《紙的結構與能》ppt課件

1、第二章 紙的構造與性能 第一節(jié) 紙的構造 一、概述 二、紙的構造間的結合 三、紙的三維構造 四、紙的勻度 五、紙的兩面性 六、紙的多孔性 第二節(jié) 紙的性能 一、普通性能 二、機械強度 三、浸透性能 四、光學性能 五、外表性能 六、印刷性能 七、環(huán)境條件對紙頁 性能的影響NextBack5 5、紙的構造具有兩面性。、紙的構造具有兩面性。一、概述一、概述紙張的構造特點：紙張的構造特點：1 1、由多相復雜的構造要素、由多相復雜的構造要素組成的非均質的薄頁；組成的非均質的薄頁；2 2、紙的構造間具有結合力；、紙的構造間具有結合力；3 3、具有復雜的多孔構造；、具有復雜的多孔構造；4 4、具有三維構造；

2、、具有三維構造；NextBack第二章 紙的構造與性能二、紙的構造間的結合二、紙的構造間的結合紙的構造間紙的構造間的結合力的結合力氫鍵結合最主要氫鍵結合最主要化學主價鍵力化學主價鍵力范德華力范德華力外表交錯力外表交錯力NextBack第二章 紙的構造與性能纖維構成氫鍵結合的條件： 有游離羥基; 兩羥基間的間隔在 2.8 之內。NextBack纖維構成的氫鍵結合第二章 紙的構造與性能縱向：紙機的運轉方向，也稱MD向，纖維軸向沿該方向多；NextBack三、紙的三維構造橫向：與紙機運轉方向垂直的方向，也稱CD向，纖維軸向沿該方向少；Z向：垂直與紙面的方向，呈層狀構造。第二章 紙的構造與性能由于纖維

3、在紙中的分布不同，呵斥紙張的各向異性，即紙張的各個方向的性能不同。NextBackZ向橫向縱向第二章 紙的構造與性能勻度表示紙的構造的均勻性，即紙的各構造要素分布的均勻性。NextBack勻度對紙的性能有直接的影響，勻度好，那么紙的性能就好。磨砂玻璃狀，勻度好；四、紙的勻度云彩斑點狀，勻度差。第二章 紙的構造與性能正反面間存在兩面差，影響著紙的性能和運用。五、紙的兩面性五、紙的兩面性大多數紙張具有兩面性，有正面和反面之分。反面：貼向網子的一面，比較粗糙，細小纖維含量少，構造比較疏松。正面：背叛網子的一面，比較平滑，細小纖維含量多，構造比較嚴密;NextBack正面 反面第二章 紙的構造與性能六

4、、紙的多孔性六、紙的多孔性紙的構造不具有延續(xù)性，是一種多孔性物質。NextBack1、穿透紙張的開孔：約占 1.6%；2、凹穴，紙張一面開口的小孔；3、纖維內部的空隙：和凹穴一同約占 98.4%紙孔的三種方式：第二章 紙的構造與性能紙的性能一般性能外觀質量、定量、厚度、緊度、尺寸穩(wěn)定性等機械性能抗張強度、耐破度、耐折度、撕裂度、伸長率、環(huán)壓強度、挺度、抗張能量吸收。滲透性能透氣度、透濕度、透油度、抗水性、憎水性等光學性能白度、光澤度、色澤、 （不）透明度等表面性能平滑度、表面摩擦系數、粗糙度、粘合性能、掉毛掉粉性能等。印刷性能表面強度、油墨吸收性、平滑度、挺度、施膠度等其它特殊性能化學性能、電

5、氣性能、水溶性等NextBack第二章 紙的構造與性能定量和厚度是紙和紙板的最定量和厚度是紙和紙板的最根本的性能，對紙的性能有根本的性能，對紙的性能有很大的影響。很大的影響。1 1、定量：單位面積紙或紙板的分、定量：單位面積紙或紙板的分量，以量，以 g/m2 g/m2 表示表示2 2、厚度：指在一定的單位面、厚度：指在一定的單位面積的壓力下，紙的兩個外表積的壓力下，紙的兩個外表間的垂直間隔。間的垂直間隔。NextBack一一. . 普通性能普通性能第二章 紙的構造與性能3 3、緊度：單位體積紙的分量，即定、緊度：單位體積紙的分量，即定量和厚度的比值。量和厚度的比值。D緊度，緊度， g/cm3

