加工紙與特種紙 第一章

1、第 一 章 加 工 紙 概 論 紙加工原理與技術 加工紙與特種紙 加工紙工藝學 陸趙情 第 一 章 加 工 紙 概 論 內容介紹 第 一 章 加 工 紙 概 論 主要參考文獻 第 一 章 加 工 紙 概 論 第一章 加工紙概論 第 一 章 加 工 紙 概 論 1氫鍵賦予紙的強度 2植物纖維交織形成的紙頁平滑度，光澤度 3多孔性結構透氣性好，吸收性好，氣密性差 4易吸濕易潤脹，尺寸穩(wěn)定性差 5易老化易燃 第一節(jié)第一節(jié) 加工紙、特種紙的定義及加工紙、特種紙的定義及 紙加工的目的紙加工的目的 第 一 章 加 工 紙 概 論 1 1、加工紙、加工紙根據(jù)所要求的特性對原紙做某種加工或與 其他材料復合所得

2、到的紙種。 2 2、特種紙、特種紙除普通紙外，用于其他特殊用途的紙種。 3 3、功能紙、功能紙經(jīng)過加工處理，被賦予新的功能的紙種。 機械、熱、電、光等。 加工紙 由植物纖維直接抄造完成的紙。 特種紙 普通紙。包括經(jīng)過特殊加工的高級文化（銅板紙， 印刷涂布紙）用紙和包裝用紙(高光澤玻璃卡紙) 第 一 章 加 工 紙 概 論 加工紙，功能紙及特種紙含義有區(qū)別，有涵蓋。 加工紙是從原紙的后加工處理角度命名的。 功能紙是著重強調加工后的紙是否被賦予了新的功能。強 調紙的功能性。 特種紙是從原紙經(jīng)加工后從其用途的角度命名的。強調紙 的特殊用途。 一般：加工紙多屬于特種紙和功能紙。 微涂加工后的微涂紙、機

3、械起皺加工后的衛(wèi)生紙微涂加工后的微涂紙、機械起皺加工后的衛(wèi)生紙 - 屬普通紙屬普通紙 而未經(jīng)加工的電容器紙、半透明紙而未經(jīng)加工的電容器紙、半透明紙 - 屬特種紙屬特種紙 第 一 章 加 工 紙 概 論 涂布加工紙：采用各種涂料對原紙表面進行涂布加工所得 的紙種。 變性加工紙：原紙受化學藥劑作用而顯著改變性質的紙種。 復合加工紙：經(jīng)過層合和裱糊作業(yè)而使原紙與其它薄膜材 料貼合起來所得的紙種。 浸漬加工紙：原紙經(jīng)過液體物料浸漬所得到的加工紙。 機械加工紙：原紙經(jīng)過軋花，磨光等機械加工所得到的紙 種。 第一節(jié)第一節(jié) 加工紙和特種紙的分類加工紙和特種紙的分類 第 一 章 加 工 紙 概 論 信息用紙

4、工業(yè)用紙 建筑用紙 20種商品化功能紙（舉例） 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、紙的加工可以改善紙的內在質量和外觀質量，提高紙 的性能和品級。 70%以上的印刷紙經(jīng)過涂布加工。 60%以上的白板紙是經(jīng)過涂布加工的 2、大多數(shù)紙種屬加工紙和特種紙，應用于各個領域； 航 空航天、電器、農業(yè)、醫(yī)藥。 3、使用價值高，附加值高，技術含量高。 第 一 章 加 工 紙 概 論 第一節(jié)加工紙工業(yè)的發(fā)展第一節(jié)加工紙工業(yè)的發(fā)展 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第二章 顏料涂布加工紙

5、 第 一 章 加 工 紙 概 論 第一節(jié) 概述 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 1 1、印刷涂料紙的表面結構及內部結構、印刷涂料紙的表面結構及內部結構 涂層結構： 表面形狀，內部的微觀與宏觀組織 原紙涂層界面特性。 影響因素： 表面結構 表面粗度涂層內在的性質。 印刷粗度一種功能性質,只有在印刷過程中顯現(xiàn)出來。 （決定轉印圓筒上印刷底版與紙張的印刷接觸程度，印品的逼真度和轉 印的難易程度。） 表面粗度大，油墨膜轉印困難導致網(wǎng)目點輪廓破壞及蹭臟等質量問 題。 表面粗度（

