第一篇 第二章 纸的结构与性能

第二章 纸的结构与性能

? 第一节 纸的结构

一、概述

二、纸的结构间的结合 三、纸的三维结构 四、纸的匀度

五、纸的两面性 六、纸的多孔性

? 第二节 纸的性能

一、一般性能 二、机械强度 三、渗透性能 四、光学性能 五、表面性能 六、印刷性能

七、环境条件对纸页

性能的影响

---Page 1---
?
2.1 纸的结构 2.1.1 概述

一、纸的结构特点

? 由多相复杂的结构要素组

成的非均质的薄页；

? 纸的结构间具有结合力； ? 具有复杂的多孔结构； ? 具有三维结构；

? 纸的结构具有两面性。

---Page 2---
?
二、纸的结构特征表述

? 纸张是由随机散乱的纤维排列而成，纤维一般平置 于纸张平面内，很少有厚度方向的排列，同时在顺 纸机的方向排列的纤维多于垂直纸机方向的纤维。 纤维的规格和性能都具一定的分散性。因此，纸张 是一种多相、非均质、非均匀分布且具有三维结构 的网状材料。

---Page 3---
?
2.1.2 纸的结构间的结合力

氢键结合（最主要）

一. 纸的结构 间的结合力

化学主价键力

范德华力

表面交织力

---Page 4---
?
二.纤维形成氢键结合的条件

① 有游离羟基；

② 两羟基间的距离在 2.8

? 之内。

纤维形成

的氢键结合

---Page 5---
?
三.纤维形成氢键结合的机理

? 纤维在纸机上沉积成纸页后，随着水分的脱 除，纤维之间的距离越来越小，当纤维表面的

羟基距离小到 2.8? 以内时，纤维表面羟基中的

氧原子与相邻纤维中的氢原子形成氢键结合， 使纤维之间相互结合，从而使纸张具有一定的 强度。

---Page 6---
?
2.1.3 纸的三维结构

? 纤维在成纸过程中，由于浆速和网速的差异，造 成纤维的排列呈一定的方向性，使纸张强度、吸 水膨胀、伸长率也呈一定的方向性。

---Page 7---
?
? 纵向：纸机的运行方向，也称MD向，纤维沿

该方向分布多；

? 横向：与纸机运行方向垂直的方向，也称CD

向，纤维轴向沿该方向少；

? Z向：垂直与纸面的方向，呈层状结构。

---Page 8---
?

