第四章 纸张的力学性能..
纸折叠可以承重的原理有
纸折叠可以承重的原理有
纸折叠可以承重的原理主要涉及到以下几个方面：
1. 纸张的力学性质：纸张具有较好的柔性和韧性，可以通过折叠和增加层次来增强其抗压、抗弯、抗拉等力学性能。
在折叠过程中，纸张可以将受力分散到多个折痕处，以减少单个折痕的受力程度。
2. 折叠结构的设计：通过合理的折叠方式和结构设计，可以使纸张在受到外力时形成稳定的平衡状态，从而实现承重的作用。
例如，通过交叉折叠、叠加叠合等方式，可以增加纸张受力面积和刚度，使纸张承重能力得到提升。
3. 折纸技术的应用：在纸折叠过程中，通常会运用一些特殊的技巧和手法，如山折、谷折、对齐、锐角折等。
这些操作可以使纸张在折叠过程中形成一定的内部张力和弯曲力，从而增加纸张的承重能力。
4. 材料的选择：纸张的材料也会对其承重能力产生影响。
一般来说，使用较厚、较硬的纸张材料可以提高纸张的承重能力。
此外，纸张的质地和纹理也会对承重性能有一定的影响，如纹理交错的纸张在折叠过程中会形成更稳定的结构。
需要指出的是，纸折叠的承重能力相对有限，通常适用于轻负荷、短期使用的场景，而对于较大、较重的承重需求，其他材料（如金属、木材等）更为合适。
因此，在进行纸折叠设计时需要正确评估纸张的承重极限，避免超出其承载能力范
围。
总之，纸折叠可以承重的原理主要通过纸张的力学性质、折叠结构设计、折纸技术应用和材料的选择来实现。
这些因素的合理应用可以增强纸张的承重能力，使其能够在一定范围内承受一定的重力。
纸折叠作为一种创意和艺术形式，同时也适用于一些轻负荷的实用场景，如纸箱、纸制家具、纸艺品等。
第四章纸和纸板的力学性质
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纸张由多种成分构成，各有其力学特性， 纸张由多种成分构成，各有其力学特性，因此在力的 作用下表现出敏弹性 滞弹性、塑性的综合效果 敏弹性、 的综合效果。 作用下表现出敏弹性、滞弹性、塑性的综合效果。 压 力形 变 量Fra bibliotek滞弹性
敏弹性
塑性
11
恪
的
Z向压缩变形的整体特性取决于： 向压缩变形的整体特性取决于：
植物纤维的弹性和塑性； 打浆度与浆种 打浆度大 与浆种： a. 植物纤维的弹性和塑性；b. 打浆度与浆种：打浆度大 则压缩率小； 填料的含量：多则压缩率小； 则压缩率小；c. 填料的含量：多则压缩率小；d. 纸张的 含水量：高则压缩率大； 是否进行压光处理。 含水量：高则压缩率大； e. 是否进行压光处理。
2
3
第二节 纸张的流变特性
一 纸张的粘弹性变形
应力: 应力:物质为抵抗外力,在单位面积上发生的内力 应变: 应变:物体尺寸发生变化的数量对原有尺寸的比率 σ ε = E 上述关系对于弹性固体适用,其与时间无关的; 上述关系对于弹性固体适用,其与时间无关的; 对于液体则需要考虑时间因素. 对于液体则需要考虑时间因素. 纸张亦具有弹性性能与时间有关系的流动性能. 纸张亦具有弹性性能与时间有关系的流动性能. 引起纸张特定变形而产生的应力, 引起纸张特定变形而产生的应力,将因产生变形所用的时 间而变化,称为纸张的粘弹性。 间而变化,称为纸张的粘弹性。
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撕裂度（撕裂预先切口的纸张至一定长度所需要的力） 4 撕裂度（撕裂预先切口的纸张至一定长度所需要的力） 爱利门道夫测试仪） 1）绝对撕裂度（爱利门道夫测试仪 爱利门道夫测试仪 Ra = R ⋅16/ n