6、印刷粗度）油墨膜厚度印品質量 通常用平滑度反映表面粗度反映涂層與油墨膜接觸程度。 平滑度高印品文字和線條清晰細膩。富有美感和立體感 宏觀平滑度：由原紙性質決定。 微觀平滑度：由顏料的種類、晶形及粒度分布等決定。 第 一 章 加 工 紙 概 論 第 一 章 加 工 紙 概 論 2 2、紙張涂層的機械性質、紙張涂層的機械性質 包括拉毛性質、可壓縮性、挺度 干拉毛強度 （膠、凸版印刷） 拉毛強度印刷表面強度。 拉毛速度：指在印刷過程中油墨施于紙面的外向張力大于紙內 聚力，造成紙面開始拉毛時的印刷速度。 剝離力印刷過程中，紙張在油墨粘度、印刷壓力和印刷速 度等條件作用下，油墨膜在印版與紙面間分離時，產

7、生一種力稱之。 印刷速度 油墨粘度 剝離力 紙面粗糙度 油墨膜厚度 剝離力 濕拉毛強度 （平板印刷） 表面層的可壓縮性（凹、 凸版） 第 一 章 加 工 紙 概 論 掉毛掉粉涂層顏料粒子間結合力或顏料粒子與紙頁 纖維間的結合強度小于剝離力時，涂料粒子或細小纖 維就會被油墨膜粘下來，這種現(xiàn)象稱為掉毛掉粉。 表現(xiàn)開始，印品表面有斑點 印版逐漸被顏料粒子和細小纖 維堵塞而無法正常印刷 糊版。 可壓縮性（松厚度）紙頁接受印刷壓印時的可壓縮程度，決定印 版與紙面均勻接觸程度。 影響機械性質的因素：顏料及膠粘劑的空間分布及顏料膠粘劑的界 面性質。 第 一 章 加 工 紙 概 論 3 3、印刷涂料紙的光學性

8、質、印刷涂料紙的光學性質 光澤度：紙張表面鏡面反射的性質。光澤度：紙張表面鏡面反射的性質。 印刷光澤度：指紙面經(jīng)油墨印刷后印刷面所呈現(xiàn)油墨膜印刷光澤度：指紙面經(jīng)油墨印刷后印刷面所呈現(xiàn)油墨膜 光澤度的大小光澤度的大小 印刷不透明度：指樣經(jīng)黑色油墨印刷后，印區(qū)反面與印刷不透明度：指樣經(jīng)黑色油墨印刷后，印區(qū)反面與 未印區(qū)反面的反射率之比。未印區(qū)反面的反射率之比。 劉驊等劉驊等. .談涂布紙和紙板光澤度談涂布紙和紙板光澤度. . 紙和造紙紙和造紙.2001.2001年年7 7月第月第4 4 期期 影響因素影響因素顏料性質，膠粘劑種類和用量。壓光條件顏料性質，膠粘劑種類和用量。壓光條件 顏料性質：粒度（

9、最佳光散射）、形成最佳尺寸的孔隙，顏料性質：粒度（最佳光散射）、形成最佳尺寸的孔隙， 且均勻分布且均勻分布最大的光學效果。最大的光學效果。 第 一 章 加 工 紙 概 論 4 4、印刷涂料紙的油墨吸收性、印刷涂料紙的油墨吸收性最重要的印刷適性。最重要的印刷適性。 （決定圖文再現(xiàn)性的主要因素，取決于涂層的油墨轉移和吸收性。（決定圖文再現(xiàn)性的主要因素，取決于涂層的油墨轉移和吸收性。 油墨的吸收性油墨的吸收性涂層對油墨的吸收能力或油墨對涂料層的滲透能力涂層對油墨的吸收能力或油墨對涂料層的滲透能力 涂料中膠粘劑均勻分布且適當遷移涂料中膠粘劑均勻分布且適當遷移顏料體積濃度、顏料種類顏料體積濃度、顏料種類

