紙張的基礎知識

關于紙張的基礎知識第一頁，共五十九頁，2022年，8月28日

第一篇承印材料

第二頁，共五十九頁，2022年，8月28日

第一章紙張的基礎知識

知識點

第一節(jié)概述第二節(jié)紙張基本組成—植物纖維第三節(jié)輔料第四節(jié)造紙工藝簡介第五節(jié)紙頁的涂布加工第六節(jié)紙張的結構第三頁，共五十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述一、紙的發(fā)展簡史二、紙張的概念紙和紙板的統(tǒng)稱，它是以處理的纖維為主要成分，結合使用目的加入適量的添加劑，在網(wǎng)上或簾上交織形成的纖維間相互黏結的薄片物質。具有一定強度+多孔性第四頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、紙張的分類和規(guī)格1、分類按造紙工藝分類：手工紙和機制紙；普通紙和加工紙等按造紙原料分類：植物紙，合成纖維紙，礦物纖維紙，金屬纖維紙等按紙張?zhí)匦苑诸悾河泄饧埡蜔o光紙；涂料紙和非涂料紙；絕緣紙和普通紙等按紙張用途分類：文化用紙，生活用紙，包裝用紙等第五頁，共五十九頁，2022年，8月28日紙張和紙板區(qū)別紙張和紙板的區(qū)別沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般通過定量、層數(shù)和厚度區(qū)分。定量在225g/m2以下為紙張，在225g/m2以上為紙板；單層纖維交織成薄片物為紙張；兩層以上的纖維交織而成的薄片物為紙板；厚度在0.25mm以下為紙張，在0.25mm以上為紙板。第六頁，共五十九頁，2022年，8月28日產品用途分類第七頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、紙張規(guī)格GB147-89《印刷、書寫和繪圖用原紙尺寸》，將印刷用紙分為卷筒紙和平板紙兩大類。卷筒紙卷筒紙寬度尺寸(mm)：1575、1562、1400、1280、1230、1092、1000、900、880、787。允許偏差±3mm。卷筒紙長度(m)：卷筒新聞紙和印刷紙的長度6000。第八頁，共五十九頁，2022年，8月28日平板紙的幅度尺寸(mm):1000×1400、900×1280、880×1230、787×1092、850×1168、889×1194等。還有常見的幅度尺寸：690×960、787×960、880×1092。允許偏差±3mm，偏斜度<3mm。平板紙第九頁，共五十九頁，2022年，8月28日紙張常用的開法第十頁，共五十九頁，2022年，8月28日第十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日四、紙張的計量紙和紙板的計量單位：定量、令量定量：單位面積的紙或紙板具有的質量，以g/m2表示令量1令=500張（全張紙880×1230)令量即為：500張全張紙的重量。是平板紙常用的計量單位。第十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)、紙張的基本組成-植物纖維

一、造紙植物纖維原料的種類

1、木材纖維原料針葉木（軟木，長纖）闊葉木（硬木，短纖）特點：纖維長短不一，約2.5~3mm，纖維聚合度5000左右，可制成各種漿料，如磨木漿、硫酸鹽木漿和亞硫酸鹽木漿等，是制造文化用紙的主要原料。第十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、非木材纖維原料莖桿纖維原料：稻草、竹、蘆葦、玉米桿等韌皮纖維材料：各種麻類及某些樹種的樹皮等籽毛纖維材料：如棉纖維。第十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日莖稈纖維類：纖維大多短而細小，長約0.5~2mm，纖維聚合度3000左右，多與木漿一起制造中、低檔文化用紙和包裝用紙。韌皮纖維類：纖維粗而長，長約25~30mm，纖維聚合度36000左右。常用于制造有價證券紙和較薄且緊密地印刷紙。籽毛纖維類：纖維長20~40mm，聚合度12000左右，具有較高的強度和柔韌性，主要用于制造鈔票紙及其他高級紙張。非木材纖維原料特點第十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日3、再生纖維原料