式中， 仪器上所测数据； 式中，R----仪器上所测数据；16/n----校正系数 仪器上所测数据 校正系数
纸的承重原理应用实例
纸的承重原理应用实例引言纸是一种常见的材料，通常被用来制作书籍、文件、包装等物品。
纸的承重能力是根据其材料和结构来决定的。
在本文中，将介绍纸的承重原理以及一些纸的承重原理应用实例。
纸的承重原理纸的承重能力是由其材料和结构决定的。
纸的材料通常是纤维，例如木浆纤维、棉纤维等。
这些纤维通过纸张的制造过程被交织在一起，形成一种结构。
纸的结构通常包括纤维的层次结构、连接方式以及纸的厚度。
这些因素决定了纸的力学性能，包括纸的强度、刚度和稳定性等。
在纸张应用中，承重主要是指纸张在受力情况下的变形和破坏。
纸张的承重能力可以通过以下几个方面来解释：1. 纸张的强度纸张的强度是纸张抵抗外部力量破坏的能力。
纸张的强度取决于纸张的材料和结构，以及制备过程中使用的化学品和加工工艺。
通常来说，纸张的强度越高，其承重能力也会相应增加。
2. 纸张的刚度纸张的刚度是指纸张抵抗弯曲变形的能力。
刚度较高的纸张可以更好地支持重物，并且不容易发生变形。
刚度主要由纸张的厚度和纤维结构决定。
3. 纸张的稳定性纸张的稳定性是指纸张在潮湿、干燥、温度变化等环境条件下的性能是否稳定。
稳定性较差的纸张容易发生变形和破坏，因此其承重能力也相对较低。
稳定性主要由纸张的纤维结构和处理方式决定。
纸的承重原理应用实例1. 纸板箱的承重能力纸板箱是一种常见的包装材料，广泛应用于货物运输和储存过程中。
纸板箱的承重能力是由其纸板的材料和结构决定的。
纸板箱一般由面纸、夹芯纸和内衬纸组成。
夹芯纸在纸板箱的结构中起到承重的作用，面纸提供纸板箱的强度和稳定性，而内衬纸则用于保护货物。
纸板箱的承重能力可以通过纸板的厚度和纸板的纸张密度来提高。
另外，合理的纸板箱结构设计也能够提高纸板箱的承重能力。
例如，增加纸板箱的抗压层数、加强纸板箱的抗冲击性能等，都可以提高纸板箱的承重能力。
2. 纸质家具的承重能力近年来，纸质家具由于其环保、轻便和易于搭建的特点，受到越来越多消费者的青睐。
纸张的性能
总结
一、基本组成 纤维素 半纤维素 木质素 填料 胶料 三、纸张的基本结构 纵向和横向 正面和反面
纸张的性能 1.物理性能
厚度
平滑度 紧度
耐折度
2.力学性能 伸缩率 光泽度
挺度 撕裂度
耐破度
抗张强度
3.光学性能
透明度 白度
表面强度 掉毛 掉粉
纸的化学性质 湿度 灰分 吸湿性能
耐久度
Bye Bye !
六、纸的光学性能 纸的白度指的是纸张的洁白程度是对可见光在所有波长范围 内均匀漫反射的总反射率。
不透明度
光泽度
白度
其他光学性能也与反射率有关。
七、纸的表面强度
即纸张表面各个部分的结合强度。
纸张为什么会出现掉毛现象？
八、纸的化学性质
1.纸的含水量 纸张的水分一般在4%-8%左右。水分过低，纸张发脆，易破裂； 过高，会使印刷油墨难于干燥等。 2.平衡水分
当存放的纸张其吸湿速率与脱湿速率相等，并保持 动态平衡时，此时纸张所含有的水分。
3. 湿度 即表示空气中所含有的水分或水蒸气。 分为：相对湿度 绝对湿度 饱和湿度三种 注：平时我们所说的湿度是相对湿度 4.纸的吸湿性能 即纸张吸水和脱水的特性 吸湿性对纸张强度的影响 水分升高耐折度和撕裂度增强 水分升高抗张强度和表面强度下降 （水分会影响纤维间的氢键） 5.纸的灰分 指的是纸张燃烧后剩下的白色无机残留物。
平滑度 …….