---Page 9---
?
Z 向

横向

纵向

由于纤维在纸中的分布不同，造成纸张的各 向异性，即纸张的各个方向的性能不同 。

---Page 10---
?
2.1.4 纸的匀度

一. 定义

? 匀度表示纸的结构的均匀性，即纸的各结构

要素分布的均匀性。

二. 匀度对纸的性能的影响

? 匀度对纸的性能有直接的影响，匀度好，则

纸的性能就好。

---Page 11---
?
三．纸张匀度的影响因素

? 纸张的匀度与纸浆悬浮液中纤维的分散程度 和浆料流送设备的稳定性有密切的关

系。如 果在纸浆流送与纸张形成过程中纸浆悬浮液 中纤维分散程度高，浆料流送设备的稳定性 好，则形成的纸张的匀度就比较好，反之， 就比较差。

---Page 12---
?
2.1.5 纸的两面性

? 大多数纸张具有两面性，有正面和反面之分。

正面
反面

---Page 13---
?
? 正面 ：在纸页成型过程中背离网的一面，比较

平滑，细小纤维含量多，结构比较紧密。

? 反面 ：在纸页成型过程中与网接触，而使纸面 产生网印，因此反面总是比较粗糙，细小纤维 含量少，结构比较疏松。正反面间存在两面 差，影响纸的性能和使用。

? 细小纤维 ：纸料悬浮液中能通过孔径大小为75 微米的200目筛的纤维称为 细小纤维 。粒度在 75微米以上者称 纤维 。

---Page 14---
?
2.1.6 纸的多孔性

一. 纸的结构不具有连续性， 是一种多孔性物质。 二.纸孔的三种形式

? 1.穿透纸张的开孔,约占

1.6%；

? 2.凹穴:纸张一面开口的

小孔；

? 3.纤维内部的空隙,和凹

穴一起约占 98.4%

---Page 15---
?
三.纸的多孔结构对纸的性能的影响

? 纸的多孔结构影响纸的透气性；

? 纸的多孔结构影响纸对水和其它液体的

过滤和吸收性能；

? 纸的多孔结构影响纸的裂断长、耐破度、

撕裂度等机械性能。

---Page 16---
?
2.2 纸的性能

纸的种类和用途不一样，其性能要求也不一样。纸的性能可归 纳如下：

一般性能 机械性能 渗透性能 光学性能 表面性能 印刷性能

其它特殊性能

外观质量、定量、厚度、紧度、尺寸稳定性等

抗张强度、耐破度、耐折度、撕裂度、伸长率、环压强度、挺度、抗张 能量吸收。

透气度、透湿度、透油度、抗水性、憎水性等

白 度 、 光 泽 度 、 色 泽 、（不）透明度等

平滑度、表面摩擦系数、粗糙度、粘合性能、掉毛掉粉性能等。

表面强度、油墨吸收性、平滑度、挺度、施胶度等

化学性能、电气性能、水溶性等

---Page 17---
?
2.2.1 一般性能

一、外观质量

? 外观质量是指尘埃、孔洞、针眼、透明点、半透明点、 皱折、筋道、网印、毛巾痕、斑点、浆疙瘩、鱼鳞斑、 裂口、卷边、色泽不一致等肉眼可以观察到的缺陷。 ? 外观质量的好坏影响纸的使用性能及物理性能。

二、水分含量

? 纸或纸板在 100 ～ 105 ℃下烘干至恒重时所减少的重量

与试样原重量之比，以百分率表示。

? 过于干燥 ? 过于潮湿

破裂；

降低纸或纸板的强度。

---Page 18---
?
三、定量

? 单位面积纸或纸板的重量，以 g/m 2 表示。

? 定量是构成纸张规格的基本度量。在技术方面， 它是进行纸

张各种技术指标(如强度)评价时的基 本条件。定量影响纸的物理性能及光学性能。一 般的物理性能如抗张强度、耐破度、撕裂度、紧 度、厚度、不透明度等都与定量有关。

---Page 19---
?
? 定量降低，会降低包装、印刷产品成本。

? 如：定量为 225 g/m 2 的白卡纸，一吨纸面积为：

1 × 10 6 ÷ 225=4444 m 2

若定量降为 200 g/m 2 ，一吨纸面积为： 1 × 10 6 ÷ 200=20833 m 2 ，多 556 m 2

? 为了节约原料，增加单位使用面积，在保证使用性 能的前提下，应尽量降低纸张的定量和保持定量的 稳定。

---Page 20---
?
定量稳定性的影响因素

匀 度

吸湿性

定量波动对纸张性能的影响

价格

强度
厚度
光学性能

---Page 21---
?
四、厚度

? 厚度表示纸张的厚薄程度。

? 指在一定的单位面积的压力下，纸的两个表

面间的垂直距离。以 mm 表示。

? 厚度影响纸的物理性能及光学性能。

定量和厚度是纸的最基本的性能，对纸的 性能有很大的影响。

---Page 22---
?
五、紧度

1、定义：单位体积纸的重量，即定量和厚 度的比值。紧度的单位与物质的密度单位相 同，因此，也称为表观密度。

D ?

G

1000 T

D —— 紧度， g/cm 3 G —— 定量， g/m 2 T —— 厚度， m m

---Page 23---
?
2.紧度的影响因素

? ? ? ?

纤维的打浆处理程度； 压榨程度；

是否经过压光；

纸张的其它组分。

---Page 24---
?
3.紧度对纸张性能的影响

? 紧度对纸张的抗张强度、耐破度、撕裂度、

透气性、多孔性、吸油墨性、不透明度等 有显著影响。

六、松厚度

? 一定重量纸的体积，是紧度的倒数。

---Page 25---
?
七、尺寸稳定性

1.定义

? 指纸或纸板在水分发生变化时，保持其尺

寸和形状不变的能力。

2.成因

? 单根纤维的润胀或收缩； ? 纤维间的散开或拧紧。

---Page 26---
?
放湿

吸湿

---Page 27---
?
2.2.2 机械强度

一、抗张强度

1、定义：指一定宽 度的试样所能承受 的最大张力，单位 为 kN/m。衡量纸张 抵抗外力拉伸的能 力。

---Page 28---
?
2、衡量抗张强度的物理量

（1）裂断长

? 裂断长：表示一定宽度的纸条被本身的重量所

拉断时的长度，是抗张强度和定量的比值。

? 裂断长和抗张强度的关系是：

L ?

G p

9 . 8 ? W

L —— 裂断长（ m ）

Gp —— 抗张强度（ kN/m ） W —— 定量（ g/m 2 ）

---Page 29---
?
（2）抗张指数

抗张指数和抗张强度的关系是：

I ?