10、影影 響油墨保留或油墨吸收。（印刷適性最重要的性質）。響油墨保留或油墨吸收。（印刷適性最重要的性質）。 涂料層疏松、顏料體積濃度小、油墨的吸收性提高、油墨大部分被吸涂料層疏松、顏料體積濃度小、油墨的吸收性提高、油墨大部分被吸 入涂層入涂層印刷光澤度降低。反之則相反，油墨干燥速度慢印刷光澤度降低。反之則相反，油墨干燥速度慢 “粘臟粘臟”現(xiàn)象，中性或微酸性涂布層干燥較慢，微堿性則干燥較快?，F(xiàn)象，中性或微酸性涂布層干燥較慢，微堿性則干燥較快。 改善油墨吸收性的措施：改善油墨吸收性的措施： （l l）增加涂料中整飾性好的合成膠乳的配比；）增加涂料中整飾性好的合成膠乳的配比； （2 2）增加涂料中親油性

11、好的碳酸鈣顏料的配比；）增加涂料中親油性好的碳酸鈣顏料的配比； （3 3）涂層應具有較高的）涂層應具有較高的PHPH值（堿性范圍），以利于油墨干燥；值（堿性范圍），以利于油墨干燥； （4 4）在干燥階段干燥溫度應逐步提高，過強干燥會引起膠粘劑過多地）在干燥階段干燥溫度應逐步提高，過強干燥會引起膠粘劑過多地 向涂層表面遷移，使向涂層表面遷移，使K KN N減小，墨吸收性惡化；減小，墨吸收性惡化； （5 5）選擇適宜的壓光壓力和溫度，過高的壓力和溫度使涂層孔隙度減）選擇適宜的壓光壓力和溫度，過高的壓力和溫度使涂層孔隙度減 小，相應降低油墨吸收性。小，相應降低油墨吸收性。 第 一 章 加 工 紙 概

12、 論 （三）顏料涂布紙的基本生產流程（三）顏料涂布紙的基本生產流程 備料備料涂料液制備涂料液制備涂布機涂布涂布機涂布干燥干燥壓光等表面整飾壓光等表面整飾完成作業(yè)完成作業(yè) 入庫入庫 涂布過程涂布過程 紙紙多孔性片狀基材，表面凹凸不平多孔性片狀基材，表面凹凸不平（涂布）潤濕原紙（涂布）潤濕原紙涂料浸涂料浸 入原紙表層，與纖維交織形成交織固著層入原紙表層，與纖維交織形成交織固著層填充纖維空間填充纖維空間牢固的粘牢固的粘 附附 影響因素影響因素原紙質量，顏料品質，白度，分散度，化學輔助劑及膠粘原紙質量，顏料品質，白度，分散度，化學輔助劑及膠粘 劑的選用，涂布技術，干燥條件。劑的選用，涂布技術，干燥條件

13、。 第 一 章 加 工 紙 概 論 （四）顏料涂布紙的發(fā)展概況（四）顏料涂布紙的發(fā)展概況 1850年，顏料涂布紙出現(xiàn)，（高嶺土）手工刷涂，壓光。 單面涂 1890年，第一臺刷式涂布機出現(xiàn)，“掛桿”式干燥系統(tǒng) 20世紀30年代 輥式涂布代替刷式涂布，強制熱風干燥。兩面涂 1931年 出現(xiàn)機內涂布 烘缸干燥，適應四色套印。 1936年 氣刀涂布機專利 毛刷 1945年 拖刀涂布專利 上料方式輥式，涌泉式，噴射式 輥涂 車速 300min 8001000min 900min 302 氣刀 掛桿式干燥 拖刀 強制熱風干燥 刮刀比爾 烘缸干燥 硬 軟 棒 短停留 氣浮式熱風干燥 遠紅外干燥 高速噴氣熱風