6、或或 Kg/m3 G定量，定量，g/m2 或或 Kg/m2 T厚度，厚度，cm 或或 mD=G/T松厚度：一定分量紙的體積，是緊度的倒數。松厚度：一定分量紙的體積，是緊度的倒數。NextBack第二章 紙的構造與性能4、尺寸穩(wěn)定性：指紙或紙板在水分發(fā)生變化時，堅持其尺寸和外形不變的才干。 NextBack吸濕放濕產生緣由：1單根纖維的潤脹或收縮; 2纖維間的散開或擰緊。第二章 紙的構造與性能二、機械強度(一)、抗張強度NextBack抗張強度：指一定寬度的試樣所能接受的最大張力，單位為 kN/m，衡量紙張抵抗外力拉伸的才干。1、定義第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能2

7、、紙頁在拉力作用下的變化NextBackOA段：彈性階段紙是一種彈塑性體紙是一種彈塑性體aO應變應力彈性模量 E=tgaA B C AB段：屈服階段BC段：斷裂階段第二章 紙的構造與性能1 裂斷長裂斷長：表示一定寬度的紙條被本身的分量所拉斷時的長度，是抗張強度和定量的比值。裂斷長和抗張強度的關系是： L裂斷長m Gp抗張強度kN/m W定量g/m2L=102 Gp/WNextBack3、衡量抗張強度的物理量第二章 紙的構造與性能4、抗張強度的影響要素1 纖維結合強度最重要NextBack2 纖維本身的強度3 纖維平均長度4 纖維交錯系數第二章 紙的構造與性能2. 意義：伸長率是衡量紙和紙板在拉

8、力作用下的形變才干，伸長率越大，形變才干越強，韌性越好。(二伸長率1. 定義：紙和紙板遭到張力作用，至斷裂時所添加的長度與紙和紙板原長度的百分比。伸長率伸長率=(L-L0)/L0100% L0試樣測試前的長度mm L試樣斷裂時的長度mmNextBack第二章 紙的構造與性能3、伸長率的影響要素1 纖維結合強度最重要NextBack2 纖維本身的強度3 纖維平均長度4 纖維交錯系數5 紙頁平衡含水率第二章 紙的構造與性能指紙張被拉斷時外力所做的功，它的幾何意義就是抗張強度與伸長率曲線所包圍的面積，抗張能量吸收值是表示紙張的強韌性的物理量 。伸長率抗張強度三抗張能量吸收值NextBack伸性紙袋紙

9、普通紙袋紙第二章 紙的構造與性能抗壓強度：資料受壓后至壓潰所能接受的最大壓力。NextBack抗壓強度是白紙板和瓦楞紙板的重要性能目的。環(huán)壓強度平壓強度邊壓強度1、表征紙板抗壓強度的目的四抗壓強度第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能定義：在一定的速度下，使環(huán)形試樣平行受壓，壓力逐漸添加至使試樣壓潰時的壓力。P1 1環(huán)壓強度環(huán)壓強度NextBack意義：是紙板的一項重要目的，和紙盒、紙箱的抗壓強度有親密關系。紙板的縱向環(huán)壓強度紙板的縱向環(huán)壓強度大于橫向環(huán)壓強度大于橫向環(huán)壓強度第二章 紙的構造與性能NextBack紙箱堆碼第二章 紙的構

10、造與性能r環(huán)壓指數，N.m/gR環(huán)壓強度，N/mP試樣所能接受的最大壓力，NW定量，g/m2r=R/W r=R/W (R=P/0.152)(R=P/0.152)NextBack環(huán)壓強度常用環(huán)壓指數表示環(huán)壓強度常用環(huán)壓指數表示第二章 紙的構造與性能2紙板在壓力作用下的屈服方式NextBack紙板在壓力作用下發(fā)生的變化受紙板的粗細比的影響。hl32粗細比l紙板高度h紙板厚度屈服方式壓斷：失穩(wěn)：當粗細比 30時；當粗細比 30時第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能粗細比抗壓力30100NextBack當粗細比30時，抗壓強度反映的是資料本身的真正的抗壓才干。第二章 紙的構造與

11、性能2 2 平壓強度平壓強度NextBack平壓強度按下式計算： X=10F/A X=10F/AX平壓強度，N/ m2F 試樣接受的最大緊縮力, NA試樣面積，g/m2在一定的速度下，使試樣遭到垂直于紙面的壓力，壓力逐漸添加至使試樣壓潰時的壓力。它是瓦楞紙板的一項重要目的。 平面壓力第二章 紙的構造與性能3 邊壓強度NextBack邊壓強度按下式計算： X=1000F/L X=1000F/LX邊壓強度，N/ mF 試樣接受的最大緊縮力, NL試樣長邊尺寸，mm在一定的速度下，使直立的試樣受壓，壓力逐漸添加至使試樣壓潰時的壓力。它是瓦楞紙板的一項重要目的。垂直壓力平行壓力第二章 紙的構造與性能