S

G

式中，I-----抗张指数, N.m/g

S----- 抗张强度, N/m G---- 定量, g/m 2

---Page 30---
?
3、抗张强度的影

响因素

? ? ? ?

纤维结合强度

纤维本身的强度 纤维平均长度 纤维交错系数

纸和纸板的纵向抗张强度大于横向抗张强度

? 讨论 : 为什么？

---Page 31---
?
二.伸长率

1.定义 ：纸和纸板受到张力作用，至断裂时所增加 的长度与纸和纸板原长度的百分比。

S ?

L ? L 0

L 0

? 100 %

S —— 试样伸长率（ % ）

L 0 —— 试样测试前的长度 （mm）

L —— 试样断裂时的长度 （mm）

2.意义 ：伸长率是衡量纸和纸板在拉力作用下的形变 能力，伸长率越大，形变能力越强，韧性越好。

---Page 32---
?
3、伸长率的影响因素

? ? ? ? ?

纤维结合强度；

纤维本身的强度； 纤维平均长度； 纤维交错系数； 纸页含水率。

纸和纸板的横向伸长率大于纵向伸长率

? 讨论 : 为什么？

---Page 33---
?
三. 抗张能量吸收值

指单位面积的纸或纸板被拉断时外力所做的功， ，J/m 2 。 它的几何意义就是抗张强度与伸长率曲线所包围的面 积，抗张能量吸收值是表示纸张的强韧性的物理量。

张 强

伸性纸袋纸

度

伸长率

抗 普通纸袋纸

---Page 34---
?
四.抗压强度

? 抗压强度 ：材料受压后至压溃所能承受的最大压

力。

? 抗压强度是纸板的重要性能指标。 (一)、表征纸板抗压强度的指标 ? 环压强度 ? 平压强度 ? 边压强度

---Page 35---
?

---Page 36---
?

---Page 37---
?
（二）环压强度

1.定义 ：在一定的速度下，使环形试样平行受压，压 力逐渐增加至使试样压溃时的压力。

2.意义 ：是纸板的一项重要指标，和纸盒、纸箱的抗 压强度有密切关系。

P

纸板 的 纵 向 环 压 强 度 大于横向环压强度

---Page 38---
?
纸箱堆码

---Page 39---
?
3.表征环压强度的物理量

环压强度常用环压指数表示

r ?

R W

R ?

P

0 . 152

式中， r —— 环压指数，N.m/g

R —— 环压强度，N/m

P —— 试样所能承受的最大压力，N W —— 定量，g/m 2

---Page 40---
?
（三）纸板在压力作用下的屈服形式

纸板在压力作用下发生的变化受纸板的粗细比的影 响。

粗细比 ? ? 2 3

l

h

l — 纸板高度 （mm） h — 纸板厚度 （mm）

压断： 当粗细比＜ 30时；

屈服形式

失稳： 当粗细比＞ 30时。

---Page 41---
?

---Page 42---
?
抗 压 强 度

当粗细比

<30时，抗

压强度反映 的是材料本 身的真正的 抗压能力。

30

100

粗细比

---Page 43---
?
（四）平压强度

1．定义 ：在一定的速度下，使一定面积的试样受到 垂直于纸面的压力，压力逐渐增加至使试样压溃时的 压力，用KPa表示。

它是瓦楞纸板的一项重要指标。

2．平压强度的影响因素

? 瓦楞原纸的挺度； ? 瓦楞原纸的含水率； ? 瓦楞楞型。

---Page 44---
?
（五）边压强度

1.定义 ：规定尺寸(25×100 mm,短边为瓦楞方向)的矩 形瓦楞纸板试样沿瓦楞方向所能承受的最大压力。边压 强度模拟纸箱堆码时的受力状态，是瓦楞纸板的一项重 要指标。

最高

---Page 45---
?
2. 边压强度的影响因素

? 箱板纸的环压强度； ? 瓦楞原纸环压强度； ? 瓦楞楞型。

---Page 46---
?
五．耐破性能

意义：包装用纸和纸板，在使用过程中，常受到外力 的挤压、顶撞、冲击等，纸和纸板须具有一定的耐破 能力。衡量耐破能力的物理量:耐破度和戳穿强度。

1、耐破度

(1) 定义：单位面积的纸和纸板 所能承受的均匀增大的最大压 力，以kPa表示。它属于静态强

度。

（隔着胶膜对板面施加压力）

---Page 47---
?

