第四章 纸张的力学性能 印刷材料与适性课件
印刷材料

印 刷 材 料 与 适 性
1、油吸收方法 ③ IGT油吸收性试验
一滴红色油墨
纸张 试样
以油痕长度的倒数乘以1000,表示油吸收性。 油痕越长,说明纸张越光滑,吸收性越小
第二章
纸张的结构与性质
第二节
纸和纸板的基本物理性质
印 2.油墨脏污试验法(Ink-Stain Test) --- K&N油墨试验 刷 K&N油墨--专用油墨 材 料 (1)油墨脏污试验的程序 与 ①将过量的试验油墨涂于纸张表面; 适 ②让油墨保留一定时间; 性
第二章
纸张的结构与性质
第二节
纸和纸板的基本物理性质
印 刷 材 料 与 适 性
第二阶段: 从纸张离开压印区,到油墨完全干燥 吸收方式:
油墨中的连结料从整体中分离出来,通过小孔隙和纤 维粗糙的表面以相当慢的速度进入纸张内部。
吸收速率影响: 印迹的光泽性和透印程度
吸收速率可以用Washbum公式来描述
第二章
方法:
1、先用第一印盘在纸条上印一层薄薄的油态石蜡 膜,立即用第二印盘再在纸条上压印一层黑墨。 2、测量墨膜的密度 分析: 石蜡膜在压印初期的吸收强烈地影响着第二印黑墨在 纸面的的附着。石蜡在压印时压主纸内越多,则转移 到纸面黑墨越多,墨膜的密度越大。
第二章
纸张的结构与性质
第二节
纸和纸板的基本物理性质
第二章
纸张的结构与性质
第二节
纸和纸板的基本物理性质
印 刷 材 料 与 适 性
2、油墨吸收性能 油墨吸收性能可分为两方面
压印瞬间的吸收----包含在纸张油墨接受性能
从油墨与纸面接触到完全固化的吸收过程 纸张 毛细孔状态----决定扩散和渗透的因素
油墨种类
印刷材料及适性

木素绝大部分未被除去,因此制出的纸发黄、易脆,不宜 久存;
对纤维造成的损伤较大,成纸强度低,但纸质柔软、有弹 性,吸墨性好;
成浆率高,成本低,污染小。
3. 化学机械法制浆
两种方法配合使用,先用化学法预处理,再用机械法进 一步磨解。
特点:成浆率高,成纸性能好,目前使用较广泛。
常用类型:CaCO3,3MgO·4SiO2·H2O,TiO2 等
印刷材料及适性
27
1-2 印刷用纸的辅料
2. 加填的目的:
改善纸张的光学性质和印刷适性; 提高纸张的白度、平滑度和不透明度; 增强纸张对油墨的亲和力;
改进纸张的柔软性和形状稳定性,从而提高 印品质量。
注意:加填应适量,过多则会降低纸张的强 度,甚至会引起掉粉掉毛或糊版等故障。
印刷材料及适性
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1-3 印刷用纸的制造工艺
造纸工艺的基本过程:
原 料 准 备
(
制
分 离
浆
纤 维
)
纸 料 的 制 备
纸 页 的 抄 造
整 纸饰 页与 的加
工
印刷材料及适性
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1-3 印刷用纸的制造工艺
一、制浆
概念:使用机械或化学方法,从植物细胞壁中把非纤 维物质除去,使纤维原料离解,形成以纤维为主的本 色浆或漂白浆的过程。 机械法
印刷材料及适性
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1-2 印刷用纸的辅料
2. 施胶的方法:
内部施胶:胶料加入纸浆中,抄造成具有憎液性 的纸。
表面施胶:在成纸表面涂布胶料,在纸面形成连 续的憎液性膜。
3. 胶料的种类:
内部施胶用:松香胶料、合成胶料,其他胶料 表面施胶用:淀粉、明胶、PVA等
《印刷材料及适性》PPT课件