五、纸的力学性能 抗张强度：单位宽度的纸断裂前所能承受的 最大拉力。 伸缩率：是以纸断裂前一瞬间为参考 耐破度：纸张在单位面积上所能承受的均匀增 大的最大压力 耐折度 挺度（抗弯曲的能力） 撕裂度：是指撕裂一定长度的纸页所需的力 分为：内撕裂度和边撕裂度 （内撕裂度：是指先将纸张切出一定长度的裂口，然 后测量从裂口开始，撕裂一定距离所需要的力）
(完整版)《纸页的结构与性能》摘要
《纸页的结构与性能》-------摘要1 在造纸领域，植物纤维经不断回用后，纤维的细胞壁发生了不可逆的变化-纤维的角质化。
二次纤维的角质化现象宏观表现为纤维润张能力，表面条件等纤维性能的劣化，以及再生纸页强度的衰变。
2 纤维发生角质化后，纤维润张能力下降，弹性模量增大，整根纤维挺硬，均一性差。
3 干纸是一种具有明显强度性质的非触变性结构。
只有在不会引起不可逆的范围内增加负荷时，纸才会表现出高度弹性的性质。
而在应力的作用下，纸页的变形由以下几种变形组成：（1）在纸的结构中，纤维素的分子及单根纤维之间的距离发生变化为特征的弹性变形。
（2）弹塑性变形，也称为弹性后效变形，产生这种变形时，组成纤维的大分子结构和纤维相互联结的分子之间的氢键发生改变，部分氢键发生破坏，纤维发生局部交错滑动。
（3）塑性变形，在产生这种变形时，纤维之间产生不可逆的位移，并且伴随纤维间氢键结合的大量破坏。
4 材料的5种损伤：4.1 延性、塑性损伤：微孔洞和微裂纹的形成和发展，使材料产生塑性应变，最后导致塑性断裂。
这类损伤的表现形式主要是微孔洞、微裂纹的萌生、成长和聚合。
主要发生在塑性材料。
4.2 蠕变损伤：在长期载荷作用或高温环境下，伴随着蠕变变形会发生蠕变损伤，其宏观表现为微裂纹、微孔洞，蠕变损伤的扩展导致材料的耐久性下降。
蠕变损伤使蠕变变形增加，最后导致裂纹。
4.3 疲劳损伤：在循环载荷作用下，材料性能逐渐劣化。
在每一步载荷循环中的损伤累计起来，将导致材料的寿命减少，导致疲劳破坏。
有趣的是纸页开始受到第一轮低应力循环载荷后其抗张强度反而有一定的提高。
4 .4 动态损伤：在动态载荷如冲击载荷作用下，材料内部会有大量的微孔纹形成并且扩展。
这些微孔纹的数量很大，但一般还来不及出现很大的扩展（因为载荷时间非常短，常常是几微秒）时就导致在一截面上布满微裂纹，断裂就发生了。
4.5 高分子损伤：上述几种损伤在高分子材料中都会发生。
高分子的损伤不同于金属。
第四章纸和纸板的基本物理性能
印刷压力20 kgf/cm2
PPS值与压力的关系
µm
油 墨 用 量
印版油墨需用量与PPS值的关系 印刷密度0.9
3 PPR值(Printing Pressure Requirement)
当PPS值≤ 2µm时，纸面与印版或橡皮 布表面之间的平均间隙≤ 2µm，就足以保 证转移到纸面墨膜的厚度是均匀的，获得 满意的印刷密度。
1 表观平滑度
自由状态下纸张表面的平滑度称 为表观平滑度。
是指纸张表面的平整程度，取决 于纸张表面的形貌，描述了纸张的表 面结构特性。
表观平滑度越高，纸张的光泽度 越高。
2 印刷平滑度
印刷压力作用下纸张的平滑度称 之 为 印 刷 平 滑 度 ( Printing Smoothness)。
纸 张 的 表 面 可 压 缩 性 ( Surface Compressibility)决定纸张在印刷过程 中压印瞬间纸张平滑度，即印刷压力 作用下纸张的平滑度。
