紙張的基本物理性能演示課件

1、1,包裝印刷材料,主講：曾臺英 上海理工大學(xué)印刷與出版學(xué)院,2,第二章 紙張的基本物理性能 知識點(diǎn),第一節(jié) 概述 第二節(jié) 紙張的定量、厚度和緊度 第三節(jié) 平滑度與表面可壓縮性 第四節(jié) 紙張的吸墨性 第五節(jié) 紙張的其他性能,3,第一節(jié) 概述,一、紙張的質(zhì)量指標(biāo) 外觀質(zhì)量（外觀紙?。?物理性能 力學(xué)性能 光學(xué)性能 化學(xué)性能 其他性能（點(diǎn)電阻性能和耐燃性能）,4,外觀質(zhì)量 塵埃、毛布痕 孔洞、斑點(diǎn) 針眼 透明點(diǎn)、漿疙瘩 皺紋、云彩花 折子、裂口 條痕 網(wǎng)印、色澤不一等 使用+印刷質(zhì)量+使用價值和成品率+產(chǎn)品損耗+損壞設(shè)備,5,物理性能：定量、厚度、緊度、平滑度、伸縮性、可壓縮性、柔軟性、透氣度 力學(xué)

2、性能 靜態(tài)強(qiáng)度：紙張?jiān)诰徛芰η闆r下所能承受的最大力，即最終強(qiáng)度。 包括：抗張強(qiáng)度、耐破度、撕裂度、耐折度。 動態(tài)強(qiáng)度：紙張能經(jīng)受瞬時沖擊的程度，它反映了紙張受力后瞬時擴(kuò)散的動態(tài)情況。 包括：戳穿強(qiáng)度、環(huán)壓強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度。,6,化學(xué)性能：組成、吸濕性、酸堿性、耐久性等。 光學(xué)性能：白度、色澤、光澤度、透明度、不透明度等。,7,二、紙張的印刷性能與紙張的質(zhì)量 紙張的印刷運(yùn)行性能：保證印刷生產(chǎn)正常進(jìn)行，紙和紙板應(yīng)具備的性能。 紙張的印刷適性：獲得了預(yù)期的印刷效果，紙和紙板應(yīng)具備的性能。 紙張運(yùn)行性能：是紙張外觀的質(zhì)量、流變性能、強(qiáng)度和吸濕性。,8,三、紙張印刷性能的評價方法 1.實(shí)際印刷法耗費(fèi)大，不

3、適于科學(xué)研究 2.間接測試法與實(shí)際印刷差距較大的 3.模擬印刷適性儀測試法操作方便，廣泛應(yīng)用,9,四、紙張性能測試的要求 1、試樣的采取 采取試樣必須能最大限度地代表整批產(chǎn)品，外觀上不應(yīng)有破損、皺紋或其它紙病。 方法：隨機(jī)抽樣、代表抽樣、規(guī)律性抽樣 2、環(huán)境要求 測試前紙張或紙板必須經(jīng)過恒溫恒濕處理 ISO規(guī)定紙張和紙板的測試環(huán)境條件： 1 溫度20C，相對濕度65%； 2 溫度23C，相對濕度50%； 3 溫度27C，相對濕度65%。 我國采用第一種，即溫度202C，相對濕度652%,10,第二節(jié) 紙張的定量、厚度和緊度,一、定量 定量：紙張單位面積的克重，g/m2 測量：取樣100mm10

4、0mm5張或200mm250mm，稱后直接讀數(shù)。 天平、象限秤 在保證紙張的使用性能和印刷品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能生產(chǎn)和使用低定量的紙張，為什么？ 與定量相關(guān)的性能：緊度、不透明度、抗張強(qiáng)度、耐破度、撕裂度,Sartorius bs2202s 量程2200g 精度0.01g,11,二、厚度 即在一定面積，一定壓力下紙張兩個表面間的垂直距離。 印刷用紙的厚度在0.04mm以上，最常用的紙張厚度在0.070.15mm范圍內(nèi)。 紙張厚度不勻，會產(chǎn)生何種不良影響？（p20）,Thickness measurement device L&W Micrometer 51.,12,1.緊度：指每立方厘米紙張