14、烘缸干燥 高頻干燥 第 一 章 加 工 紙 概 論 第二節(jié)第二節(jié) 顏料涂布紙的原料顏料涂布紙的原料 “低質量的原紙很難獲得高質量的涂布紙”。 要求 適當?shù)奈锢韽姸龋?使涂料在原紙表面能形成均勻的涂層,獲得良好的 性能(勻度)； 最少的涂料,獲得合乎要求的,最均勻的涂布紙； 最少的膠粘劑,獲得良好的紙頁與涂層間的結合； 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、涂布紙的種類、質量要求和涂布加工條件 原紙的漿料配比 KP木漿、機木漿、TMP、棉漿、脫墨漿、草葦漿 第 一 章 加 工 紙 概 論 2、常見的漿料配比 （1）針葉木-闊葉木 (30%) (70%) 強度 勻度,平滑 （2） 草漿 雜細胞多；

15、半纖維含量高 影響強度,吸收性,膠粘劑向紙內遷 移,印刷表面強度低。 配比30% （3）棉漿: 提高耐折度 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、打漿 （1）影響原紙強度、原紙印刷表面強度、緊度、吸收性。 （2）打漿方式:輕度或中等程度打漿(適當切短,適當細纖維化) 第 一 章 加 工 紙 概 論 2、原紙的施膠 （1）施膠-調節(jié)原紙的吸收性質 施膠度過大-吸收性下降,涂料對紙頁的滲透(吸附)下降- -涂布時,兩面濕度差增大-卷曲、褶子。 （2）刮刀涂布:(固含量高.膠粘劑遷移少) 原紙-輕施 膠 （3）氣刀涂布:(固含量低. 膠粘劑遷移量大) 原紙-中度 施膠 （4）表面施膠-表面強度、減少膠

16、粘劑的遷移 改性淀粉為主，聚乙烯醇為輔。 第 一 章 加 工 紙 概 論 3、原紙的加填 （1）提高白度，不透明度； （2）原紙強度，表面強度下降，(加填量越大)掉毛掉粉； （3）515的加填量； （4）填料要求:白度高.粒度細而均勻，(較大顆粒易脫落)。 第 一 章 加 工 紙 概 論 4、原紙的均一性和整飾度 （1）均一性-橫幅定量、勻度、厚度、水分、纖維組織等 的均一程度。 （2）原紙的整飾度 -紙頁的平整性和合適表面粗糙度。 （3）原紙的整飾度 -紙頁的平整性和合適表面粗糙度。 注意：注意：在生產時要加強濕部整飾，不要求干部有過高的整飾。 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、涂布時、

17、超級壓光,軟壓光 要求原紙有較高的機械強度。 印刷時否則易產生斷頭(裂口)。 2、 表面強度- 原紙表面纖維與內部纖維的結合程度 低 高剪切力將拉出表面層的細小纖維和填料-掉毛掉粉； 停留積聚在刮刀刀刃上造成涂布條痕； 高: 能適應高速印刷、高壓力及油墨高粘度的要求， 則涂布紙印刷性能好。 隨刮落的涂料回流到涂料工作站，影響涂料質量。 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、白度 影響油墨顏色的色相、亮度和純度,即上墨部分和不上墨 部分的反差。 2、不透明度 決定印刷時是否透印 (對雙面印刷、LWC)重要 經(jīng)驗: 白度低，涂上高白度的涂料，超壓后,涂層白度低于涂 料白度。 原紙的白度盡量接近或超過

18、涂料的白度。 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、影響原紙的吸收性和涂料的滲透性； 2、影響涂布后紙的干燥速度和涂布紙質量； 3、影響油墨的吸收能力。 510-增加纖維的任性，有助于防止原紙在涂布過程 終斷裂，防止原紙纖維因摩擦而折斷掉落，混入涂料中。 1、孔眼：涂料透過原紙粘在背輥上-涂布量發(fā)生變化-斷 紙。 2、硬雜質：損傷刮刀斑點、刮刀痕跡。 第 一 章 加 工 紙 概 論 1、作用 （1）填充、覆蓋原紙凸凹不平的表面，改善平滑度和光澤度。 （2）提高紙的白度和不透明度。 （4）使印刷獲得良好的印刷效果。 （3）使紙頁表面具有均勻良好的油墨吸收性。 2、要求 （1）白度高且不透明性要好，