---Page 48---
?
（2）意义

耐破度是模拟纸袋和纸箱装满货物后在紧束状态下 抗鼓胀的能力，实际上是纸板平面方向的抵抗拉伸 和开裂的能力。

---Page 49---
?
（ 3 ）表征耐破度的物理量

耐破度的大小常用耐破指数表示。

耐破指数 I ?

P W

I——试样的耐破指数，KPa·m 2 /g

P——试样绝对耐破度，即压力表显示的读数，KPa W——试样的定量，g/m 2

---Page 50---
?
（ 4 ）耐破度的影响因素

抗张强度

伸长率

纸张破裂时一般成为一条与纸张的纵向垂直的裂 纹，这是由于纸张纵向伸长率小于横向。

---Page 51---
?
2、戳穿强度

（1）定义 ：指一个由高处落下的三角锥体戳穿纸板 时所做的功，单位为 J 或 kgf.cm 2 。

---Page 52---
?
（2）意义

戳穿强度是模拟纸箱在流通过程中受外部异物顶 撞，或包装箱之间相互顶撞而避免破损的能力。戳 穿强度属于动态强度。和耐破度相比，更具有实际 意义，戳穿强度是包装纸和纸板的一项重要指标。

---Page 53---
?
（3）构成 ：戳穿强度由撕裂纸板所需的能量和 穿透纸板所需的能量构成。 （4）戳穿强度的影响因素

? ? ? ? ?

纤维结合强度；

纤维本身的强度； 纤维平均长度； 纤维交错系数；

纸页平衡含水率。

---Page 54---
?
（5）戳穿强度与耐破度的比较

? 相同点：都是表征瓦楞纸板抵抗横向外力破

坏能力的物理量。

? 区别：耐破度为静压力，戳穿强度为冲击力。

---Page 55---
?
六．耐折度

(1)定义：指试样在一定张力的条件下，将其 折叠一定角度至其断裂时的折叠次数。

(2)意义：耐折度对制箱、制盒用纸板特别重 要，反映了纸盒和纸箱摇盖的

可折叠次数。

(3)纸和纸板的纵向耐折度大于横向耐折度。

---Page 56---
?
（4）耐折度的影响因素

? ? ? ? ?

纤维结合强度；

纤维本身的强度； 纤维平均长度； 纤维交错系数；

纸页平衡含水率。

---Page 57---
?
七．撕裂度

① 意义 ：包装用的某些纸和纸板在使用过程中， 要受到撕扯的作用。撕裂度是衡量纸或纸板耐撕裂 能力的物理量。

② 定义 ：撕裂度是指预先将试样切出一定长度的 裂口，然后再从裂口处撕至一定长度所需要的 力，以 N或 mN表示。

③ 撕裂度的构成 ：抵抗撕裂的力主要表现为两部 分，纤维间的结合力和纤维本身的强度。

---Page 58---
?

---Page 59---
?
④ 撕裂度常用撕裂指数表示

撕裂指数

X ?

T

W

X —— 撕裂指数， mN.m 2 /g T —— 撕裂度， mN

W —— 试样定量， g/m 2

---Page 60---
?
⑤ 撕裂度的影响因素

? ? ? ?

纤维平均长度 纤维结合强度

纤维本身的强度 纤维交错系数

纸和纸板的横向撕裂度大于纵向撕裂度

? 讨论 : 为什么？

---Page 61---
?
八．挺度

（1）定义：在一定条件下，弯曲一端夹紧的纸板

至15度时的力矩。

（2）意义：挺度是表征纸和纸板抵抗弯曲能力的

物理量。

---Page 62---
?
（3）挺度的影响因素

? 纤维结合强度； ? 纤维平均长度； ? 打浆度；

? 半纤维素的含量； ? 木素的含量；

? 纸板的厚度与紧度。

---Page 63---
?
（ 4 ）挺度、紧度和厚度的关系

? 当紧度一定时，挺度和厚度的三次方成正

比；

? 当厚度一定时，挺度和紧度成正比。

纸和纸板的纵向挺度大于横向挺度

? 讨论 : 为什么？

---Page 64---
?
九．湿强度

1.定义 ：指纸页在润湿的状态下所表现出来的强度。 它比干强度低的多，一般只有干强度的 4 ~ 10%。 2.意义 ：提高湿强度对包装纸和纸板具有特别重要 的意义。

