印刷材料

主讲：刘玉俭印刷材料与适性课时安排（总计64学时）绪论……（2学时）第一篇：承印材料及其适用性……（24学时）第二篇：印刷油墨及其适用性……（16学时）第三篇：橡胶及其适用性……（6学时）实验、赏析锻炼课程……（16学时）一、学习印刷包装材料的意义高新技术、新工艺、新设备形成的高质量、高效益的印刷系统，需要有印刷适性优良的印刷包装材料来与之相匹配，生产出客户以及社会所需的印刷产品。Q：印刷适性？包含的两个方面？绪论二、印刷包装材料的作用1、材料科学：是研究材料的组成原理、结构与其性能间关系的科学。运用各门学科的知识与技术：（1）、研究材料的组成机理和制造工艺。（2）、研究材料的结构和性能之间的关系。（3）、研究材料在使用中的变化和适应性。印刷包装材料：在印刷过程中所涉及到的所有与印刷相关的各种材料的总称。2、印刷包装材料变化的特征和趋势：（1）、微观到宏观（2）、现象到本质微观之雪霜花宏观之雪景3、印刷包装材料与印刷复制过程涉及到的因素之间的联系：（1）、印刷工艺（2）、印刷机械（3）、工作环境（4）、材料之间印刷车间三、印刷包装材料的学习内容和要求1、熟悉印刷包装材料的基本组成与结构。2、了解印刷包装材料的性能和检测方法。3、掌握印刷包装材料的印刷适性。4、了解印刷包装材料在印刷生产过程中的常见故障及排除方法。思考者四、印刷包装材料的种类1、承印材料：接受呈色物质并表达原稿图文信息的终端载体物质。印刷行业最常使用的承印物是纸张，其次是塑料薄膜。纸制品塑料制品金属制品陶瓷制品2、油墨：能够形象表达原稿图文信息的呈色物质。采用不同的印刷方式，印刷不同图文结构的印刷品，使用不同的承印材料等等，对油墨的性能要求也不尽相同。油墨油墨3、橡胶：具有可逆性形变的高弹性材料。在印刷生产中，主要应用与胶辊和橡皮布。印刷橡皮布胶辊PS版雕刻凸版阴文印章4、印版：传统模拟印刷为能将原稿图文准确一致的转移到承印物上所依据的中间图文信息的载体。承印材料包括了自然界中存在着的所有能够保证色料在其上面呈现稳定图文的各种物质。除了液体和气体外，绝大多数固体都可以作为承印材料。常见的包括：纸张、塑料、皮革、陶瓷、玻璃、金属、木材等。纸张是印刷生产中消耗量最大、使用最频繁的承印物，其次是塑料薄膜。纸张的GB定义：从悬浮液中将植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物沉积到适当的成型设备上，经过干燥制成的平整、均匀的薄片。第一篇：承印材料与印刷适性第一节：纸张的组成纸张：由植物纤维为基本组成物质并相互交织，根据其应用的领域及使用性能施以适量的胶料、色料、填料等辅助物质，组成的多孔薄片状物质。第一章：印刷纸的组成与结构一、纸张的主体材料——植物纤维纸张的基本构成是相互交织形成的一种厚薄均匀的物质，纤维是构成纸张的骨架。造纸用的植物纤维包括植物类、矿物类、合成类、树脂及金属类等。合成纤维矿物纤维植物（麻类）纤维目前，全世界范围内所用的绝大部分还是植物纤维原料，其它各纤维原料的比重都较小。植物纤维大体可分为以下几类：（1）、木材类：“山羊颂白话”。（2）、茎干类：“倒卖卤煮糕”。（3）、韧皮类：“上亚大”。（4）、种毛类：“短棉破”。（5）、废纸再生类（目前也是未来造纸行业的主流原料）。不论是什么形式的植物纤维，其主要化学成分皆是纤维素、半纤维素、木质素。纤维素和半纤维素均为碳水化合物，木质素则为芳香族化合物。蔬菜中富含大量纤维素木质素1、纤维素纤维素是植物纤维的主要成分，纯粹的纤维素无色，不溶于水，易燃。密度为1.55g/cm3,其分子式为(C6H10O5)n,为线型高分子化合物（无支链的高分子，加热可以熔融而且在适当的溶剂中亦可以溶解）。由于纤维素的种类不同，其聚合度n（聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值）不一样，纤维的长短也不一样。一般情况下，聚合度越大，纤维越长，所造的纸张的强度越高，质量越好。