印刷材料学-承印材料-油墨-纸张-塑料-颜料

TheTheoryofPrintingMaterial印刷材料学授课学时：45学分：2.5实验：独立设课，一周教材：印刷材料与适性，印刷工业出版社，向阳等主要参考书：1.纸张油墨的印刷适性，印刷工业出版社，董明达等编著2.印刷材料，印刷工业出版社，高晶等编著3.印刷材料学，地图出版社，王利婕主编TheTheoryofPrintingMaterial印刷材料学第一篇承印材料第二篇油墨TheTheoryofPrintingMaterial第一篇承印材料TheTheoryofPrintingMaterial第一章印刷纸的组成第一节印刷纸的基本组成——植物纤维第二节辅料第三节印刷纸制造概述TheTheoryofPrintingMaterial第一节印刷纸的基本组成——植物纤维一、造纸植物纤维原料的种类1.木材纤维原料2.非木材纤维原料TheTheoryofPrintingMaterial亚麻几种纤维的比较木棉丝微细纤维TheTheoryofPrintingMaterial二、造纸纤维原料的化学组成及特点1.纤维素2.半纤维素3.木素4.木材、草类和棉纤维的组成特点TheTheoryofPrintingMaterial不同造纸纤维原料的化学组成TheTheoryofPrintingMaterial纤维素cellulose的化学结构TheTheoryofPrintingMaterialComparisonbetweenthetypicalchemicalcompositionofwoodyandnon-woodyfeedstocksusedforpulping(%ofthefeedstockdrysolids).ComponentWoodyfeedstockNonwoodyfeedstockCarbohydrates65-8050-80Cellulose40-4530-45Hemicelluloses25-3520-35Lignin20-3010-25Extractives2-55-15Proteins0.55-10Inorganic0.1-10.5-10SiO20.10.5-7TheTheoryofPrintingMaterial三、纤维的结构Key:ML=middlelamella,P=primarywall,S1=outerlayerofthesecondarywall,S2=middlelayerofthesecondarywall,T(orS3)=innerlayerofthesecondarywall,andW=wartylayer.TheTheoryofPrintingMaterial第二节辅料一、胶料1.施胶取得憎液性能的原理2.内部施胶用胶料3.表面施胶用胶料4.表面施胶对印刷纸性能的影响TheTheoryofPrintingMaterial施胶取得憎液性能的原理TheTheoryofPrintingMaterial施胶取得憎液性能的原理TheTheoryofPrintingMaterial1.常用填料2.填料对纸张性质的影响二、填料TheTheoryofPrintingMaterial未涂布纸的常用填料TheTheoryofPrintingMaterial三、其它化学助剂1.湿强剂2.干强剂3.助留剂4.消泡剂5.抗水剂TheTheoryofPrintingMaterial第三节印刷纸制造概述一、制浆1.化学法制浆2.机械法制浆二、漂白三、纸料的制备1.打浆2.调料TheTheoryofPrintingMaterialTheTheoryofPrintingMaterialBauerdoublediscrefinerfromtheearly1950s.磨木浆机TheTheoryofPrintingMaterial四、纸页的抄造1.抄造方法和设备2.抄造过程及特点第三节印刷纸制造概述TheTheoryofPrintingMaterial五、纸页的涂布加工1.涂布加工的目的及对纸张性质的影响2.印刷涂料纸的种类3.印刷涂料纸的生产第三节印刷纸制造概述TheTheoryofPrintingMaterialScanningelectronmicroscope(SEM)imagesofuncoatedandcoatedpaper,andalsoacross-sectionofcoatedpaper.ImagescourtesyofKCL(FinnishPulpandPaperResearchInstitute).TheTheoryofPrintingMaterial涂布纸的网点再现未涂布纸的网点再现TheTheoryofPrintingMaterialTheTheoryofPrintingMaterial第二章纸张的结构第一节概述第二节纸张的基本结构性质第三节纸张的水平及垂直结构第四节纸张的孔隙结构TheTheoryofPrintingMaterial第一节概述纸张的结构：构成纸张的元素及它们在整个纸页中的排列和分布。纸张的结构特点：1.具有多相复杂的结构元素2.结构元素在三个方向上分布各向异性3.具有孔隙结构4.结构元素之间存在结合力，构成纸张强度基础5.多数纸张结构具有两面性TheTheoryofPrintingMaterial一、纸张的正面和反面1.纸张两面性2.纸张两面不匀的现象3.对印刷纸质量的影响4.克服纸张两面性的措施：采用立式加网造纸机5.如何鉴别正反面第二节纸张的基本结构性质TheTheoryofPrintingMaterial纸张的两面性对印刷的影响纸张的两面性对印刷品质量影响很大，纸张两面平滑度和施胶度的差别，造成纸张两面对油墨的接受性和吸收性不同。当纸张两面吸收性差别较大时，印品两面墨迹深浅不一，甚至会发生透印故障。纸张的正面平滑度较高，着墨效果较好，但表面强度较反面低，在印刷中更易发生拉毛现象。相反，纸张的反面较粗糙，着墨效果较正面差，但表面强度高，在印刷中不易发生拉毛现象。