3.表征湿强度的物理量 ：纸的湿强度一般是指抗张 强度或耐破度，以润湿后的实际强度或以湿强度对 润湿前试样强度的百分率表示。

4.提高湿强度的措施 ：为了改善湿强度，须向纸浆 中添加湿强剂。

---Page 65---
?
2.2.3 渗透性能

纸的渗透性能包括透气性、透湿性、憎液性等， 渗透性能和纸的多孔结构有关。

一 . 透气性

(一）概念： 在一定的压力作用下，空气可以穿 透纸页，纸页具有透气性。

---Page 66---
?
（二）表征透气性大小的物理量 : 透气度 1. 透气度的定义 ：透气度是在一定面积、 一定真空度下，以每秒透过的空气量或透 过 100 mL 空气所需要的时间来表示，单 位为 mL/min或s/100mL。

-

--Page 67---
?
2.意义 ：透气度反映了纸页中的空隙程度及纸页 的防潮能力。

紧度

3.透气度的影响因素 ： 施胶

填料

4.透气度是纸袋纸、卷烟纸等的重要指标。

---Page 68---
?
二. 透湿度

1.定义 ：透湿度指材料的两个面在一定的蒸汽压力条 件下，水蒸汽从一面透到另一面，以单位表面积在一

定的时间内透过的水蒸汽量表示，单位是g/m 2 。

2.意义 ：透湿度衡量纸和纸板抵抗水蒸汽透过的能 力，也就是防潮的能力。

3.透湿的成因 ：

纸页的孔隙；

通过纤维本身传递。

---Page 69---
?
三.憎液性能

? 憎液性能是和吸收性能相对的一个概念，是指纸 和纸板抗拒液体渗透和扩散的能力，常以施胶度 和透油度表示。

(一). 施胶度

1.意义 ：施胶度是评价纸和纸板憎水能力的物理量。 2.测试方法

? 墨水划线法；

? 考勃表面吸收重量法。

---Page 70---
?
(1)墨水划线法

①定义 ：利用标准墨水在纸上划线时，不扩散 也不渗透的线条的最大宽度，单位为mm。

②物理意义 ：考察纸张对墨水不洇、不渗透的 程度。

③应用 ：该法适合于书写纸等文化用纸。

---Page 71---
?
(2)考勃表面吸水重量法

①定义：一定时间内，单位面积的纸和纸板 一面在98 Pa.S 压力下与水接触时所吸收 水的重量，以 g/m 2 表示。

②应用：该法适合于包装纸和纸板。

---Page 72---
?
(二）透油度

1. 概念：指在一定的温度和压力的条件下，标 准变压器油在一定时间内以一定面积的纸页上 渗透过来的重量，以 以mg 表示。

2. 意义：透油度是用于包装油脂类食品的防 油纸的重要指标。

---Page 73---
?
2.2.4 光学性能

一. 纸被光照射后的反映

镜面反射

漫反射

透射

折射

吸收

---Page 74---
?
二.表征光学性能的物理量

1、白度

（1）意义 ：表示纸

和纸板的洁白程度。

反射

散射

（2）定义 ：白度表示白色或接近白色的纸和纸 板表面对波长为457nm的蓝光的反射率与氧化镁 标准板在同样光照射下的反射率的百分比，也称 为亮度。

---Page 75---
?
（3）白度的影响因素

? ? ? ? ?

漂白工艺； 木素含量； 填料； 施胶；

打浆度。

---Page 76---
?
2、光泽度

? 光泽度就是试样表面在镜面反射的方向反射到规定 孔径的光通量与标准条件下标准镜面反射光通量之 百分比。

? 光泽度是纸面发生镜面反射的一种性质。它能反映

印刷品光泽和光彩上的质量。

镜面反射

---Page 77---
?
角度

75 °

较低光泽度

45 °
20 °

高光泽度的

的涂料、非 中等光泽度 纸和纸板及

和油墨膜

测试角度

等

适用范围 涂料加工纸 的纸和纸板 高光泽油墨

---Page 78---
?
3. 不透明度

（1）不透明度的定义

? 不透明度是指透过纸张的总透射光量与入

射光量的百分比。

---Page 79---
?
（ 2 ）不透明度的意义

? 不透明度是指入射光线照射时纸张的不透光程 度，用來描述印刷用纸的阻光能力。纸张不透 明度表述了纸張在印刷过程中的不透印性质， 如果纸张不透明度低，印刷时就会产生不同程 度的透印現象，影响图文的清晰度。

? 不透明度是印刷纸、书写纸、证券纸及一些工

业用纸的一项重要质量指标。

---Page 80---
?
（ 3 ）不透明度的影响因素

? 纸的不透明度主要取决于纸页吸收的光量、纸 的光散射能力、纸张内部光散射界面的多少以 及散射界面折射率差异的大小。纸页吸收的光 量越多，光散射界面越多，散射界面间折射率 差异越大，则纸张的光散射能力越大，不透明 度越高。