如棉花中的n在5000至6000，木材中的n在2000至2500，芦苇中的n约为1000左右，稻草中的n约为600至1000。棉花的纤维素含量最高，大约为70％－90％，针叶木和阔叶木相近，一般为43％－53％，草类原料最低，大约在35％—48％之间。由于纤维素结构的影响，使其具有如下性质：（1）、纤维素与水的作用纤维素是典型的亲水性胶体，只吸附水分不溶于水，化学性能稳定。纤维素长分子链中有许多羟基（-OH），这些羟基具有亲水性，水分较大时，纤维素中羟基与水形成“水桥”，干燥时则是利用加热使水分在蒸发的同时，与纤维素分子结合的“水桥”遭到破坏。由于蒸发时表面张力的影响，迫使纤维间靠拢，从而使纤维分子中相邻羟基的距离在0.255－0.275nm时，一个羟基的氢原子与另一个羟基中的氧原子结合，而形成为氢键，其结果表现为纤维之间的结合力，使纸张具有一定的强度。（2）、纤维素的机械降解与氧化降解：纤维素是线型高分子化合物，因此在机械法和化学法制浆时易使纤维素分子发生机械降解与氧化降解，使纤维变短，影响纸张强度。（3）、纤维素的润胀（固体吸收液体之后，体积变大而变得柔软）与溶解：一切高分子在溶解前必须先经过润胀阶段，非极性的液体（苯、大多数油、丙酮等）只能进入到纤维素的空隙中，不会发生润胀，而极性物质（水、乙醇等）则可使纤维素润胀，但不溶解，易改变纸张的强度和尺寸。此外，纤维素还发生氧化、酯化、醚化等反应。2、半纤维素半纤维素是纤维素原料在20℃浸于17.5%或18%的氢氧化钠溶液经过45分钟后溶解的部分。其含有大量的羟基，因而吸水、润胀能力较纤维素大。纤维吸水、润胀的的难易很大程度上取决于所含半纤维素的多少。在造纸过程中，如果纸浆内含有一定数量的半纤维素，会使打浆工序变得易于操作，使纤维易于水化和溶胀，有利于纤维间交织，可适当增加纸张的断裂强度、耐折强度、透明性和防油性，所以在制浆蒸煮时有必要多保留一些半纤维素。但是不能太多，否则纸张成型后会影响它的形稳性。3、木素是一种具有空间结构的天然高分子化合物，约占植物纤维的20％－30％。它不是一种单一的物质，而是具有共同性质的一群物质。木素的结构和纤维素、半纤维素的结构不同，是非线型的高分子。木素存在于植物之中，起到粘结纤维、增强植物组织强度的作用。木素的主要性质：（1）、不溶于水，在常温下不易溶于稀酸、稀碱。高温下一定浓度的酸和碱能和木素发生化学反应，使网状主体结构的不溶性木素的大分子降解为易溶性的小分子并溶于蒸煮液中，使纤维细胞分离开来（纤维束是不溶于水、稀酸、稀碱的），且变得比较疏松柔软。木素的这一性质主要用在制浆时提取原料中的纤维。（2）、能被氧化剂氧化。造纸中的漂白剂的氧化作用破坏残留在纸浆中的木素分子，使之变成易溶性的小分子，把纸浆中的纤维进一步提纯，以便造出的纸张白度高、质量好。为什么造纸工艺中要除去木素？由于木素是疏水物质，不易吸水润胀，因而，纤维中若木素含量高时会显得硬而脆，不便于纤维的相互交织，所以制浆过程中要一定程度地去除木素。此外，木素保留在成纸中，受光照日晒时产生发色基团使纸张变黄，这便是新闻纸易发黄、变脆、耐久性差的主要原因。4、其它少量成分植物纤维原料中的次要成分有果胶质、各种抽出物和矿物质等。果胶质是一种能形成含有50％的糖类凝胶性物质，是半乳糖醛酸分子中的羧基上的氢原子被甲基取代生成的酸类，常含于植物果实内。在茶叶中的比例比较大。植物中的天然果胶质不溶于水，在水中或稀酸稀碱中加热时易于溶解。抽出物可分为冷水抽出物、热水抽出物、有机溶剂抽出物、稀碱液抽出物。是指把造纸原料分别放入上述液体中抽出的物质。矿物质是指造纸原料燃烧后残存的物质，又叫灰分。木材灰分含量较少，一般都在1％以下，其主要成分是钙、钾、镁、锰、钠和磷等无机盐类。草类灰分含量较高，其主要成分为二氧化硅。二、填料概念：为了弥补造纸时各纤维相互交织形成的网状结构中的孔隙，加入的分散性较强的细小矿物质颗粒。作用：改进纸张的物理性能，使纸面均匀平整，提高纸张的平滑度、不透明度、白度、抗水性等，改善纸张的吸墨性能，并使其尺寸规格保持相对稳定。