六 印刷平滑度对印刷品质量的影响及不 同印刷方对纸张印刷平滑度的要求
印刷平滑度是在纸张上获得忠实 于原稿的印刷品的首要条件。
它决定了在压印瞬间，纸张表面 与着墨的印版或橡皮布表面接触的程 度，是影响油墨转移是否全面，图文 是否清晰的重要因素。
1 印刷平滑度对印刷效果的影响
影响纸张的油墨需要量 纸张PPS值越大,达到反射密度0.9版上所需 墨膜越厚。版上墨膜厚度的增加，增加了 印品的不均匀性和透印性，并导致不良的 网点质量。
1 纸张的油墨接受性
纸张表面在印刷过程中在印刷机 上压印瞬间接收转移油墨的能力。 是纸面性能的综合表现： ➢ ①表面被印刷油墨润湿的能力； ➢ ②表面吸收一定油墨组分的能力； ➢ ③表面固定和保留均匀墨膜的能力。
纸的承重原理
纸的承重原理
纸张的承重原理是指纸张能够承受一定的重量而不易发生破裂或变形的特性，以下是关于纸张承重原理的介绍。
纸张的承重能力与其组织结构有关。
纸张由纤维组成，纤维之间通过纤维间的夹杂物、架桥物质以及天然胶质等黏结在一起，形成纸页。
纤维的粗细、长度以及排列密度都会影响纸张的强度和承重能力。
首先，纸张的纤维长度对承重能力有很大影响。
较长的纤维能够提供更好的机械强度和抗撕裂性能，使纸张具有较高的承重能力。
其次，纸张中纤维的排列密度也决定了其承重能力。
排列密度越高，纤维之间的相互作用力越大，纸张的强度就越高，从而能够承受更大的重量。
另外，纸张中的夹杂物和架桥物质的存在也能增强纤维间的连接，提高纸张的强度和承重能力。
这些物质通常是纤维生产过程中的副产品，具有黏合纤维的作用，使纸张更加牢固。
而天然胶质也是纤维之间黏结的重要因素，能够增强纸张的粘结力和强度，提高纸张的承重能力。
总体来说，纸张的承重能力取决于纤维的长度、密度以及纤维之间的黏结力。
优质的纸张通常具有较长的纤维、高密度的纤维排列以及良好的纤维黏结，因此能够承受更大的重量。
在实
际应用中，人们可以根据需求选择不同材质和厚度的纸张来满足承重要求。
纸的物理性能
纸的物理性能（1）一般性能①定量定量是指纸或纸板每平方米的质量，以g/m2表示。
②尺寸即是纸张的长宽度，单位用mm表示。
机制纸的尺寸已基本规格化，如平板汉子通常是787mm*1092mm。
③正反面纸张分两个表面，贴住造纸机铜网面的为反面，另一面为正面。
反面网印痕较清晰，表面较粗糙，而正面背离网面，比较细密、平滑。
④纵横向与造纸机平行方向为纵向，垂直方向为为横向。
抄纸时一般纵向排列的纤维较横向多，纵向拉力一般比横向大些。
圆网造纸机抄造的纸张，可用手撕纸，裂边较平直的为纵向，裂边歪斜的是横向。
⑤厚度指纸或值班在两测量板间受一定压力下直接测量的厚度，以mm表示。
⑥紧度指1cm3的纸或纸板的重量，以g/cm3表示。
紧度能影响纸张的各种物理性能，如紧度低，则透气度高，挺度低；紧度高则纸的抗张强度高，撕裂度高，避明度高。
所以把它作比较各种纸张强度和其他性能的基础，在很多纸及纸板的质量指标中都采用了紧度这一指标。
（2）机械性能①抗张强度（又叫抗张力或拉力）是指纸或纸板所能承受的最大张力。
是一定宽度的试样在测试断裂时所承受的力，以kg表示。
裂断长是一定宽度的纸条，以自身重量而引起裂断时所需的纸条，以mm表示。
裂断长不能直接测出，要根据纸张的定量、抗张力等数据计算出来，裂断长表示了纸张强度大小的相对值，以便不同规格的能进行比较。
②伸长率是指纸张受拉伸至裂断长时的长度与原来长度的百分比。