（混合廢紙、舊報紙、廢布、瓦楞紙箱、廢棉胎等）

節(jié)約森林資源，保護生態(tài)環(huán)境

第十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日幾種纖維比較亞麻木棉絲微細纖維第十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、植物纖維結構ML：胞間層P：初生壁S：次生壁外層S1中層S2內層S3W：瘤層請見p4第十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、植物纖維的組成及性能1、纖維素2、半纖維素3、木質素4、少量果膠、樹脂、無機礦物質等第十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日1、纖維素是不溶于水和多數(shù)有機溶劑的碳水化合物，其分子式為(C6H10O5)n，每個分子單元上含有三個自由羥基-OH。由于含有大量的羥基(可明顯形成氫鍵)，親水性很好，且有膨潤性(膨潤導致失去彈性而柔軟性增強)，但無水溶性；應盡量不破壞纖維素，以保證各種植物纖維的纖維素在紙張性能中起主導作用。第二十頁，共五十九頁，2022年，8月28日2、半纖維素是植物中與纖維共存的多糖結構。半纖維素的羥基更具有游離性，因而半纖維素的吸水、潤脹能力大于纖維素。紙漿中要保留一定量的半纖維素：對打漿及紙張性能都有好處提供極性基團，打漿過程中增加纖維的潤脹和纖維細化，提高纖維的柔軟性，提高紙張強度；但半纖維素含量過高，紙張尺寸穩(wěn)定性較差，易因環(huán)境溫濕度變化產生吸濕性而發(fā)生變形。第二十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日3、木質素由三種基本的苯丙烷結構單元通過C-O、C-C鍵連接的立體網(wǎng)狀分子。在化學結構上極不穩(wěn)定，在光、熱、空氣、酸、堿的作用下，都會引起木質素結構的化學變化，使纖維發(fā)黃、變脆，使紙張質地變脆，機械強度下降，顏色發(fā)黃，影響紙張的白度。木質素起到黏結纖維的作用，因此要解離纖維，必須去除木質素----化學制漿的原理。第二十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日不同造紙纖維原料的化學組成第二十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日要盡可能保持植物纖維中的纖維素成分適當保留半纖維素成分必須去除木質素成分在造紙過程中為什么？第二十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日填料：白色粉末狀的無機礦物質，加填量最多可達25%。加填：造紙時加入填料，填充纖維間交織的空隙和紙張凹凸不平的表面，工業(yè)上稱之為加填。方法：使用白色粉沫狀的礦物質和水調成懸浮液，再在打漿機或其它適當?shù)胤郊尤?。填料特點：1)顆粒細膩而均勻

2)色純而白度高

3)具有良好的化學穩(wěn)定性

4)透明度小而折射率大

5)成本低第三節(jié)、輔料

一、填料第二十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日常用填料的性質和組成第二十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日加填作用：1)增加紙張的平滑度、不透明度、緊度和白度；2)提高紙張的定量和降低成本；3)可在紙張中形成更多細小的毛細孔，且填料粒子比纖維易被油墨潤濕，因而可改善紙張對油墨的親和力。過量加填副作用1)紙張強度降低、施膠效果下降，在印刷中易發(fā)生掉毛、掉粉現(xiàn)象，而脫落下來的毛、粉易傳遞到橡皮布或印版上，造成糊版現(xiàn)象；2)填料有摩擦作用，會磨損印版，使印版的耐印力下降。第二十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日不同紙張的加填量紙張名稱加填量新聞紙2~6%凸版紙5~30%膠版紙10~25%字典紙20~30%第二十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日二、膠料

施膠的目的

1）紙張獲得一定抗拒液體滲透的能力；

2）防止印刷時網(wǎng)點擴散和書寫時發(fā)生洇水；

3）提高紙張的機械性能和表面強度。紙張為什么容易吸水？

1)由植物纖維交織而成的紙張，纖維間存在大量的空隙

2)紙張的纖維間存在著大量的毛細孔

3)纖維中含有大量的纖維素和半纖維素第二十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日施膠方法：內部施膠+表面施膠(施膠效果)

重施膠+輕施膠(膠料加入量)：施膠量一般約占漿料重量的0.25~9%內部施膠：在造紙過程中向紙漿中加入膠料，使膠料沉淀在纖維上再抄造成具有憎液性的紙和紙板松香、聚烷基烯酮膠料、石蠟、松香乳劑、瀝青膠等

第三十頁，共五十九頁，2022年，8月28日表面施膠：將紙或紙板浸入成膜性膠料溶液中，在紙面上形成部分連續(xù)的薄膜，從而使紙張具有憎液性作用：用以改善紙張的表面性能，使吸墨性、勻均性得到提高，表面平滑度也提高，同時也提高了紙張的表面強度和挺度。表面施膠膠料：改性淀粉、動物膠、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、甲基纖維素、石蠟膠。第三十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日三、色料包括顏料和染料。色料可改變和調整紙張的顏色，又稱為調色和染色減光法和加光法請見p8第三十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日常用色料堿性染料---鹽基槐黃、鹽基玫瑰紅、鹽基品藍等；酸性染料---酸性金黃、酸性桃紅、酸性湖藍、酸性青蓮等；直接染料---直接大紅、直接橘黃、直接品藍等。第三十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日四、其它化學助劑1、濕強劑2、干強劑3、助留劑4、消泡劑5、抗水劑第三十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日第四節(jié)、造紙工藝簡介將植物纖維原料加工處理成細小的纖維，并加入適量的添加劑抄制成薄膜狀物質的過程。制漿+造紙-----兩大工藝流程。制漿：利用化學、機械或化學機械兩者相結合的方法將植物原料離解，變成以纖維素為主體的漂白漿或本色漿的生產過程。造紙：將紙漿通過各種加工過程制得紙張的過程。第三十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日制漿工藝