加填：在造纸过程中加入填料的过程。常用填料：滑石粉、瓷土、沉淀碳酸钙、二氧化钛（钛白）、硫酸钡等。注意问题：填入的量要适当，一般占纸张的20％左右。填料填入纤维之间后，影响了纤维间的接触面积，妨碍了纤维间氢键的结合，使纸发脆；纸张的耐折度、耐破度有较大的下降；在印刷过程中，容易引起拉毛、脱粉等。滑石粉碳酸钙三、胶料由于植物纤维的毛细管的作用，如果仅用植物纤维和填料造纸，那么这种纸遇水或是油会发生洇纸的现象。为了提高纸张的抗水性能，较少纸张植物纤维的毛细管力的作用，加入的能够填塞纤维间的空隙或者使纸面生成胶膜的憎水性的物质。施胶：向纸张加入具有一定憎水性物质的过程。可分为内部施胶和外部施胶。施胶的作用：主要提高纸张的抗水性，还能够改善纸张的光泽度、平滑度、表面强度、机械强度和挺度。常用的胶料：氧化淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、动物胶、合成树脂、硫酸铝、松香胶等。分散松香胶硫酸铝四、色料能够起到增加纸张的白度、改变纸张的颜色而使用的材料的统称。（1）、生产带有颜色的纸张时需要染色，常采用的方法是“涂”和“浸”。（2）、生产白纸也常常需要进行调色和增白。未经漂白的纸浆含有木素或其它的发色基团，带有暗淡的浅黄色、浅绿色或灰白色。调色后可以消除杂色，使色相调和，纸张变成纯白色，并使同批产品的色泽保持一致。一般采用“填”、“涂”、“浸”的方法。第二节：纸张的结构利用有限的材料种类和工艺方法，生产出质量良好、种类繁多的纸张最主要的原因就是对原料原始的结构形态（自然形态）进行改造（破坏），重新组成了所希望的新的物质结构。一、纸张的结构特点纸张是由宏观的纤维复杂的缠绕交织而形成的一种非匀质材料。其结构特点如下：（1）、具有多种成分。（2）、各组成物质在纸张中的分布不一。（3）、大多数纸张具有两面（正反面）异性。（4）、纸张具有复杂的多孔结构。（5）、各组分的结合情况决定了纸张的某些性能。二、纸张的均匀度纸张的均匀度：表示纸张结构的均一性。通常用来叙述纸中纤维及其它固体物质分布相对均匀状况。纸张的均匀度的好坏表征纸张是否具有相同的结构、组成、性质。纸张的均匀度与纸浆悬浮液中纤维分散的情况有密切的关系。如果纸浆流送与纸张形成过程中，纸浆悬浮液中的纤维分散得好，纤维絮聚得程度比较低，则形成的纸张的均匀度就比较好。三、纸张的丝缕纸张的丝缕是指纸张中大多数纤维的排列方向。顺着纤维的方向为纵向，垂直与纤维的方向为横向。纤维排列方向与纸张长边平行的为纵向纸；纤维排列方向与纸张短边平行的为横向纸。1、纸张丝缕的形成纸浆中的纤维排列是不规则分布的，但是由于纸浆具有一定的流动性，在抄纸过程中铜网部分的作用（前行和震动）使大多数纤维排列取向与铜网运行的方向一致，因此就是纸张具有一定的丝缕性。（对于纸张的用途而言，其实是要求纸张物纵横丝缕之分的，但是这一点却是很难避免的。）2、纸张中纤维的纵横向对纸张各个方向上性能的影响纸张纵、横向上的抗张强度、裂断长、撕裂度、耐折度以及纸张吸水后尺寸变化的不同，从而影响印刷品的质量。一般情况下，纸张的纵向比横向的耐折度要大。纵向比横向的抗张强度要大。纤维的横向变形要比纵向变形的量要大。3、纸张中纤维的纵、横向的判断常有以下几种简单的判断方法：（1）、撕纸法（2）、纸条弯曲法（3）、纸页卷曲法（浸泡法）（4）、力学性能鉴别法（抗张强度、耐折度等）（5）、迎光看法★实验内容四、纸张的正反面当用长网纸机或圆网纸机造纸时，靠成形网（网部）的一面叫反面，也叫网面；而另一面靠着毛毯（压榨部、干燥部），叫做正面，也叫做毯面。夹网抄纸机两面都是网面，基本不存在正反面问题。纸张的正面和反面的差别是由于长纤维和细小纤维、填料、胶料粒子等在纸幅两面的比例分布不同，网子和“毛毯”对纸面的印痕不同等造成的。在纸张的反面，不仅粗大纤维的比例比正面大，而且造纸网在网面形成的网痕要比正面的“毛毯痕”明显得多。思考：为什么印刷纸张具有两面性是不利的？★实验内容。第三节：纸张的形成一、备料对贮存的造纸原料进行一定要