以规定的试样的宽度条件测试时，在抗张强度仪上直接测定的数值表示。
③耐破度是指纸或纸板在单位面积上所能承受的均匀地增大的最大压力，其结果以kg/cm2表达了纸或纸板耐外压的能力。
耐破度指标主要反映纸张纤维的结合力与纤维长度。
纸张纤维结合力强，伸长率高，则耐破度就高。
④耐折度是指纸或纸板在受一定的张力下所能经受1800的折叠至断裂时的次数它的单位是（双折）次。
耐折度反映了纸张耐揉折和抵抗剪切力的能力。
其大小取决于纤维本身平均长度，纤维交织状况。
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与时间有关的部分。
纸张变形慢，易保持
最后的形状----表现流 动性的一面。
A-B瞬时恢复 B-C蠕变恢复
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3、纸张的应力松弛特性
（1）应力松弛(Relaxation)：当纸张的变形保持一 定，应力随时间而减小的现象称之为应力松弛。
（2）应力松弛的应用： ① 应力松弛速率快的纸张，更不易断裂，因为应力 松弛速率快的纸，会更容易使负荷消失，利于印 刷的进行。 ② 纸袋纸需要搞的松弛速率。
突出的反面印痕。 在装订时进行装订和压紧,希望纸张具有塑性变形,以保证得到 整齐紧凑的书本。
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4-2 纸张的机械强度
纸张的强度取决于纸张中纤维本身的强度和纤维的结 合强度。 一、抗张强度与伸长率（☆☆☆）
1.抗张强度（tensile strength）
——是指在标准试验方法规定的条件下，单位宽度
是印刷过程顺利进行的必要保证。
主要从以下几方面分析：
流变性质（弹性）
Z向压缩变形特性
机械强度、表面强度
4
4-1 纸张的弹性与可压缩性
一、纸张的流变特性（☆☆☆） 1.纸张的粘弹性变形
（1） 粘弹性变形：加在物体上的应力因产生变形所 用的时间而变化，这种特定的变形称粘弹性变形。 （ 2） 应 （ 3） 变 力：物质为抵抗外力，在单位面积上发 形：使物体尺寸发生变化的数量对原有 生的内力。
①
②
③
④
16
纸张“Z”向压缩变形随时间的变化——蠕变过 程 变形分三部分： 压
力
敏弹性变形 滞弹性变形 塑性变形
时间
外力作用开始后物体的形变 量逐渐发展直至形变稳定， 外力撤消后形变量并非瞬间 恢复，而是逐渐完全恢复
形 变 量 敏弹性变形 敏 弹 性 变 形 滞 弹 性 变 形
外力作用下物 体瞬时产生形 变，外力撤消 时形变瞬间恢 复，如弹簧
尺寸的比率。
5
（4） 最大应力：物体在保持能恢复其原有形态条 件下能承受的最大负荷，亦成为弹性极限。
对于理想弹性固体：
E
（无时间因素）
对于粘弹性（理想液体）：
d dt
（有时间因素）
纸张亦具有弹性性能与时间有关系的流动
6
引起纸张特定变形而产生的应力,将因产生变形所 用的时间而变化,称为纸张的粘弹性。 1）纸张是一种多相复杂且非均质的高分子材料。 2）纸张受到外力作用引起一定的变形，而产生的 内应力会随变形时间而发生改变。 3）纸张的伸长率随外力的增大而增大，但不成线 性关系，超过极限则纸张断裂。
第四章
纸张的力学性能
1
目
录
4-1 纸张的弹性与可压缩性 4-2 纸张的机械强度
4-3 纸张的表面强度
2
重点与难点
