第七章紙和紙板的結(jié)構(gòu)及

第七章紙和紙板的結(jié)構(gòu)及第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)紙和紙板的結(jié)構(gòu)研究目的：改進(jìn)質(zhì)量、為開發(fā)新產(chǎn)品打基礎(chǔ)1.紙和紙板結(jié)構(gòu)的概念及特點(diǎn)概念：紙和紙板不是最后成品，而是材料紙和紙板是網(wǎng)狀體構(gòu)造，是人為的結(jié)構(gòu)。過程：制漿過程打漿抄紙?jiān)显瓉淼慕Y(jié)構(gòu)形態(tài)（自然結(jié)構(gòu)）破壞重新組織人為結(jié)構(gòu)第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三反映紙結(jié)構(gòu)情況的：結(jié)合力、多孔結(jié)構(gòu)、兩面性、三維結(jié)構(gòu)、勻度等特點(diǎn)：具有多相復(fù)雜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)間有結(jié)合力具有復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)具有三維結(jié)構(gòu)具有兩面性第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三2.紙和紙板的三維結(jié)構(gòu)縱橫向、Z向縱橫向差：原因、減少的途徑（前面已講）判斷縱橫向的幾種方法：◆肉眼判斷◆改變紙的水分，紙張的變形◆抗張強(qiáng)度差異◆耐破破壞裂縫方向◆挺度差異第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三紙和紙板的Z向結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：層狀疊和結(jié)構(gòu)，豎向纖維很少相互交織Z向強(qiáng)度：即Z向抗張強(qiáng)度，分開層間單位試樣面積所需的力—內(nèi)部結(jié)合強(qiáng)度的度量－小，印刷掉毛掉粉影響Z向強(qiáng)度的因素：纖維的結(jié)合強(qiáng)度，長度和本身強(qiáng)度影響很小。測(cè)定：P395Scott測(cè)定儀和ZDT試驗(yàn)儀第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三Scott測(cè)定儀測(cè)定的是功第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三ZDT試驗(yàn)儀測(cè)定的是力第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三對(duì)紙使用性能的影響Z向強(qiáng)度提高，紙的不透明度提高，緊度、平滑度下降；吸收性和柔軟性增加，耐折度提高，戳穿強(qiáng)度下降。提高Z向抗張強(qiáng)度的途徑適當(dāng)提高打漿度增加紙的厚度、定量第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三采用高濃成形增加濕壓加干強(qiáng)劑生產(chǎn)紙板時(shí)，注意各層的上漿量和結(jié)合時(shí)的干度第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)紙和紙板的性質(zhì)1、紙和紙板的功能性質(zhì)纖維賦予的和生產(chǎn)過程賦予的纖維自身性質(zhì)決定的紙的功能性質(zhì)吸附和散射性－微細(xì)結(jié)構(gòu)親水性－具有羥基氫鍵結(jié)合能力與強(qiáng)度柔軟性可燃性色澤功能第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三纖維交織形成的多孔性加入功能性物質(zhì)所獲得的：施膠、加填等2、與紙和紙板有關(guān)的性質(zhì)2.1勻度概念：在一定面積上質(zhì)量或定量的真實(shí)分布狀況—是各個(gè)微細(xì)部分定量、厚度的差別程度第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三測(cè)定目測(cè)法、勻度測(cè)試儀：光透射法、β-射線透射法、β－射線照相法影響勻度的主要因素纖維的物化特性：長短，柔軟性非纖維添加物的影響：帶電流送介質(zhì)的流體力學(xué)狀態(tài)：濃度、流送（流漿箱）、成形第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三勻度對(duì)紙和紙板性質(zhì)的影響影響紙的外觀：易卷曲、印刷質(zhì)量差、斑點(diǎn)、染色不均勻紙的物理性能的平均數(shù)和數(shù)值的均衡性：機(jī)械強(qiáng)度2.2定量概念：?jiǎn)挝幻娣e紙張的質(zhì)量第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三橫向定量差表示：絕對(duì)定量偏差：最大最小定量差最大百分比偏差：最大最小定量差與平均定量的百分率橫幅定量變異系數(shù)：定量標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)平均定量的百分率第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三定量對(duì)紙和紙板性能的影響定量大小的影響：強(qiáng)度、電學(xué)性能、光學(xué)性能等定量均勻性的影響：性能指標(biāo)下降改善定量差的方法定量波動(dòng)主要受勻度和漿料流送設(shè)備穩(wěn)定性影響－流漿箱是至關(guān)重要的第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三2.3緊度、松厚度、概念：緊度是指單位體積的紙張重量松厚度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量紙或紙板的體積對(duì)紙張性質(zhì)的影響：緊度影響多孔性，吸收透氣性、剛性、光學(xué)性能、印刷性能、電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度。第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三影響緊度的主要因素：纖維的物化特性、纖維的打漿處理、網(wǎng)部脫水成型工藝、壓榨、壓光、干燥、紙張的其它組分2.4平滑度、兩面性平滑度表示紙張表面凹凸平整程度的。平滑度影響紙張的手感、書寫的流利性、印刷質(zhì)量。第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三影響平滑度的主要因素纖維的種類、打漿、網(wǎng)案搖振、網(wǎng)目、壓榨、壓光、填料、表面施膠、涂布等。