19、具有較強的覆蓋能力，涂布后 能提高涂布紙的白度和不透明度。 第 一 章 加 工 紙 概 論 （2）顏料粒子形狀要符合涂布要求，粒度要適當。 要求 六角片狀的高嶺土涂料易形成白度、平滑度、光澤 度高的涂層； 六角片狀和球狀顏料制得的涂料流動性好； 球形和菱柱狀體互相連鎖的顏料粒子易形成多孔性 涂層，油墨吸收性良好。 針狀體顏料制得的涂料流動性不好; 粒徑不同，制得的涂料性質及涂布紙表面特性各不相同：粒徑不同，制得的涂料性質及涂布紙表面特性各不相同： 粒徑小的顏料能提高白度、平滑度和光澤度； 粒徑過小涂層在超壓后易發(fā)黑；涂料粘度增大， 流動性差; 粒度小膠粘劑用量也會增大。 第 一 章 加 工 紙

20、 概 論 （3）顏料的分散性要好（易分散于水中，分散劑用量少， 易制成高固低粘、流動性和穩(wěn)定性好的涂料）。 （4）化學穩(wěn)定性和相容性要好。 （6）資源豐富，價格低廉。 （5）耐磨性要低，減小對涂布設備和印刷版的磨損。 第 一 章 加 工 紙 概 論 常用顏料：高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇、緞白、二氧化鈦、氫 氧化鋁、滑石粉、氧化鋅、鋅鋇白、硫酸鈣、亞硫酸鈣、硅 藻土 合成樹脂顏料：聚苯乙烯樹脂、尿素樹脂 顏料性質：表21 1、高嶺土:瓷土“中國黏土” （1）高嶺土的成分、結構形態(tài)和性質 江西景德鎮(zhèn)“高嶺土” “含水硅酸鹽” 產地、地質及風化程度不同，組成和性質不同Al2O3 和SiO2 的比例接近1

21、：2，高嶺土懸浮液pH值5.09.0，酸性 高嶺土使干酪素、豆酪素等蛋白質膠粘劑增稠而降低流動性 。 蘇州高嶺土、巴西、英國、美國高嶺土 第 一 章 加 工 紙 概 論 （2）高嶺土粒度對涂層質量的影響 涂布用高嶺土的粒度：0.130m，其中小于2m，占 7090 ；10m占5。 粒子大小：決定不透明度、白度、油墨吸收性、膠粘劑 用量等，還影響壓光性能。 0.25m，壓光時易被壓黑，光澤度增加，但白度下降 。 0.10.5m，遮蓋能力最大。 較粗的粒子油墨吸收性好， 較細的粒子制備成的涂料粘度高，膠粘劑用量大。 第 一 章 加 工 紙 概 論 2、碳酸鈣 重質碳酸鈣（天然碳酸鈣） 輕質碳酸鈣（

22、沉淀碳酸鈣） 重鈣：石灰石-錘式粉碎機超細研磨機風選或水選 表面改性處理超細研磨碳酸鈣 0.52m，2m， 95（干法） 99（濕法） 超細研磨技術成熟，碳酸鈣質量穩(wěn)定，應用廣泛。 特點：（1）分散劑用量低，聚丙烯酸鈉最佳用量0.2 （2）與高嶺土可配制成固含量為6568的涂料，適用高速刮刀涂布。 配用量20以上時，膠粘劑用量并不增加。 （3）涂料保水值，涂層光澤度和油墨光澤度降低。 水 CO2 輕鈣：石灰石生石灰石灰乳碳酸鈣（沉淀）粒、針、紡錘、無定形 0.11.0m。 特點：白度高，油墨吸收性好； 與高嶺土混合，改善涂布紙的不透明度和印刷效果 膠粘劑耗用量大，光澤度差，粘度大，很少獨用。 第 一 章 加 工 紙 概 論 3.硫酸鋇（固定白） 膏狀 5m以下，大于95 粉狀 HCl Na2SO4 碳酸鋇礦石BaCl2- Na2SO4(白色膏狀 沉淀) 特點：（1）（與高嶺土比較）白度高、涂層整 飾度高（平滑度、柔軟、光亮） （2）耐酸、耐堿、穩(wěn)定 與其它顏料適應性好，易分散（六偏磷