1 掌握纸张所具有的流变性质的特点； 2 掌握纸张机械性能的定义及检测方法 及其影响因素；
3 掌握纸张表面性能的定义及检测方法
及其影响因素。
3
概
述
纸张的力学性质——机械性质
纸张在外力作用下表现出的强度特性；
18
补
充：
不同的纸种，对其弹塑性的期望不同。 用来印刷商品包装盒的纸板要求具有较高的弹性； 用来制造盲文书籍的盲文印刷纸，则要求具有很高的塑性。 在不同的加工阶段，对变形性质要求不同。 在递纸系统和与印版接触区所发生的变形，总希望是可逆的
弹性变形，因为纸的塑性过高，纸面与版面不能良好的接触，
可能使印刷品上色彩产生失真，甚至造成很深的正面凹陷和
7
8
2、纸张的蠕变特性
纸张在开始时候是纯粹的弹性体。
（ 1 ）蠕变 (Creep) ：随时间延长而发生的滞延性流动。
在负荷保持不变时，纸张无限流动，直至发生断裂。
当受到不变外力的 持续作用时，纸张 会无限伸长，直到 断裂。
在75%裂断负荷作用下，纸张的蠕 变与时间的关系
9
（2）变形的恢复可用两部分表示： 瞬时部分；
接读出的荷重F，用N计量。
纸张的抗张强度仪
22
②裂断长
裂断长是一个假定的强度概念，表示纸张长度达 到不能承受本身质量时，自行断裂时的长度。
单位：m
与厚度无关，适用于比较不同定量的纸
或纸板的抗张强度
L——裂断长（m）
L
F BW
F——试样的抗张力（N） B——试样宽度（mm） W——试样定量（g/m2）
在使用纸张时，注意利用印刷纸可通过调湿增加塑 性和松软性的特征。
15
2、纸张的弹塑性
敏弹性：纸张受力后瞬间的变形，外力撤消时形变瞬间恢 复并能完全恢复。 滞弹性：纸张长时间内受力后，除瞬间变形外，在长时间 后也能完全恢复。 弹塑性(可压缩性)：所产生的形变和变形恢复滞后于作用 力的撤除。 塑性：纸张受力后，当力超出纸张的最大的弹性力后，发 生形变，此形变在保持原来结构的条件下，是不能恢复的
③ 胶印用纸要求应力松弛速率快。
11
12
二、纸张的Z向压缩变形特性：（☆☆作用下，Z向出现压缩变形，压 力消除后能够恢复的特性。
② 兼具塑性和弹性特征。
③ Z向变形的大小取决于纸张的表观密度，与纸张的
纤维原料、造纸工艺及涂布情况有关。
13
14
影响纸张压缩率、恢复率的因素：
①纸浆的影响：漂白浆较未漂白的压缩率大，针叶较阔叶压缩 率大，磨木浆较化学浆压缩率大（ 10 倍）；未漂白浆较漂 白浆弹性恢复率大，硫酸盐浆较亚硫酸盐浆恢复率大，化学 浆较磨木浆恢复率大； ②打浆度的影响：打浆度↑，紧度↑，压缩率↓，恢复率↑； ③涂布量的影响：涂层愈厚，压缩率↓，而恢复率几乎不变； ④含水量的影响：含水量↑， 压缩率↑，而恢复率↓ 。
外力作用开始后物体产生 形变量，在外力撤消后， 形变量完全不能恢复
塑性变形
时间
17
3. Z向变形特性对印刷的影响
① 在印刷过程中，Z向变形能产生一种缓冲作用，使
纸张与印版良好接触，利于油墨的顺利转移，尤
其可改善平滑度较低的纸张的印刷效果。
② 对于多色印刷用纸，要求具有较好的Z向压缩率和
弹性恢复率，以保证套印效果。
（15mm）的纸张断裂前所能承受的最大拉力。 一般用“在抗张试验仪上所测出的抗张力值除以样
品宽度”来表示，单位为KN/m(千牛顿/米)
20
抗张强度测定仪器：
肖伯尔抗张强度仪
抗张强度测量结果的表示方式： 绝对抗张力 断裂长 抗张指数 伸长率
21
①绝对抗张力
---- 一张标准所规定的试样宽
度，在抗张强度测定仪上直