? 凡能影响散射能力和吸收能力的任何因素都将 影响纸的不透明度，如定量、打浆度、紧度、 加填、施胶。

---Page 81---
?
（ 4 ）不透明度的测量

? 不透明度虽然是由总透射光量决定的，但通常

是用反差率来描述纸张的不透明度。

? 反差率是单层试样背衬黑色标准板时的反射率

与背衬白色标准板时的反射率的百分比。

O =

R o

R

? 100%

Ro —— 单层试样背衬黑色

标准板时的反射率

R —— 试样的白度

---Page 82---
?
（ 5 ）不透明度和透明度的比较

? 不透明度和透明度均为描述纸张光学性能的物

理量，它们取决于纸张透射的光量。

? 透明度虽与不透明度有关，但意义不同。不透 明度取决于总透射光量，而透明度仅取决于镜 面透射光量。

---Page 83---
?
4. 透明度

? (1)定义 ：透明度是单层试样反映被覆盖物的显

明程度，以透明率表示。

? (2)透明率: 镜面透射光量与总透射光量的百分

比。

? (3)透明度的意义 ：透明度是玻璃纸、半透明纸

和描图纸等纸张的重要指标。

? (4)透明度的影响因素 ：纸张的透明度主要取决

于定量、打浆度、紧度、加填、施胶。

---Page 84---
?
2.2.5 表面性能

? 表面性能是纸与纸板印刷适应性的一个重要指

标，通常以 平滑度 来表征纸的表面性能。

? 1. 平滑度的意义 ：平滑度是表征纸张表面凹凸

和平整程度的一个物理量。

? 2. 平滑度的定义 ：平滑度指在一定的真空度 下，一定体积的空气，通过受一定压力、一定 面积的试样的表面与玻璃面之间的间隙所需要 的时间，以秒表示。

---Page 85---
?
3. 平滑度

的影响因素

? 纸页表面纤维的分布状况； ? 纸页表面填料的分布状况； ? 湿纸页的压榨程度； ? 纸页是否经过压光。

---Page 86---
?
4. 平滑度对纸张性能的影响

? 影响纸张的手感；

? 影响纸张书写的流利性； ? 影响纸张的印刷质量。

---Page 87---
?
2.2.6 印刷性能

一 . 概述

? 纸的印刷性能，即印刷所要求的纸张性能，可概括为两个 方面：一是保证印刷生产的正常进行，纸和纸板应具备的 性能，称之为纸张的印刷运行性能，如抗张强度、表面强 度、掉毛和掉粉程度；二是要获得预期的印刷效果，纸和 纸板应具备的性能，也即纸张的印刷适性，如平滑度、施 胶度、尺寸稳定性、挺度、不透明度、油墨吸收性等。 ? 此外，印刷用纸在外观上也不应有严重缺陷，例如折子、 绉纹、筋道、孔洞、针眼、破裂、卷边、色泽不均一、尺 寸不整齐等。这些外观缺陷或导致印迹不清，或引起漏 印，或给印刷操作造成困难，都会直接影响到印刷效果。

---Page 88---
?
二、表面强度

1. 定义

? 指纸和纸板的印刷表面的拉毛阻力，也叫拉毛速度。

表面强度通常用 IGT 型印刷适性仪测定，在一定 压力下，以一定粘度的油墨，使纸在不同的速度下 印刷，纸张表面出现起毛时的最大速度。

---Page 89---
?
2.意义

? 表面结合强度是指纤维、填料、胶料间或纸张表面涂料 粒子间及涂层与纸基之间的结合强度。是印刷纸的一项 重要的性能指标。

? 表面结合强度反映了纸张在印刷过程中抗油墨分裂力的 能力。当纸面与着墨的印版分离，油墨的分离力大于纸 面粒子间的结合力时，纸面便产生肉眼可见的破裂现 象，被油墨拉下的纸面纤维、填料或涂料堆积在印版表 面，堵塞印版铅宇，造成糊版；印版上的油墨转移到墨 汁上又污染油墨，影响印刷质量，而且随着印刷的进 行，堆积在印刷版上的纸毛纸粉越来越多，导致多次停 机刷版，降低了印刷效率。

