纸张的基本特性

更新时间:2023-07-28 04:36:49 阅读: 评论:0

纸张的基本特性(一)
印刷品的优劣,都因着纸张油墨互存关系,了解两者的特性,对帮助改善印刷品品质有极大作用。现在让我为大家介绍一下印刷其中一样必需品一纸张,它的特性。
其实,要知道纸张的特性,最好先了解造纸过程,就更能明白它的特性如何形成。造纸纤维过去是从树木中提取的,但为了生态环境,现在造纸的纤维已大大减少了树本纤维的成分,而从其他植物和海洋植物中,提炼出可以制造纸张的纤维,务求造出来的纸张与传统的纸张,特性完全一样。
生产纸张主要分为两大工序,即制浆和造纸。
一、纸浆(Pulp)
当有适当的木材和植物纤维後,便要将之制成纤维状纸张,而纸浆的制造方法可分为:机械性、化学性和半化学性。
1、机械性:
原料以机械的压力,研磨等物理方式,去制成断碎的细纤维。机械纸浆以磨木纸浆为主要,其原料为阔叶树与针叶树,而这方式的生产效率能高达90-95%。
  机械纸浆造成的纸张,因没有加添任何化学品,故木材原料的木质素,完全含於纸浆内,惟如原料中含有色物质或深色杂质,将影响未来纸张的颜色,而性质方面,它是比较脆弱,而不透明度高,排水性佳,适合高速大量抄纸。其所抄造的纸张之紧度低,平滑度高,而富弹性,吸墨能力强,可加速油墨乾燥等,印刷适应性良好。
2苏子油、化学性(Chemical)
因机械纸浆留有甚多的非纤维素成份,如木质(Lignin)等,使抄造出来纸容易受光线照射使纸张的色泽有变及更脆弱的现象。为了改善这缺点,化学性的制造纸浆的方法便产生。
化学纸浆是用化学品混入来蒸煮(Cooking)木材,使原料的纤维容易分离。蒸煮目的是要以化学品与木质等原料产生化学反应,以排除木质素,以留下纤维素来作纸浆的用料。
因蒸煮过程中,可加入不同的化学品,使制造出来的纸浆性质有所不同,化学品可分为亚硫酸纸浆(Sulphite)、碱法纸浆(Alkaline)及硫酸盐纸浆(Kraft)。
社群团购亚硫酸纸浆的性质,色泽较浅,可不须经漂白步骤也可用作抄纸使用,制造的纸张,白度较高,纸质较柔软,其物理性质亦较弱。而碱法纸浆的特性,是较柔软和高不透明度,此纸浆制造的纸张,物理性质较强,主要是其纤维较短些 硫酸盐纸浆是现时比较普遍的方法。因其是用Na2S来蒸解,蒸解容易而且效果良好,而用此纸浆所造的纸张,强度较优,柔软性良好,而且耐久性佳,而经漂白後纸张白度更能大大提高。
3、半化学性(Semi-Chemical)
一种介乎於机械纸浆与化学纸浆之间的方法。先将原料里非纤维成分与纤维之间之结合力溶解,再用机械方法使纤维分离。半化学性方法所用的化学品是Na2SO3及Ca(HSO3)2,另加Na2CO3及NaHCO3充当缓冲剂。而此浆的特性,是从原料得到的纤维可达65-85%,造出来的纸张,性质较硬,而此纸浆能制造出不同用途的纸张,如新闻纸、印画纸、书写用纸及瓦楞纸等,使用弹性较大,而成本却比其他方法较为低。
纸张的基本特性(二)
煎蛋面当有了纸浆後,便要经多种後期续制造程序,才能造出成为印刷时用的纸张。而造纸过程主要包括:1.打浆;2.加添矿物质和不同的填料;3.抄纸。
1、打浆
g调和弦打浆的主要目的,是要将纸浆作切断及磨溃的程序,以改变它的物理特性。因纸浆本身含有大量的纤维素,如果直接用此纸浆来造纸,纸张的物理特性会十分弱,而且表面亦会出现疏松多孔的现象。因此,要改善这情况,打浆是造纸的重要程序之一。
打浆的过程中对纤维所做的效果,是除去纤维素外部的薄膜,增加含水量,同时切断纤维素之间的引力,以水的化学引力取代,增加纤维的柔软度。切断纤维能使它更短小,而且纤维会被拉长、拉直、卷曲及压撕,部分纤维因而会成为糊状。
打浆方法主要分为游离打浆和黏状打浆。游离打浆是以切断作用为主,纸浆的浓度较低。此方法的打浆机的刀刃较锐利,刀刃的齿距较密,在打浆时纤维容易被切断,使所抄造出的纸张会出现密度小而膨松、不透明、伸缩性小,油墨容易附着等特性。不过,此方法所抄造出来的纸张,其表面平滑度较低,并容易起毛。
黏状式打浆方法是用破裂磨溃等原理。其所用的纸浆浓度较高,而打浆机的刀刃较钝,刀刃齿距较稀疏,切断纤维时容易产生长短不一的现象,使所抄造出来的纸张拥有的物理特
性较强,纸质紧密,纸张表面平滑度佳,透明度较高且不易起挠等特性。但纸张的伸缩性较大,对油墨吸收效果较差。
纸张的基本特性(三)
由美国GCA (Graphic Communications Association),发表的一份名为GRACoL (General Requirements for Application Commercial Offt Lithography)的文件中,也提及在选购纸张时要考虑的特性。文件中提及的特性包括纸张表面、颜色、光泽度、光亮度、不透光度、基重、尺寸及纤维交织情况。笔者尝试从中作参考去介绍有关特性。如有不足的地方,盼读者能见谅及加以指教。