在实际印刷中也发现，与纸张正面接触的橡皮布表面的堆粉堆毛现象要比反面严重得多。TheTheoryofPrintingMaterial1.概念纵向：与纸机运行方向平行横向：与纸机运行方向垂直纸张的方向性：纸张的纵向与横向在各种性能上的差别2.在单张纸平印中，纸张方向对印刷的影响很大3.纸张纵横向的差异二、纸张的纵向和横向TheTheoryofPrintingMaterial1.概念：指纸张中纤维分布的均匀程度2.对纸张性能的影响：外观、物理、化学性能3.匀度的测量MKFormationAnalyzers:DrumScannerModelMK975三、纸张的匀度TheTheoryofPrintingMaterial第三节纸张的水平及垂直结构一、纸张的水平结构纸页的力学性质不仅取决于纤维间的接触，即纤维间交叉总量，还取决于纤维网络中每根纤维的交叉数量。TheTheoryofPrintingMaterial纸张表面微观结构MicroscopicimageofpapersurfaceTheTheoryofPrintingMaterialTwo-dimensionalrandomfibernetworkapproximationexcludingthefreefiberends.TheTheoryofPrintingMaterial1.纤维间粘结的程度—垂直结构中最重要的结构性质Z向强度：纸张在垂直方向的抗张强度现象：胶印中的拉毛现象相对粘结面积：(RBA)RBA==纸页中纤维间的总粘结面积发生粘结纤维的部面积　feefebSSSS1二、纸张的垂直结构TheTheoryofPrintingMaterial测量方法：（1）N2吸收法（2）光散射法2.细小纤维和填料在Z向的分布—另一重要的结构性质二、纸张的垂直结构TheTheoryofPrintingMaterialTwocross-sectionsofahandsheetcomparingregionsoflowandhighbasisweight(topandbottom,respectively).TheTheoryofPrintingMaterial一、孔隙率指纸张孔隙体积与纸张的总体积之比，即测定方法的比较：1.上述方法简单，但误差相当大2.用苯去饱和在不同温度下干燥的手抄纸样fpdd1绝干纤维的密度纸张的表观密度::fpdd第四节纸张的孔隙结构TheTheoryofPrintingMaterialdVWW12苯的密度纸张的体积饱和后试样重量饱和前试样重量:::2:1dvWW第四节纸张的孔隙结构TheTheoryofPrintingMaterial二、平均孔半径指长度等于纸页厚度之孔隙的当量半径，仅表示孔隙量的相对大小，并不能说明孔隙的大小、形状和分布.经测定发现：沿纸页纵向的平均孔径半径最大沿厚度方向的平均孔径半径最小三、孔径分布孔径分布对于印刷纸的重要性第四节纸张的孔隙结构TheTheoryofPrintingMaterialTheTheoryofPrintingMaterial第三章纸和纸板的基本物理性能第一节概述第二节定量、厚度和紧度第三节平滑度与表面可压缩性第四节纸张的油墨吸收性能TheTheoryofPrintingMaterial第一节概述一、纸张的质量指标1.外观质量肉眼可以观察到的缺陷：尘埃、孔洞、针眼、透明点、皱纹等对印刷的影响：零部件、设备、物理性能2.基本物理性质较普遍的性能：定量、厚度、表观密度、平滑度、吸收性TheTheoryofPrintingMaterial3.力学性质静态强度：纸张在缓慢受力情况下所能承受的最大力，即最终强度，主要包括抗张强度、耐破度、撕裂度、耐折度等动态强度：纸张能经受瞬时冲击的程度，它反映了纸张受力后瞬时扩散的动态情况，主要包括：戳穿强度，环压强度，压缩强度等第一节概述TheTheoryofPrintingMaterial4.化学性质包括纸张的化学组成，纸张吸收性、分解性、耐碱性5.光学性质白度、色泽、光泽度、透明度、不透明度第一节概述TheTheoryofPrintingMaterial二、纸张的印刷性能与纸张的质量纸张的印刷性能：纸张的印刷运行性能：保证印刷生产正常进行，纸和纸板应具备的性能纸张的印刷适性：获得了预期的印刷效果，纸和纸板应具备的性能纸张运行性能：是纸张外观的质量、流变性能、强度和吸湿性第一节概述TheTheoryofPrintingMaterial三、纸张印刷性能的评价方法1.实际印刷法耗费大，不适于科学研究2.间接测试法与实际印刷差距较大的3.模拟印刷适性仪测试法操作方便，广泛应用第一节概述TheTheoryofPrintingMaterial一、定量指纸张单位面积的质量，以g/m2表示对其他性能的影响：强度性能的裂断长、抗张指数表示Sartoriusbs2202s量程2200g精度0.01g第二节定量、厚度和紧度TheTheoryofPrintingMaterial影响印刷纸的不透明度和可压缩性测量：一定条件下测量压力接触面积，一定压力下测量纸张两个表面之间的垂直距离二、厚度ThicknessmeasurementdeviceL&WMicrometer51.TheTheoryofPrintingMaterial1.紧度：指每立方厘米纸张的质量，以表示，亦称表观密度2.松厚度：指1克重的纸张的体积，以表示1000nmTgWDm2）（厚度）（定量紧度cm3ggcm3WT1000松厚度三、紧度和松厚度TheTheoryofPrintingMaterial3.紧度与纸张其他性能的关系紧度取决于纤维种类、打浆程度与方式、网部脱水情况、湿压程度、压光程度等紧度对主要强度性能、吸墨性、不透明度、吸收性等的影响三、紧度和松厚度TheTheoryofPrintingMaterial一、表观平滑度与印刷平滑度1.平滑度：指纸张表面的平整程度，描述了纸张的表面结构特性，也常用粗糙