2021/3/3
Q
5
14-1 印刷胶辊概述
二、胶辊的分类与规格
1.胶辊的分类: 辊芯结构不同,分重型胶辊、轻型胶辊; 辊面材料不同,分橡胶辊、塑料辊、尼龙辊、树脂辊等; 胶层硬度不同,分硬质胶辊、轻质胶辊; 工作性质不同,分墨辊、水辊两大类;
2.胶辊的规格:
直径:与印刷机型、胶辊类型有关,误差<±0.5mm;
3. 织布层——原料:高强度的长绒棉布(3~4层) 是橡皮布的基础支撑层,承受较大的挤压和拉伸作用, 应具有较高的抗张强度和较小的伸长率。
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Q
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15-1 橡皮布概述
二、橡皮布的分类、规格
分类方式:
用途分类:转印用橡皮布,衬垫用橡皮布 结构分类:普通橡皮布,气垫橡皮布 印机类型:单张纸胶印机用橡皮布,卷筒纸~
14-1 印刷胶辊概述
四、胶辊的使用与保养
1. 墨辊的使用
安装牢固,避免滑动或跳动; 压力适中、均匀,保证墨辊间的良好接触; 使用应注意保护墨辊,防止碰撞、刮划或扭曲等; 印刷结束应及时清洗墨辊,长期停机应将墨辊卸下, 防止橡胶层产生永久变形;
2. 墨辊的保养
搬运装箱,水平或垂直放置; 贮存应避光,通风,远离化学药品,防止被腐蚀; 保管应包装,避免日晒,远离热源,以防老化; 存放不得受压,防止胶层变形。
规格:
包装形式:平板状、卷筒状; 厚度:根据胶印机滚筒间距和衬垫量而设定, 一般为1.8~1.9mm。
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Q
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15-1 橡皮布概述
三、胶印对橡皮布的基本要求
橡皮布的作用是将印版上的油墨传递到纸张上。 1. 硬度:橡胶抵抗其他物质压入表面的能力。
材料及适性

表面施胶对印刷纸性能的影响:增加了纸的抗水性能;明显减少胶印中纸张的掉纸毛现象;对油渗性的影响,防止了油的渗透;减少了油墨的渗透,增加了表面纤维间的粘结,改进了纸张的可擦性;明显地增加了纸张的强度。
打浆可使纸张细纤维化。
加入填料的目的使为了改进纸张的印刷适性,如增加白度、平滑度和不透明度。
填料的加入减少了纤维间的结合,所以会使纸张强度明显下降。
抗张强度、耐折度和耐破度下降较大。
纸张具有多相复杂的结构元素。
结构元素在三个相互垂直方向上分布各向异性。
具有孔隙结构。
纤维间的结合,是纸张强度的基础。
大多数纸张的结构都具有两面性。
造纸过程中减少半纤维的含量可以提高纸张的形稳性。
去除木素,防止纸张时间长发黄变脆。
对纸张进行涂布加工的目的:是在表面存在的由纤维形成的凹凸不平和有较大孔隙的普通纸上,覆盖上一层由细微粒子组成的对油墨吸收性良好的涂料。
以便得到具有良好的均匀性和平滑度的纸面。
提高纸张的光泽度,改善纸张的形稳性和不透明度。
印刷时发生透印是由于油墨的连结料渗入纸张内部孔隙,部分取代了孔隙中的空气,导致的散射界面减少,使纸张的光散射能力降低,不透明度变差,表现为透印。
颜料:是决定涂料纸油墨接受性,平滑度,光泽,白度和不透明度的主要部分。
胶黏剂:使颜料粒子间互相黏结,使涂层与原纸间牢固黏结。
助剂:改进颜料的分散性,提高涂层的耐水性,改善涂料的流动。
两面性原因:在纸页成型过程中单面脱水,网面细小纤维和填料流失过多所致。
*纸张的正面平滑度较高,着墨效果较好,但表面强度较低,即在印刷中更容易发生拉毛现象。
克服方法:采用立式加网造纸技术,网部采用两面性同时脱水。
方向性原因:纸页成型过程中纤维受到造纸机方向较大的牵引力作用,使纤维大多数沿造纸机运转方向排列,造成纸张的纵向和横向在许多性能上存在差别。
纸张正面平滑度较高,表面强度低,更容易发生拉毛现象。
反面临界拉毛速度高,网导致背面凹坑更多,背面紧贴网。
反面流失细小填料多。
印刷材料学课件印刷材料及适性第四章

2021年7月17日星期六
·2·
2.纸张应力—应变关系
印刷材料及适性 BIGC
纸张伸长率(变形)随负荷增大而增大,但不成直线 关系。
应力
最大应力
应变(%)
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·3·
弹性固体: 应力(σ)与变形( ε )是线形关系
E=
σ ε
流体的应力(σ)与变形( ε )需要考虑 时间因素 :
·19·
撕裂度:在与纸张平行的方向上,撕裂一定距离纸页所
需的力。
内撕裂度:先将纸张切出一定长度的裂口,然后测量再从 裂口开始撕裂一定距离时所需的力
撕裂度的测量:爱利门道夫撕裂度仪
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·20·
影响纸张撕裂度的因素
撕裂度主要取决于纤维的长度和强度,与分子间结合力 的关系并不紧密。但打浆度还是会在一定程度上影响纸张的 撕裂度.
5 10 15 20
纸张的水分的影响
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·10·
ε(%)
12
10
1 磨木浆未经过压光的纸张
8
2、3经过超级压光的纸张
6
4
1
2
2
3
12345678 9
时间(h)
压缩变形随时间变化
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·11·
二、纸张的机械强度
抗张强度:在标准规定的实验条件下,一定宽度的纸样,断裂前 所能承受的最大张力。(N/ m )或(Kg/m) 通常, 习惯用绝对抗张力(Kg)或裂断长(m) 表示。
%
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%
%
50
压 缩 率 40 ( ) 30
20
弹 40 性 恢 复 率 ( 30 )
印刷材料及适性