5、的質(zhì)量，以g/cm3 表示，亦稱表觀密度 2.松厚度：指1克重的紙張的體積， 以 cm3/g 表示，是緊度的倒數(shù)。,三、緊度和松厚度,13,緊度與紙張其他性能的關(guān)系 緊度取決于纖維種類、打漿程度與方式、網(wǎng)部脫水情況、濕壓程度、壓光程度等。 緊度對主要強(qiáng)度性能（耐破度、抗張強(qiáng)度、撕裂度）、吸墨性、不透明度、吸收性等的影響。,14,第三節(jié) 平滑度與表面可壓縮性 一、表觀平滑度與印刷平滑度 1、平滑度：紙張表面微觀的凹凸的幾何形狀的不平的程度；也是紙張粗糙度的表示方法。 2、表面可壓縮性：決定紙張的印刷平滑度。,3、紙張表觀平滑度 紙張?jiān)谧杂蔂顟B(tài)下紙張表面的平滑度。 取決于紙張的外觀紋理結(jié)構(gòu)。 4、

6、紙張印刷平滑度 在印刷壓力作用下紙張的平滑度。它是以紙張表觀平滑度和表面可壓縮性的綜合效應(yīng)。,15,當(dāng)壓力作用于材料表面時，可壓縮性表面粗糙度會減小。在一定壓力下，表面可壓縮性系數(shù)值大的紙張較值小的紙張具有更高的印刷平滑度。 測量：通過測量紙張無壓力作用下或不同壓力下的平滑度或粗糙度來估算紙張的表面可壓縮性。,表面可壓縮性,16,（1）顯微照相方法 （2）觸針法 原理：應(yīng)用擴(kuò)大紙張表面凹凸的方法，對紙張平滑度進(jìn)行測定。 （3）OCR法 (Optical Character Recognition光學(xué)字符識別) 原理：利用光學(xué)信號傳遞信息。 （4）激光粗糙度測量系統(tǒng) 原理：材料表面散射光的變化與

7、表面粗糙度成正比 。,二、紙張表觀平滑度的測量,17,（1）光學(xué)接觸法 （2）空氣泄漏法 原理：在一定壓力下和一定面積，測量一定量空氣通過紙張表面與另一個表面之間的間隙所需時間，單位S。,三、紙張印刷平滑度的測量 p43,一般紙100秒以下，涂料紙300秒以上 國家規(guī)定：正反面平滑度差別不超過30% 紙張?jiān)酱植?，空氣通過的阻力越小，所需時間越短；反之，所需時間越長。,18,Bekk型平滑度儀 工作原理：在一定真空度和壓力下，測出一定量的空氣通過試樣表面與支承玻璃砧接觸面所需時間。,測量條件：壓力1kg/cm2，有效面積，空氣量，真空 度，孔徑面積。 特點(diǎn)：對低平滑度試驗(yàn)較適宜。,19,別克型平

8、滑度儀結(jié)構(gòu)圖,20,本特生平滑度儀（Bendtsen） 工作原理：使微弱壓縮空氣通過一定測量面積的金屬環(huán)，以漏過空氣多少來測定紙及紙板粗糙度 特點(diǎn)：操作簡單，測量快速準(zhǔn)確，測量穩(wěn)定性好，還可以測定的可壓縮性及彈性。,Bendtsen Roughness and Air Permeance Tester,21,本特生平滑度儀,22,PPS型粗糙度儀 特點(diǎn)：測量壓力接近實(shí)際印刷狀態(tài), 采用印刷中常用的背襯材料, 測量環(huán)具環(huán)形保護(hù)環(huán)，提高測量精度, 測量壓力采用氣動加壓。,Parker Print-Surf (PPS),Calibration Set,23,PPS型粗糙度儀,24,印刷質(zhì)量不單取決于

