质量,同时影响纸张的一般物理性质和光学性质,也会影响非涂料纸的印刷性能。纸张的水平及垂直结构一、纸张的水平结构1纸张的水平结构也就是纸张的理想二维网络的统计几何结构。2理想二维网络是指把n根纤维通过随机方法放于面积为A的平面上形成的理想纤维网络简称为2-D纸页。尽管纸张具有多层结构,但实际上,纸页中纤维绝大部分都是在平面上分布的。3纸页的力学性质不仅取决于纤维间交叉的总量，而且还取决于纤维网络中每根纤维交叉的数量。4纤维中心的不均匀分布是纸页不均匀性的最基本的原因二、纸张的垂直结构（复习题四）“Z”向强度：在纸张的垂直结构中，最重要的的结构性质是纤维间粘结的程度。纸张中纤维间的粘结状态决定了纸张在垂直方向的抗张强度，称之为剥离强度相对粘结面积（RBA）：纸页中纤维间总粘结面积与发生粘结的纤维的总面积的比率RBA决定“Z”向强度纸张的孔隙结构（复习题五）纸张的孔隙结构是由构成纸张的基本组成---多孔的纤维和纸张成形过程中纤维之间的交织情况决定的孔隙率：孔隙率指纸张的孔隙体积与纸张的总体积之比平均孔半径也称为等效孔半径(equivalentporeradius),指长度等于该方向纸页厚度的孔隙的当量半径纸张的孔径分布必须与油墨中颜料粒子的大小与分布很好地匹配才能印刷出高质量的印刷品.第三章纸张的基本物理性质印刷运行适性（PrintingRunability）：为保证印刷生产的顺利进行，纸张所应具备的性能。印刷质量适性（Printability）：直接影响印刷品质量的性能定量、厚度和紧度一、定量1定量(Basicweight）单位面积纸张的重量g/m22测量条件：使纸样在恒温恒湿的环境中达到平衡3令重（kg）=长（M）×宽（M）×500×定量/10004（复习题二）为何现在倾向于使用低定量的纸张？？？纸张是按照面积大小使用的，而纸张的销售是按照质量进行计价的，因此，从经济的角度考虑，应尽量使用低定量的纸张。二、厚度(thickness)：1厚度(thickness)：纸或纸板正反两面的垂直距离（单位mm）2（复习题二）定量、厚度的均匀性比其绝对值更重要，特别是纸张横向最容易出现定量和厚度的非均匀分布。一但出现这种情况，会使卷筒纸两边松紧不一，印刷时在轮转机上受力不均，绷紧的一端往往先断裂造成断头，因此要求纸张的定量、厚度在纸张横面分布均匀一致。另外，纸张厚度的均匀性还直接影响印刷压力的调节，从而影响印刷品的质量，同时纸张厚度均匀性差，还会导致书瘠的薄厚不一致等，影响印刷品的质量三、紧度1、紧度：单位体积纸张的重量（g/cm3）2、3、松厚度：紧度的倒数，指的是1g重的纸张体积有多大4、（复习题三）纸张的紧度取决于所用纤维的种类、打浆程度、抄纸时网部脱水情况、湿压程度和压光程度。1、对强度的影响：纸张紧度太低，强度不够，不适合印刷。紧度太高，也不适合印刷，韧性降低，容易断裂，2、对不透明度的影响：紧度越高，纸张的不透明度越低。3、对吸墨性的影响：紧度太低，过于疏松，不适合印刷；紧度太高，影响油墨的渗透干燥，容易造成背面蹭脏。平滑度与表面可压缩性1、平滑度：纸张表面的平整程度2、表观平滑度（复习题四）：自由状态下纸张的平滑度称为表观平滑度,表观平滑度与纸张的光泽度有很好的线性关系.取决于纸张外观的纹理结构.决定光泽度表观平滑度测量方法——显微照相法&触针法&OCR(OpticalCharacterRecognize)3、印刷平滑度（复习题四）：印刷压力作用下纸张的平滑度为印刷平滑度.印刷平滑度是表观平滑度与表面可压缩性的综合表现.决定印刷质量印刷平滑度测量方法——空气泄露法4、表面可压缩性（复习题五）(SurfaceCompressible)材料受到压缩时体积减少,则称该材料具有可压缩性.与表面有关的体积受到压力作用而减少时,该材料具有表面可压缩性.当压力作用于该材料表面时,可压缩性表面粗糙度会减少。表面可压缩性可以度量随压力增加,纸张表面粗糙度降低或平滑度增加的程度.印刷质量不单取决于纸张表面可压缩性，也不单取决于纸张表观平滑度，而是取决于二者综合参数，即所需印刷压力5、（复习题七）PPS值：利用PPS粗糙度仪测得的绝对粗糙度值PPR值：PPS＝2um时的压力称为需用印刷压力，简称PPR值。PPR值较为准确的反映了纸张印刷平滑度的大小，PPR值越低的纸张，越容易取得满意的印刷效果。6、（复习题八）印刷平滑度对印刷的影响：影响油墨需要量；影响纸张着墨的均匀性；影响印刷品的光泽度。纸张生产工艺