印刷材料及适性印刷是一项广泛应用的技术,它涉及到各种不同类型的材料和适用性。
在选择合适的印刷材料时,需要考虑多种因素,如印刷方式、印刷效果、耐久性等。
本文将就印刷材料及其适性进行探讨,希望能为相关领域的从业者提供一些参考和指导。
首先,我们来谈谈纸张这一最常见的印刷材料。
纸张是印刷品质的重要基础,不同类型的纸张适用于不同的印刷需求。
例如,对于需要高清晰度印刷的图片或文字,可以选择光面的铜版纸;而对于需要书写或印刷的文件,可以选择书写纸或复印纸。
另外,还有特殊的纸张材料,如艺术纸、卡纸等,它们适用于特殊的印刷效果或场合。
因此,在选择纸张时,需要根据具体的印刷需求和效果来进行合理的选择。
除了纸张,印刷材料还包括墨水和油墨。
墨水的选择直接影响到印刷品的色彩和质量。
一般来说,墨水可以分为水性墨水、油墨和溶剂墨水等。
水性墨水适用于纸张印刷,干燥速度快,对环境友好;而油墨适用于印刷包装材料,具有良好的耐磨性和附着力。
因此,在选择墨水时,需要根据印刷材料的不同和印刷效果来进行合理的选择。
此外,印刷材料还包括印刷机和印刷辅助材料。
印刷机的选择直接关系到印刷效果和生产效率。
不同的印刷机适用于不同的印刷材料和印刷方式。
例如,胶印机适用于大批量的印刷品生产,适用于各种类型的纸张和墨水;而数字印刷机适用于小批量的印刷品生产,适用于特殊的纸张和墨水。
印刷辅助材料如印刷版、印刷胶辊等也是印刷过程中不可或缺的一部分,它们的质量和适用性直接关系到印刷品的质量和效果。
综上所述,印刷材料的选择是印刷过程中至关重要的一环。
在选择印刷材料时,需要综合考虑印刷方式、印刷效果、耐久性等多种因素,以确保印刷品的质量和效果。
希望本文能为相关领域的从业者提供一些参考和指导,促进印刷技术的发展和应用。
印刷材料学十一五(第四章)