9、紙張表面可壓縮性，也不單取決于紙張表觀平滑度，而是取決于二者綜合參數(shù)，即所需印刷壓力。,絕對單位粗糙度 粗糙度：為紙面偏離理想?yún)⒖计矫婊驖L筒參考平面的程度。 PPS粗糙度儀的應(yīng)用 PPR值： PPS2um時的壓力稱為印刷所需壓力 PPS值：利用PPS粗糙度儀測得的絕對粗糙度值,25,影響印刷平滑度的相關(guān)因素,紙張表面平滑度：紙張本身平滑度高，其印刷平滑度也高； 紙張均勻性：本身均勻性好，印刷平滑度也好； 紙張壓縮性：可壓縮性表面在受壓力作用時表面粗糙度減少； 印刷方式：印刷方式不同，紙張與印版或橡皮布接觸的瞬間所受壓力不同，對紙張印刷平滑度的要求不同。,26,印刷平滑度對印刷品質(zhì)量的影響,（1

10、）印刷平滑度影響紙張油墨需要量； （2）印刷平滑度影響紙張著墨均勻性； （3）印刷平滑度影響印刷品的光澤度。,即達(dá)到一定的印刷密度，平滑度差的紙張, 紙面或印版所需的油墨量增厚，印品不均勻性和透印性增大 對于實(shí)地印刷品，平滑度差的紙張，印刷密度不均勻性增加 高的印刷平滑度有利于在紙面上形成均勻平滑的墨膜，提高印品的光澤度 較高的印刷壓力+較厚的墨層 提高印品光澤度,27,不同印刷平滑度紙張的網(wǎng)點(diǎn)再現(xiàn)性,28,不同印刷方式對紙張印刷平滑度的要求 1）凹印和凸印：紙張直接與印版接觸，而印版大多為不可壓縮的金屬，因而紙張的印刷平滑度對油墨轉(zhuǎn)移的均勻性起決定作用。 2）膠印：因膠印是通過彈性較好的橡皮

11、布間接轉(zhuǎn)移油墨，橡皮布的彈性可以彌補(bǔ)紙面的輕微粗糙而較好地把油墨轉(zhuǎn)移到紙張表面，所以膠印對紙張印刷平滑度的要求不如凹印和凸印那么嚴(yán)格。,29,思考,新聞紙的平滑度低于膠版紙，但二者的印刷平滑度基本相近，為什么？ （P40） 涂料紙?jiān)谳^少的供墨量條件下會有較高的油墨轉(zhuǎn)移量，而非涂料紙只有足夠多的供墨量才能保證有較高的油墨轉(zhuǎn)移量。為什么？（P42）,30,第四節(jié)、紙張的吸墨性 請見p35,一、概念 紙張的吸墨性：紙張對油墨的吸收能力。 紙張的油墨接受性能：指紙張表面在印刷過程中在印刷機(jī)上壓印瞬間接收轉(zhuǎn)移油墨的能力。 相關(guān)影響因素： a) 表面被印刷油墨潤濕的能力 b) 表面吸收一定油墨組分的能力

12、c) 表面固定和保留均勻墨膜的能力 紙張的油墨吸收性能：轉(zhuǎn)移到紙張表面的油墨在表面滲透擴(kuò)散至完全固化的能力。,31,接受性能和吸收性能區(qū)別： a) 接受性能是發(fā)生在壓印瞬間1s時間內(nèi)的現(xiàn)象；吸收則是從油墨與紙面接觸到完全固化在紙面的一個較長的時間。 b) 接受性能與油墨轉(zhuǎn)移性能有關(guān)；吸收性能則與紙張毛細(xì)孔對油墨組分的吸收，進(jìn)而組分在紙內(nèi)滲透作用有關(guān)。,32,二、印刷過程對吸墨性影響 紙張對油墨的吸收的兩個階段 1）壓力吸收（依靠印刷壓力 ） 2）自由吸收（依靠紙張的毛細(xì)管作用力）,33,實(shí)際印刷中，影響油墨吸收的因素 表明了油墨被壓入紙張的深度主要與以下因素有關(guān)：印刷壓力，印刷時間，油墨粘度，