兩面性：原因：網(wǎng)部過濾的選分作用；網(wǎng)的梳理作用；紙漿配比；解決途徑：選擇適宜的成形網(wǎng)；采用平滑壓榨、反壓榨、飾面輥、壓光；添加助劑；采用好的流漿箱和適宜脫水元件第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三2.5多孔性和透氣性多孔性表示紙張的孔隙率和孔徑分布孔隙有三種形式：通孔、凹穴、內(nèi)部空隙孔隙率=1-紙張的相對(duì)密度/纖維的相對(duì)密度透氣度是指紙張?jiān)谝欢▔毫ψ饔孟?，單位面積單位時(shí)間透氣的多少。影響透氣性的主要因素包括紙張的緊度，纖維的幾何形狀，紙張的三維結(jié)構(gòu)第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三2.6形狀穩(wěn)定性（尺寸穩(wěn)定性）尺寸穩(wěn)定性是指紙張水分變化引起紙張尺寸的變化。（伸縮率表示）影響因素：紙漿性質(zhì)；打漿程度；施膠加填；干燥過程；第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三3、與紙和紙板強(qiáng)度有關(guān)的性質(zhì)靜態(tài)（緩慢受力）和動(dòng)態(tài)（瞬間沖擊）強(qiáng)度3.1靜態(tài)強(qiáng)度：抗張強(qiáng)度、零距抗張強(qiáng)度抗張強(qiáng)度指紙張抵抗張力的強(qiáng)度。纖維強(qiáng)度+結(jié)合強(qiáng)度零距抗張強(qiáng)度夾試樣的兩夾具之間的距離為零時(shí)測(cè)得的抗張強(qiáng)度。纖維本身的強(qiáng)度，紙張的實(shí)際抗張強(qiáng)度很少超過零距抗張強(qiáng)度的75%影響纖維抗張強(qiáng)度的主要因素有：纖維強(qiáng)度、纖維之間結(jié)合強(qiáng)度、纖維的長度。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三撕裂強(qiáng)度撕裂強(qiáng)度指用反向平行的撕力施加在與其垂直的紙面上，持續(xù)地撕開一個(gè)裂口，所需的最低作用力。影響撕裂強(qiáng)度的主要因素：參與撕裂過程纖維的數(shù)量：與材料的柔韌性和纖維的長度有關(guān)纖維的交織次數(shù)：與纖維的長徑比有關(guān)纖維之間的結(jié)合力第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三耐破度耐破度：能夠承受外力頂壓的能力可以將耐破度測(cè)試看作是紙張所有方向同步測(cè)試抗張強(qiáng)度。影響因素：纖維長度、結(jié)合力、紙頁勻度、干燥方式第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三耐折度耐折度指在一定張力作用下，紙張可折疊次數(shù)。影響耐折度的主要因素有：纖維的長度和強(qiáng)度，纖維的結(jié)合力，紙張的彈性。第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三挺度挺度指抵抗沿厚度方向受力變形的能力。柔軟度與挺度成反比影響因素：厚度、緊度、定量；漿料性質(zhì)、打漿度；水分含量（5～7％）第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三抗壓潰強(qiáng)度：包括環(huán)壓強(qiáng)度、平壓強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度環(huán)壓強(qiáng)度：邊緣受壓至壓潰能承受的最大壓力環(huán)壓強(qiáng)度指數(shù)：環(huán)壓強(qiáng)度/定量平壓、邊壓強(qiáng)度瓦楞紙板測(cè)。影響抗壓強(qiáng)度的主要因素：纖維的粗細(xì)、剛度，纖維之間的交織、水分。第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三3.2動(dòng)態(tài)強(qiáng)度少數(shù)紙種用抗張能量吸收（韌性）耐摔破性能：紙袋紙戳穿強(qiáng)度：瓦楞紙第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三3.3脆性紙或紙板使用過程中，經(jīng)彎曲、壓折時(shí)斷裂、破碎等即脆表示：脆裂度：紙張按一定條件壓折后其抗張強(qiáng)度降低的百分率。影響因素：緊度、纖維形態(tài)、微細(xì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三4、與印刷適性和光學(xué)性能有

關(guān)的性質(zhì)4.1表面強(qiáng)度最常用的表面強(qiáng)度是印刷紙張的抗拉毛強(qiáng)度，是指防止纖維、小纖維束、涂料粒子從紙張表面脫離的性能。未加工的紙張的表面強(qiáng)度主要決定于纖維之間的結(jié)合力。測(cè)定：蠟棒、IGT印刷適性儀（拉毛速度）第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三4.2光學(xué)性能紙張的光學(xué)性能包括：色澤、白度（亮度）、不透明度、光澤度等不透明度：紙張阻止光線透過的能力。不透明度=R0/R∞×100%紙張光澤度指紙張表面鏡面反射和慢反射之比。漫反射的光線決定紙張的顏色和白度（亮度）。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三白度指一個(gè)不透明的測(cè)試紙疊的漫反射因數(shù)比率，除以純氧化鎂表面的反射因數(shù)。（顏料、填料、漿料對(duì)紙張的白度都有影響。）第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三5、與液體吸收性有關(guān)的性質(zhì)抗液性能：施膠度、表面吸水量（紙袋紙、包裝紙、紙板）液體滲透時(shí)間（白紙）透油速度（食品包裝紙）吸液性能：應(yīng)用少毛細(xì)管吸液高度、表面吸收速度，吸收質(zhì)量等第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三6、化學(xué)性能：特殊紙張用7、電器性能包括介電常數(shù)、介電強(qiáng)度（絕緣強(qiáng)度）、介電損耗、電阻等。常見電氣用紙包括：電容器紙、線圈紙、電纜紙、導(dǎo)電紙、靜電屏蔽紙、透波材料等第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期三8、環(huán)境對(duì)紙性質(zhì)的影響溫度、濕度：影響形穩(wěn)性、收縮、剛度、靜態(tài)強(qiáng)度二氧化硫、