六、纸张的匀度(Formation)
1. 概念:指纸张中纤维、填料、胶料 等组分分布的均匀程度; 2. 对纸张性能的影响:外观、物理、 光学性能以、印刷性能和印品质量; 3. 匀度的测量:STFI匀度仪、QNSM 匀度仪、MK公司的三维纸页结构分析 仪和法国Techpap公司的2D F-sensor LAB FORMATION SENSOR。
第四章 纸张的基本结构和主要物理性质 Chapter 4 Paper structure and main physical properties
本章主要内容: • 纸张的基本结构:二维结构(水平结构)、三维结构(垂直 结构)和孔隙结构; • 纸张的结构性能:定量、厚度、紧度、松厚度、平滑度、粗 糙度、透气度、匀度、水分含量和形稳性; • 纸张的流变特性、静态强度和动态强度性能; • 纸张的吸湿和油墨吸收性及其测量方法; • 纸张的光学性能:白度、不透明度、光泽度和表面效率。
1. 纸张的方向性对单张纸印刷的影响 纤维直径方向吸湿膨润的幅度比其长度方向要大,横向伸长率比 纵向大,一般大2-8倍; 以787*1092mm单张胶印纸为例(相对湿度从50%到65%); 若为纵向纸(长边与纵向平行),则其长边伸长为0.55mm,短 边伸长为1.18mm; 若为横向纸(短边与纵向平行),则其长边伸长为1.64mm,短 边伸长为0.40mm; 可见横向纸比纵向纸在受湿度影响时变形更为严重; 因此,单张纸印刷中(特别是胶印)更倾向用纵向纸。
三、纸张的二维结构(水平结构)
纸页的力学性质不仅取 决于纤维间的接触,即纤 维间交叉总量,还取决于 纤维网络中每根纤维的交 叉数量。
纸张表面微观结构
四、纸张的三维结构(垂直结构/Z向结构)
1. 纤维间粘结的程度—Z向结构中最重要的结构性质 Z向强度:纸张在Z方向的抗张强度; 现象:胶印中的拉毛现象 相对粘结面积: RBA (Relative Bonded Area )
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。
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四、纸张表面强度的测量
利用IGT印刷适性仪,通过加速印刷的方法,测得纸张 出现拉毛时的临界印刷速度(拉毛速度)来表征纸张 的表面强度。
同种纸张采用不同粘度的油墨,其拉毛速度不同,因 此需考虑油墨的因素。国际上采用VVP值度量纸张拉 毛阻力的大小,同种纸张的VVP值为一常数。
VVP值=拉毛速度×油墨塑性粘度
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印刷材料及适性
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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
概念:在标准条件下,指定宽度的纸或纸板 断裂前所能承受的最大拉力。
用绝对抗张力或断裂长来描述 测量:肖伯尔抗张强度仪
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纸张的抗张强度仪
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4-3 纸张的表面强度
二、拉毛对印刷的影响
1. 造成图文部分的污染。
纤维状白斑:纸面粒子剥落引起 非纤维状白斑:剥落的粒子沾到印版上,阻碍着墨,
出现实地上的环形白斑。
2. 胶印中橡皮布及墨辊清洗次数增加。
剥落粒子随油墨附着于橡皮布上,阻碍油墨转移引 起堆墨;
拉毛严重时,脱落的纤维甚至会从印版到达墨辊, 则需清洗墨辊。
4.什么是纸张的抗张强度?其对印刷有什么影响?
5. 什么是纸张的表面强度?表面强度不足对印刷有 何影响?
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印刷材料及适性
222012.2印刷材 Nhomakorabea及适性6
纸张的Z 向压缩变 形
4-1 纸张的弹性与可压缩性
2. Z向变形特性对印刷的影响
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。
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。
越高。 纸张的挺度对单张纸印刷中的输纸和收纸
过程影响较大。
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4-3 纸张的表面强度
一、纸张的表面强度与拉毛
表面强度是指纸张表面纤维、胶料、填料间或 纸张表面涂料粒子间、以及涂层与纸基之间的 结合牢度。
表面强度表示纸张在印刷过程中抵抗油墨分裂 力的能力。
拉毛:在印刷过程中,当作用于纸张表面的张 力大于其内聚力时,引起纸张表面的剥裂,出 现连续或不连续的未着墨区域的现象。
四、撕裂度
是指撕裂一定距离纸页所需的力。 影响因素:与纤维处理方式和纤维的长度有
关;
打浆适度,撕裂度提高; 打浆过度,撕裂度下降。
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纸张的耐破度仪
纸张的撕裂度仪
4-2 纸张的机械强度
五、挺度
刚性特征,表征纸张抵抗弯曲的性能。 与纸张的流变性质有关,弹性越好则挺度
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4-3 纸张的表面强度
三、纸张的干拉毛与湿拉毛
湿拉毛:在多色胶印中,润版液的水分作用使 纸张的表面强度有所下降而引起的拉毛。
干拉毛:只是单纯由于油墨的分离力大于纸张 表面粒子的结合力而引起的,与纸张的耐水性 无关。
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4-3 纸张的表面强度
注意:由于纸张表面强度分布的不均匀性,应注意测 量纸样的平均拉毛速度。
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用IGT适性仪 做拉毛实验
习题(二)
1.已知1令787×1092mm规格的纸重55kg,求出这 种纸的定量是多少?
2.纸张平滑度对印刷有何影响?纸张的生产工艺对 平滑度有什么影响?
3.分析印刷中纸张对油墨的吸收过程及其对印刷的 影响。
4-2 纸张的机械强度
2.伸长率
纸张受力断裂时伸长的长度与原来的长度之 比。
3.抗张强度对印刷的影响:
高速轮转印刷机对卷筒纸的抗张强度要求较 高;
强度不足,会出现断纸故障;伸长率过大, 会引起多色印刷的套色不准等故障。
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4-2 纸张的机械强度
二、耐折度
表示纸张抵抗往复折叠的能力,以双折次表 示。
4-1 纸张的弹性与可压缩性
二、纸张的Z向压缩变形特性:
1.纸张的Z向压缩变形
纸张在印刷压力的作用下,Z向出现压缩变形,压力消 除后能够恢复的特性。
兼具塑性和弹性特征。 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。
磨木浆制成的纸比化学浆制成的纸的Z向可压缩性大; 打浆度越大,紧度越大,Z向可压缩性越小; 纸张的涂布量越大,Z向可压缩性越小。
测量:肖伯尔型/MIT型耐折度仪 对于需热处理的印品尤为重要;其次是钞票
纸、证券纸等都要求达到一定的耐折度。 耐折度取决于纸张纤维本身的长度、强度、
韧性及纤维间的结合力。
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纸张的耐折度仪
4-2 纸张的机械强度
三、耐破度
表示纸张在不破裂时所能承受外压的程度。 对包装用纸要求较高。
第四章 纸张的力学性能
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
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。 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
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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
纸张是一种多相复杂且非均质的高分子材料。 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。 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。
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