12、纖維本身的強度；纖維本身的強度； 纖維結合強度；纖維結合強度；NextBack 紙板厚度；紙板厚度； 紙板定量；紙板定量； 紙板平衡含水率。紙板平衡含水率。4 4抗壓強度的影響要素抗壓強度的影響要素第二章 紙的構造與性能三 耐破性能1 1、耐破度、耐破度NextBack(1) 定義：指一定面積的紙和紙板在勻速加壓直至破裂時所能接受的最大壓力，以壓力表示。它屬于靜態(tài)強度。意義：包裝用紙和紙板，在運用過程中，常遭到外力的擠壓、頂撞、沖擊等，紙和紙板須具有一定的耐破才干。 衡量耐破才干的物理量: 耐破度和戳穿強度。第二章 紙的構造與性能耐破度的大小常用耐破因子或耐破指數表示耐破因子 P試樣絕對耐破度

13、，即壓力 表或顯示器的讀數，KPa W試樣的定量，g/m2 X耐破因子， Kpa.m2/g耐破指數 I耐破指數,kPa.m2/g W，P同上I=P/WNextBack2表征耐破度的物理量：第二章 紙的構造與性能NextBack3耐破度的影響要素耐破度的影響要素第二章 紙的構造與性能1定義：指一個由高處落下的三角錐體戳穿紙板時所做的功，單位為 J 或 kgf2。 NextBack2意義：戳穿強度屬于動態(tài)強度。和耐破度相比，更具有實踐意義，戳穿強度是包裝紙和紙板的一項重要目的。2、戳穿強度第二章 紙的構造與性能3構成：戳穿強度由撕裂紙板所需的能量 和穿透紙板所需的能量構成。NextBack 纖維結

14、合強度； 纖維本身的強度； 纖維平均長度； 纖維交錯系數； 紙頁平衡含水率。4戳穿強度的影響要素第二章 紙的構造與性能2意義：耐折度對制箱、制盒用紙板特別重要，反映了紙盒和紙箱搖蓋的可折疊次數。 四耐折度1定義：指試樣在一定張力的條件下，將其折疊一定角度至其斷裂時的折疊次數。NextBack3紙和紙板的縱向耐折度大于橫向耐折度。第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能 纖維本身的強度； 纖維結合強度；NextBack 纖維平均長度； 纖維交錯系數； 紙頁平衡含水率。4耐折度的影響要素第二章 紙的構造與性能 撕裂度的構成：抵抗撕裂的力主要表現為兩部分，纖維間的結合力和纖維本身

15、的強度。五撕裂度 意義：包裝用的某些紙和紙板在運用過程中，要遭到撕扯的作用。撕裂度是衡量紙或紙板耐撕裂才干的物理量。 定義：撕裂度是指預先將試樣切出一定長度的裂口，然后在從裂口處撕至一定長度所需求的力，以 N或 mN表示。NextBack第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能 撕裂度常用撕裂指數表示撕裂指數X=T/WX=T/WX撕裂指數， mN.m2/gT撕裂度，mNW試樣定量，g/m2NextBack第二章 紙的構造與性能 撕裂度的影響要素1纖維平均長度最重要NextBack2纖維結合強度3纖維本身的強度4 纖維交錯系數第二章 紙的構造與性能六六 挺度挺度1定義：在一定

16、條件下，彎曲一端夾緊的紙板 至15度時的力矩。NextBack2意義：挺度是表征紙和紙板抵抗彎曲才干的 物理量。第二章 紙的構造與性能NextBack3挺度的影響要素 纖維結合強度; 纖維平均長度; 打漿度; 半纖維素的含量; 木素的含量; 紙板的厚度與緊度;第二章 紙的構造與性能NextBack第二章 紙的構造與性能七濕強度1. 定義：指紙頁在潤濕的形狀下所表現出來的強度。它比干強度低的多，普通只需干強度的 410%。NextBack4. 提高濕強度的措施：為了改善濕強度，須向紙漿中添加濕強劑。3. 表征濕強度的物理量：紙的濕強度普通是指抗張強度或耐破度，以潤濕后的實踐強度或以濕強度對潤濕前

17、試樣強度的百分率表示。2. 意義：提高濕強度對包裝紙和紙板具有特別重要的意義。第二章 紙的構造與性能三、浸透性能紙的浸透性能包括透氣性、透濕性、憎液性等，浸透性能和紙的多孔構造有關。一 透氣性 1. 概念：在一定的壓力作用下，空氣可以穿透紙頁，紙 頁具有透氣性。 定義：透氣度是在一定面積、一定真空度下，以每秒透過的空氣量或透過 100 cm3 空氣所需求的時間來表示，單位為 mL/min或s/100mL。NextBack2. 表征透氣性大小的物理量: 透氣度第二章 紙的構造與性能 意義：透氣度反映了紙頁中的空隙程度及紙頁的防潮才干。NextBack緊度施膠填料 透氣度的影響要素： 透氣度是紙袋