---Page 90---
?
3. 拉毛对印刷效果的影响

? 在破裂的纸面出现不连续的或连续的未着墨区域

的现象称之为拉毛。

? 拉毛对印刷的影响主要有两方面：一是造成图文 部分的污染；二是胶印中橡皮布及墨辊清洗次数 增加。

---Page 91---
?
4. 掉粉掉毛

? 掉粉掉毛是指在印刷过程中纸张表面松散粒子的 脱落现象。与拉毛现象不同，掉粉掉毛指只由于 润版液的湿润或机械摩擦作用就能导致纸面松散 粒子的脱落，而拉毛必须在油墨的分离力大于纸 面粒子之间的结合力时才发生。因此，拉毛是导 致纸面相互结合的粒子的剥落，而掉粉掉毛是纸 面松散粒子的脱落。

---Page 92---
?
5.表面结合强度的影响因素

? 纸张表面结合强度与纸张的紧度有关，紧度越

大，纸张表面结合强度越大；

? 适当提高打浆度，合理控制填料用量，适当提高 纸机压榨部的压力，增加压光压力等，可提高纸 表面结合强度。

---Page 93---
?
三、油墨吸收性

(1) 定义：通常以 K&N 油墨吸收试验来表征油墨吸收 性。用特制的 K&N 油墨，在无压力和速度下，由纸页 吸收一段时间后，再将未吸收的油墨擦去，检查纸页反 射率的变化情况。

K & N 值 ?

100 ? （ R 1 - R 2 )

R 1

? b

式中：R 1 — 未涂墨时纸的反射率, %

R 2 — 油墨斑的反射率，% b — 油墨系数

---Page 94---
?
（2）油墨吸收性的影响因素

? 打桨工艺； ? 加填；

? 湿纸页的压榨程度； ? 纸页是否经过压光。

---Page 95---
?
（3）油墨吸收性对印刷效果的影响

? 如果纸张的油墨吸收性太强，纸面油墨层太 厚，会使印迹模糊且缺乏光泽，严重时还会 导致“透印”。

? 如果纸张的油墨吸收性太弱，会使印迹不够

清晰。

---Page 96---
?
四 . 酸碱性

? 纸的酸碱性可用pH值来表示。不同生产工

艺生产出的纸张其pH值也不同。

1. 纸的酸碱性对印刷的影响

? 在印刷过程中，纸张的酸性会引起印版的 腐蚀和粘版，直接影响印迹的氧化结膜干 燥。

---Page 97---
?
2. 酸碱性对纸张耐久性的影响

? 纸张的耐久性是指长时间内，纸能保留的重要的 物理机械性能，特别是强度和白度。时间越长， 说明纸的耐久性越好。

? 耐久性与耐用性不同，耐用性是表示在连续使用

的情况下能保持原有品质的程度。

? 影响纸张耐久性的因素很多，在诸多因素中，纸 张的pH的影响是最为显著的，研究发现，纸张pH 值越低(酸性越强)，颜色及强度衰退越快，也就 是耐久性越差。

---Page 98---
?
五. 不透明度对印刷效果的影响

? 纸张的不透明度对印刷效果有很大影响。纸张不

透明度太差，势必会出现“透印”现象。

六. 水分含量对印刷效果的影响

? 纸张的水分含量应均一，应与印刷车间的环境条 件达到平衡状态，否则纸张边缘会吸收或失去水 分，与其它部位水分含量不一致，使纸张发生膨 胀或收缩。

---Page 99---
?
七 . 平滑度对纸页印刷效果的影响

? 对印刷操作压力较大的凸版印刷和凹版印刷来说， 纸张的平滑度具有较重要的意义。平滑的表面有利 于从印刷版均匀地吸取油墨，有利于取得清晰且均 匀的印迹。胶版印刷则对纸张平滑度没有太严格的 要求，这是因为胶版印刷是通过具有弹性的包胶辊 来完成油墨

的转移，能适应较粗糙的表面情况。

---Page 100---
?
八. 尺寸稳定性对印刷效果的影响

? 由于纸张的尺寸稳定性会随着其水分含量的变化而 变化。在套色印刷中，由于纸张尺寸稳定性较差， 往往引起“错杠”的印刷质量事故。

? 通过粘状打桨抄制的纸张，易于吸收水分而膨胀变

形，不适用于套色印刷。

? 纤维的径向变形大于纵向变形。如在抄纸过程采取 适当措施，控制纸张成型时的纤维定向，能在一定 程度上改进纸张的尺寸稳定性。

---Page 101---
?
九. 两面性对印刷效果的影响

? 纸的两面性可导致印刷品质量的不均匀性， 不利于印刷品质量的控制。纸张的正面平滑 度较高，着墨效果较好，但表面强度较反面 低，即在印刷中更易发生拉毛现象。相反， 纸张的反面则较为粗糙，着墨效果较正面 差，但表面强度较高，在印刷中不易发生拉 毛现象。

---Page 102---
?
十. 纵横向对单张纸印刷的影响

? 吸湿润胀时，纤维直径方向膨涨的幅度比其长度方向 要大，故纸张吸湿时，横向伸长率比纵向大，一般大

2～8倍。所以单张纸印刷时一般用纵向纸。
?