請見p92離解4篩選5漂白第三十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日制漿第三十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日制漿方法：機械法、化學法、化學機械法機械法：利用機械摩擦力磨解植物原料而得到纖維漿料的方法；機械木漿(磨木漿)、機械草漿

磨木機磨漿—篩選—本色磨木漿原料儲存—備料蒸煮處理—磨木機磨漿—篩選—褐色磨木漿

第三十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日機械漿特點(1)得漿率高達90~98%；(2)環(huán)境污染小，設備和生產工藝簡單，成本低；(3)紙張組織均勻，質地松軟，可壓縮性強，吸收性好，不透明度高；(4)機械強度較差(纖維短小、木質素未被除去)、彈性較小、伸縮性大、易發(fā)黃發(fā)脆。

第三十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日磨木漿機（Bauerdoublediscrefiner，early1950s）第四十頁，共五十九頁，2022年，8月28日

藥液漂白劑原料切片蒸煮洗滌篩選漂白蒸汽化學法：將化學藥品與植物纖維原料放入蒸煮容器中蒸煮，將原料中的木質素溶解除去，使原料纖維彼此分離出來成漿的方法。第四十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日化學漿：堿法制漿+酸法制漿(化學試劑)堿法制漿：NaOH+Na2S硫酸鹽漿：由堿法制得的化學漿；纖維粗而堅韌，物理強度好，抗熱性好，不透明度差，漂白難；用途：抄制紙袋紙、電纜紙、電容器紙、包裝紙，印刷用紙和文化用紙等第四十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日酸法制漿：亞硫酸+亞硫酸氫鈣亞硫酸鹽漿：由酸法制得的化學漿，特點是纖維長，并有良好的結合力，漂白容易，纖維雖硬但具有一定的韌性，它的機械強度不如堿法制得的纖維好。用途：抄制新聞紙、凸版紙、各種高級書寫紙、印刷用紙、證券紙等。第四十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日化學機械法：采用半化學法和化學機械法兩種。制漿時首先用化學藥品對原料進行預處理，然后再用機械方法進一步磨解。特點：得漿率較高，可達60%-85%；但纖維束較多，木質素還大量存在。用途：可抄制新聞紙、包裝紙和各種包裝紙板等。第四十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日

打漿加入調料紙料的稀釋和精選紙頁的抄造紙張的完成整理階段---壓光、涂布、復卷、成令造紙第四十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日打漿紙漿為什么要進行打漿？1）成束纖維2）纖維長短不一3）纖維粗細不一打漿作用（1）增加纖維間結合力；

（2）提高紙張強度；

（3）增加紙張平滑度和緊度；

（4）降低吸收性和不透明度。第四十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日紙料濃度調節(jié)

紙漿儲漿池調節(jié)箱塵砂箱篩漿機

充分攪拌均勻調料的加入：向打漿完畢后得到的漿料中加入各種輔料，填料、膠料、色料等紙料稀釋和精選

根據(jù)紙張厚度和定量進行濃度調節(jié)，紙料含量0.5~1%精選目的：進一步除去紙料中的塵埃和雜質及殘存的纖維束第四十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日紙頁的抄造

抄紙即為由紙漿形成紙頁的過程。

方法：濕法造紙和干法造紙送入紙漿濕紙濕紙干紙成品紙含水99%含水85%含水65%含水3%-5%請見p12第四十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日第五節(jié)紙頁的涂布加工

（1）涂布加工的目的及對紙張的影響；

（2）印刷涂料紙（銅版紙）的種類

（3）印刷涂料紙的生產第四十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日涂料紙：即銅版紙涂布加工：利用瓷土、碳酸鈣、鈦白、膠黏劑和助劑等配制成白色涂料，在涂布設備上將涂料涂敷在原紙表面，再經過干燥和壓光，制得的顏色潔白、表面光滑、具有良好吸收性和印刷性能的涂料紙。分單面涂布紙+雙面涂布紙涂布量：15~20g/m2第五十頁，共五十九頁，2022年，8月28日涂布加工作用：使凹凸不平的紙張表面平滑度和均勻性得到改善，吸墨性提高；同時還可以改善紙張的光澤度，改善紙張的形穩(wěn)性和不透明性。涂料紙的生產：原紙的制備涂料制備涂布機涂布干燥壓光和表面整理分切或復卷第五十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日非涂料紙和涂料紙的顯微表面第五十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日非涂料紙和涂料紙的網(wǎng)點再現(xiàn)未涂料紙網(wǎng)點再現(xiàn)涂料紙網(wǎng)點再現(xiàn)第五十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日第六節(jié)紙張的結構構成紙張的元素及它們在整個紙頁中的排列和分布。

紙張的結構特點：

1、具有多相復雜的結構元素；

2、結構元素在三個方向上分布各向異性；

3、具有孔隙結構；

4、結構元素之間存在結合力，構成紙張強度基礎；

5、多數(shù)紙張結構具有雙面性。第五十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日紙