18、紙、 卷煙紙等的重要目的。第二章 紙的構造與性能2. 意義：透濕度衡量紙和紙板抵抗水蒸汽透過的才干，也就是防潮的才干。NextBack經過纖維本身傳送.3. 透濕的成因：紙頁的孔隙;1. 定義：透濕度指資料的兩個面在一定的蒸汽壓力條件下，水蒸汽從一面透到另一面，以單位外表積在一定的時間內透過的水蒸汽量表示，單位是g/m2二透濕度第二章 紙的構造與性能三憎液性能憎液性能是和吸收性能相對的一個概念，是指紙和紙板抗拒液體浸透和分散的才干，常以施膠度和透油度表示。NextBack1. 1. 施膠度施膠度墨水劃線法、考勃外表吸收分量法2測試方法： 施膠度是評價紙和紙板憎水才干的施膠度是評價紙和紙板憎水才

19、干的 物理量。物理量。(1) (1) 意義：意義：第二章 紙的構造與性能NextBack 墨水劃線法:定義：利用規(guī)范墨水在紙上劃線，調查紙張對墨水不洇、不浸透的程度，單位為 mm。運用：該法適宜于書寫紙等文化用紙。第二章 紙的構造與性能2運用：該法適宜于包裝紙和紙板。NextBack 考勃外表吸水分量法一定時間內，單位面積的紙和紙板一面在98 Pa.S 壓力下與水接觸時所吸收水的分量，以 g/m2 表示。1定義：第二章 紙的構造與性能1概念：指在一定的溫度和壓力的條件下，規(guī)范變壓器油在一定時間內以一定面積的紙頁上浸透過來的分量，以 mg 表示。2意義：透油度是用于包裝油脂類食品的防油紙的重要目

20、的。NextBack2. 透油度第二章 紙的構造與性能一紙被光照射后的反映鏡面反射透射漫反射吸收四、光學性能NextBack折射第二章 紙的構造與性能 二表征光學性能的物理量1、白度意義：表示紙和紙板的潔白程度。概念：白度表示白色或接近白色的紙和紙板外表對波長為457nm的藍光的反射度與氧化鎂規(guī)范板在同樣光照射下的反射度的百分比，也稱為亮度。NextBack反射散射第二章 紙的構造與性能2、光澤度NextBack角度角度754520適用范圍適用范圍較低光澤度的涂料、非涂料加工紙和油墨膜中等光澤度的紙和紙板高光澤度的紙和紙板及高光澤油墨等測試角度：光澤度就是試樣外表在鏡面反射的方向反射到規(guī)定孔徑

21、的光通量與規(guī)范條件下規(guī)范鏡面反射光通量之比。反射光澤度是紙面發(fā)生鏡面反射的一種性質。它能反映印刷品光澤和光彩上的質量。第二章 紙的構造與性能透明度是單層試樣反映被覆蓋透明度是單層試樣反映被覆蓋物的顯明程度，以物的顯明程度，以%表示。表示。T = Rw-RoRw 100%Rw單層試樣背襯白色規(guī)范板的反射率Ro單層試樣背襯黑色規(guī)范板的反射率NextBack3 透明度第二章 紙的構造與性能不透明度是墊在全吸收的黑色襯墊上的單張試樣對光的反射率與完全不透明的假設干張試樣的相應的反射率之百分比。NextBackO = 100%RoRRo單層試樣背襯黑色 規(guī)范板時的反射率R 試樣的白度4不透明度第二章 紙

22、的構造與性能1. 意義：平滑度是表征紙張外表凹凸和平整程度的一個物理量。2. 定義：平滑度指在一定的真空度下，一定體積的空氣，經過受一定壓力、一定面積的試樣的外表與玻璃面之間的間隙所需求的時間，以秒表示。NextBack外表性能是紙與紙板印刷順應性的一個重要目的，通常以平滑度來表征紙的外表性能。五、外表性能第二章 紙的構造與性能 紙頁外表填料的分布情況； 紙頁外表纖維的分布情況；NextBack 濕紙頁的壓榨程度； 紙頁能否經過壓光。3. 平滑度的影響要素第二章 紙的構造與性能外表強度通常用 IGT 型印刷適性儀測定，在一定壓力下，以一定粘度的油墨，使紙在不同的速度下印刷，紙張外表出現起毛時的最大速度。六、印刷性能 影響印刷效果的要素很多，如平滑度、施膠度、尺寸穩(wěn)定性、挺度、外表強度、油墨吸收性等。1、外表強度:是指紙和紙板的印刷外表的拉毛阻力，也叫拉毛速度。NextBac