? 有人试验过规格为787×1092 mm的单张印刷纸，当相 对湿度从50％升到65％时，纵向伸长率为0.05％，横 向伸长率为0.15％。若787×1092 mm为纵向纸，则其 长边伸长为0.55 mm，短边伸长为1.18 mm，若为横向 纸，则其长边伸长为1.64 mm，短边伸长为0.40 mm， 可见横向纸比纵向纸在受湿度影响时变形更为严重。 因此，印刷纸最好切成纵向纸。

---Page 103---
?
2.2.7 环境条件对纸页性能的影响

? 环境条件主要指温度和湿度。

一、纸页的吸湿和放湿

1. 纸页含水率与环境条件的关系

? 当温度一定而相对湿度不同时，纸页的平衡含水 率随着空气湿度的升高而增大；当相对湿度一定 而温度不同时，纸页的平衡含水率则随着温度的 升高而减小。

---Page 104---
?
2. 吸湿 :当空气中的水蒸气压力大于纸页表面水蒸气 压力时，纸页从空气中吸收水分的现象。吸湿过 程中，纤维润胀，导致纸页尺寸的伸长。

3. 放湿(解吸): 空气的蒸气压力小于纸页表面的水蒸 气压力时，纸页中水分向空气中蒸发的现象。放 湿过程中，纸页收缩。

4. 吸湿性的内在原因 :纤维素在非结晶区分子链的游 离羟基为极性基团，易于吸附空气中的极性水分 子，与其形成氢键结合。

---Page 105---
?
5. 吸湿性对纸张强度的影响: 纸的强度主要取决于纤 维之间的结合强度和单根纤维的强度。通过纤维 之间结合形成的强度，如抗张强度、表面强度 等，随纸张水分的增加而降低。

6. 吸湿性与纸的形

状稳定性: 许多印刷故障，如套色 不准、卷曲及印刷折皱等都与纸的形状稳定性有 着直接的联系。

---Page 106---
?
7. 吸湿滞后

含 水 率

放湿

吸湿

相对湿度

(1)概念 ：在相 同的温湿度条件 下，吸湿时水分 的吸着量低于放 吸时水分的蒸发 量，即吸湿时的 平衡含水率低于 放吸时的平衡含 水率。这种现象 称为 吸着滞后 。

---Page 107---
?
（ 2 ）吸湿滞后的内在原因

① 经解吸干燥后的纸页纤维素，其纤维素微毛细管 系统内的空隙部分被透进来的空气所占据，从而 妨碍了纤维素对水分的吸收。

② 在解吸干燥后，由于干缩，使相邻的纤维素分子 链上用以吸取水分的羟基间形成氢键，从而使一 部分羟基相互饱和而减少了对水分的吸着。

---Page 108---
?
二、湿度对纸页性能的影响

纸 页 性

耐破度

能 的 变 化

相对湿度

抗张力 撕裂度

耐折度

挺度

原因：

纸页含水率发 生变化，影响

了纤维的结合。

---Page 109---
?
三、温度对纸页性能的影响

? 当温度发生变化时，即使相对湿度保持不变，纸页的平 衡含水率也会发生改变，从而引起纸页强度发生改变， 因此，把温度对纸页性能的影响归结为纸页的平衡含水 率的影响。

温度与纸页平衡含水率的关系

温度（℃） 相对湿度（%） 含水率（%）

20.0 26.7 32.8
65 65 65
7.8± 0.2 7.1± 0.2 6.5± 0.2

---Page 110---
?
四、纸页测试时的温湿度条件

标准名称 温度（℃） 相对湿度（ %RH ）

ISO DIN

BS

TAPPI

GB

23 ± 1

20

20 ± 2 23 ± 2 20 ± 2

50 ± 2 65 ± 2 65 ± 2 50 ± 2 65 ± 2

---Page 111---
?
本章重点

? 纸的结构特点及其对纸的性能的影响 ? 纸的性能及其影响因素

? 环境条件对纸的性能的影响

---Page 112---
?
本

章

结

束

---Page 113---