13、紙張毛細(xì)管半徑。,34,油墨吸收模型,35,三、紙張吸墨性測試方法 壓印瞬間油墨的吸收性能測試IGT適性儀 原理：紙張對液態(tài)石蠟在壓印瞬間吸著影響第二色黑墨在紙張上的附著性能。,IGT AIC2-5印刷適性儀,36,毛細(xì)管吸收性能的測量 1)油墨臟污方法 將過量的試驗(yàn)油墨涂布于紙張表面過2分鐘后用軟布或脫脂棉將過量的油墨擦掉分別測臟污區(qū)域的反射率與干凈紙面的反射率。,美國 中國、英國,37,毛細(xì)管吸收性能的測量 2）毛細(xì)吸收法 油吸收法：油滴在紙面上的反射率隨時間變化曲線圖 二甲苯吸收即吸收一滴二甲苯所需要的時間； IGT油吸收性試驗(yàn)；一滴油在IGT印刷適性儀中印出的長度。 吸收性=紅色油痕長

14、度倒數(shù)1000,38,討論 （1）在壓印瞬間是油墨被壓入紙內(nèi)，還是油墨中連接料被壓入紙內(nèi)？ 決定因素： 油墨顆粒粒徑+ 紙張表面毛細(xì)管孔徑 （2）涂料紙，非涂料紙表面對油墨的吸收有何不同？或：同非涂料紙相比，涂料紙表面的油墨固著較快，為什么？,39,40,四、吸墨性與印刷的關(guān)系 吸墨性過大： 油墨中的連結(jié)料過多的滲透到紙張內(nèi)部。 引起的印刷毛?。?印跡無光澤(部分成膜物質(zhì)被過多吸收到紙張內(nèi)部)； 印跡粉化、脫落； 顏色密度下降 (由于顏料吸收到紙張內(nèi)部)； 透印(較多的顏料吸收到紙張內(nèi)部)； 透影(由紙的透明度所引起)； 網(wǎng)點(diǎn)面積容易擴(kuò)大。,41,吸墨性小 引起的印刷毛?。?一定程度上，可得到

15、色彩鮮艷、光澤度高的印刷品。 印跡的干燥速度下降、印品易臟污和粘連（不宜堆積）。 在疊色印刷中（濕壓干）易引起“晶化”，下一色無法套印。,42,粉化 紙張吸墨性過強(qiáng)，連接料被過多地吸入到紙張內(nèi)部，使墨層中的成墨物質(zhì)過多地減少，顏料粒子被懸浮在紙面上，干燥結(jié)膜后印品缺乏光澤度，有些印品一經(jīng)摩擦，顏料會發(fā)生剝落現(xiàn)象。 透印 當(dāng)紙張結(jié)構(gòu)過分疏松，吸墨性過強(qiáng)，加之油墨黏度較低，印刷壓力過大等因素作用，會導(dǎo)致油墨滲透至紙張背面。,43,一、透氣度 透氣度：衡量空氣透過紙張的能力。 通常以一定面積的紙張，在一定真空作用下1min所透過的空氣量，或以透過100mL空氣所需的時間表示，單位：mL/min或s/100mL 印刷用紙空隙率一般在50%左右。 二、塵埃度 塵埃度：表示紙面與紙色不同的斑點(diǎn)（異色雜點(diǎn)）的個數(shù)。 多以1m2紙張上具有一定大小的異色斑點(diǎn)的個數(shù)來表示，單位：個/m2。,第五節(jié)、其他性能指標(biāo) p