第01章-紙張的基礎(chǔ)知識(shí)

包裝印刷材料

主講：曾臺(tái)英

上海理工大學(xué)印刷與出版學(xué)院

第一篇承印材料

第一章紙張的基礎(chǔ)知識(shí)

知識(shí)點(diǎn)

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(jiǎn)介第五節(jié)紙頁(yè)的涂布加工第六節(jié)紙張的結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述一、紙的發(fā)展簡(jiǎn)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(jié)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(jié)的薄片物質(zhì)。具有一定強(qiáng)度+多孔性三、紙張的分類和規(guī)格1、分類按造紙工藝分類：手工紙和機(jī)制紙；普通紙和加工紙等按造紙?jiān)戏诸悾褐参锛垼铣衫w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(wú)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，包裝用紙等紙張和紙板區(qū)別紙張和紙板的區(qū)別沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定，一般通過(guò)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。產(chǎn)品用途分類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(zhǎng)度(m)：卷筒新聞紙和印刷紙的長(zhǎng)度6000。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(jiàn)的幅度尺寸：690×960、787×960、880×1092。允許偏差±3mm，偏斜度<3mm。平板紙紙張常用的開(kāi)法四、紙張的計(jì)量紙和紙板的計(jì)量單位：定量、令量定量：?jiǎn)挝幻娣e的紙或紙板具有的質(zhì)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(jì)量單位。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(zhǎng)纖）闊葉木（硬木，短纖）特點(diǎn)：纖維長(zhǎng)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。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(shù)種的樹(shù)皮等籽毛纖維材料：如棉纖維。莖稈纖維類：纖維大多短而細(xì)小，長(zhǎng)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(zhǎng)，長(zhǎng)約25~30mm，纖維聚合度36000左右。常用于制造有價(jià)證券紙和較薄且緊密地印刷紙。籽毛纖維類：纖維長(zhǎng)20~40mm，聚合度12000左右，具有較高的強(qiáng)度和柔韌性，主要用于制造鈔票紙及其他高級(jí)紙張。非木材纖維原料特點(diǎn)3、再生纖維原料

（混合廢紙、舊報(bào)紙、廢布、瓦楞紙箱、廢棉胎等）

節(jié)約森林資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

幾種纖維比較亞麻木棉絲微細(xì)纖維二、植物纖維結(jié)構(gòu)ML：胞間層P：初生壁S：次生壁外層S1中層S2內(nèi)層S3W：瘤層請(qǐng)見(jiàn)p4三、植物纖維的組成及性能1、纖維素2、半纖維素3、木質(zhì)素4、少量果膠、樹(shù)脂、無(wú)機(jī)礦物質(zhì)等1、纖維素是不溶于水和多數(shù)有機(jī)溶劑的碳水化合物，其分子式為(C6H10O5)n，每個(gè)分子單元上含有三個(gè)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(rùn)性(膨潤(rùn)導(dǎo)致失去彈性而柔軟性增強(qiáng))，但無(wú)水溶性；應(yīng)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(dǎo)作用。2、半纖維素是植物中與纖維共存的多糖結(jié)構(gòu)。半纖維素的羥基更具有游離性，因而半纖維素的吸水、潤(rùn)脹能力大于纖維素。紙漿中要保留一定量的半纖維素：對(duì)打漿及紙張性能都有好處提供極性基團(tuán)，打漿過(guò)程中增加纖維的潤(rùn)脹和纖維細(xì)化，提高纖維的柔軟性，提高紙張強(qiáng)度；但半纖維素含量過(guò)高，紙張尺寸穩(wěn)定性較差，易因環(huán)境溫濕度變化產(chǎn)生吸濕性而發(fā)生變形。3、木質(zhì)素由三種基本的苯丙烷結(jié)構(gòu)單元通過(guò)C-O、C-C鍵連接的立體網(wǎng)狀分子。在化學(xué)結(jié)構(gòu)上極不穩(wěn)定，在光、熱、空氣、酸、堿的作用下，都會(huì)引起木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的化學(xué)變化，使纖維發(fā)黃、變脆，使紙張質(zhì)地變脆，機(jī)械強(qiáng)度下降，顏色發(fā)黃，影響紙張的白度。木質(zhì)素起到黏結(jié)纖維的作用，因此要解離纖維，必須去除木質(zhì)素----化學(xué)制漿的原理。不同造紙纖維原料的化學(xué)組成要盡可能保持植物纖維中的纖維素成分適當(dāng)保留半纖維素成分必須去除木質(zhì)素成分在造紙過(guò)程中為什么？填料：白色粉末狀的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)，加填量最多可達(dá)25%。加填：造紙時(shí)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(zhì)和水調(diào)成懸浮液，再在打漿機(jī)或其它適當(dāng)?shù)胤郊尤?。填料特點(diǎn)：1)顆粒細(xì)膩而均勻

2)色純而白度高

3)具有良好的化學(xué)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、填料常用填料的性質(zhì)和組成加填作用：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(xì)小的毛細(xì)孔，且填料粒子比纖維易被油墨潤(rùn)濕，因而可改善紙張對(duì)油墨的親和力。過(guò)量加填副作用1)紙張強(qiáng)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(lái)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(huì)磨損印版，使印版的耐印力下降。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%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(shí)網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)散和書寫時(shí)發(fā)生洇水；

3）提高紙張的機(jī)械性能和表面強(qiáng)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(xì)孔

3)纖維中含有大量的纖維素和半纖維素施膠方法：內(nèi)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(nèi)部施膠：在造紙過(guò)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

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(shí)也提高了紙張的表面強(qiáng)度和挺度。表面施膠膠料：改性淀粉、動(dòng)物膠、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、甲基纖維素、石蠟?zāi)z。三、色料包括顏料和染料。色料可改變和調(diào)整紙張的顏色，又稱為調(diào)色和染色減光法和加光法請(qǐng)見(jiàn)p8常用色料堿性染料---鹽基槐黃、鹽基玫瑰紅、鹽基品藍(lán)等；酸性染料---酸性金黃、酸性桃紅、酸性湖藍(lán)、酸性青蓮等；直接染料---直接大紅、直接橘黃、直接品藍(lán)等。四、其它化學(xué)助劑1、濕強(qiáng)劑2、干強(qiáng)劑3、助留劑4、消泡劑5、抗水劑第四節(jié)、造紙工藝簡(jiǎn)介將植物纖維原料加工處理成細(xì)小的纖維，并加入適量的添加劑抄制成薄膜狀物質(zhì)的過(guò)程。制漿+造紙-----兩大工藝流程。制漿：利用化學(xué)、機(jī)械或化學(xué)機(jī)械兩者相結(jié)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(chǎn)過(guò)程。造紙：將紙漿通過(guò)各種加工過(guò)程制得紙張的過(guò)程。制漿工藝

請(qǐng)見(jiàn)p92離解4篩選5漂白制漿制漿方法：機(jī)械法、化學(xué)法、化學(xué)機(jī)械法機(jī)械法：利用機(jī)械摩擦力磨解植物原料而得到纖維漿料的方法；機(jī)械木漿(磨木漿)、機(jī)械草漿

磨木機(jī)磨漿—篩選—本色磨木漿原料儲(chǔ)存—備料蒸煮處理—磨木機(jī)磨漿—篩選—褐色磨木漿