1、纸张表面(Paper Surface)
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  通常抄造出来的纸张都有正反表面,性质也有差异,这差异包括表面的平滑度和光泽度等。於造纸过程中,纸浆会与金属网和毛毡接触以造成纸张,而金属接触面称为网面(Wire Side),而毛毡接触的称为毯面(Felt Side)。一般的毯面颜色较白,对印刷油墨的光泽表现也较佳。测试纸张时必须注明网面和毯面。而纸张表面的特性测试有平滑度和表面强度。
1.1 平滑度(Smoothness)
  纸张表面的平滑度对印刷有直接的影响,平滑度愈高的纸张,可供较细致精密的印刷网点使用,生产较高品质的印刷品。我们要求是平滑度均匀的纸张,其次才是高平滑度的纸张。而平滑度的单位是空气流量的时间。测试原理是在大约一平方寸面积的纸张表面,使用定量的气压施放在纸张表面,从而计算空气沿表面流过的时间。时间愈长表示其平滑度高。
示例
1.2 表面强度(Surface Strength)
  此强度是指纸张表面能承受油墨墨膜与印版之间分开时,对纸张表面所施加之垂直拔力,而纸张不致被剥皮或损坏表面的能力。表面强度的测试为检验纸张所含纤维与添加物,在印刷时表面脱落剥离的程度。测试的方法是采用标准蜡棒(Denison Wax),标准蜡棒编号愈大,表示纸张的表面强度愈佳,此外也可用IGT印刷适性测性仪器,来测试纸张的表面强度,所取得的资料数据更详细,更能可*预测纸张表面强度。
2、纸张的颜色
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纸张被看见的颜色,是吸收某一波长的光线而反射剩馀波长的光线所产生的结果。因此,对油墨在纸张表面上的表现有直接影响。而测试颜色常以CIE (Commission International edel'Eclairage国际照明委员会)(IEC:International Electrotechnical Commission)的X,Y,Z值的标示法或用Hunter L,A,B Scales的方法表示。现时最普遍的方法去测试纸张颜色,是使用可见分光光度计(Spectrophotometer),而内置的微型处理器方便转换不同的标示法。
3、白度,光亮度(Brightness)
造纸厂通常会测量白纸表面的光线反射量,而以百分比去表示反射的数率。工业界都会用这个数率去把纸张分等级,高数率的纸张为较高品质的成品。书籍的制作都会用较低光亮度的纸张,以减少眼睛受太多反射光线影响而容易疲倦。但一些宣传海报和杂志,都会使用高光亮度的纸张,以突出其内文和图片,来吸引入的注意。
4、不透光度(Opacity)
此特性是指当印刷文字和图片在纸张的一面,而另一面也印有文字或图片,它们都不会发
生透映现象。良好的纸张其不透光度高,让制成的书籍使读者阅读时能集中本身页内的内容,不致被印纹两面隐约可见影响使眼睛疲倦。影响不透光度的因素有:i.纸张本身的厚薄;ii.有否上胶;iii.纸张表面的平滑度与粗糙度;iv.所含的植物纤维成份等。测试的方法是测量有多少光能穿透纸张本身,单位是百分比率。
5、定量,基重(Basis Weight)
纸张的基重是指五百张基本尺寸纸张的重量。如果五百张尺寸25x38in.的纸张重80磅,其基重便是80磅。在印刷行业或一般人士中,当考虑纸张厚薄或刚挺坚韧度时,都会与基重拉上关系。用基重去表示不同程度特性的纸张,都是已广泛被采用了。
6、纤维排列交织的方向(Grain Direction)
在造纸的过程中,纤维会沿顺着造纸机械的运行方向排列,而纤维排列和交织的情况,是直接影响纸张表面的平坦性和平滑度。交织不良的纸张,会使印刷时出现墨斑(Mottling)的现象。检查纤维交织的情况,通常是将纸张样本对着光线,由光线透过纸张,来判断纸张的纤维均匀性。而现时更可利用扫描式电子显微镜(SEM)、能量分散光谱仪(EDS)和波长分散光谱仪 (WDS),去试验和分析纸张表面结构及观察纤维交织情况。
7、抗张强度(Tensile Strength)
纸张的抗张度是表示纤维经结合交织後,又经不同的加工程序而成为纸张後,纤维间能承受的拉力,以测验交织是否良好。此特性对於轮转机所用的卷筒纸尤其重要。测试的方法是取裁剪宽度为25毫米(mm),长度为150~200毫米(mm)的样本,在纸张长度的两端施以拉力,以测量样本被拉断时的力度,单位为牛顿力量(Newton Force)/mm。
8、撕裂力度(Tearing Strength)
纸张的撕裂力,是指在纸边施加相同而不同方向的拉力去撕开纸张。而纸张的纵向纤维与横向纤维的撕裂力不相等,因此,在测试时要检测纸张的纵向纤维和横向纤维的撕裂力,才能全面分析纸张的撕裂特性。测试的方法是裁切60毫米(mm)x60毫米(mm)的纸张样本,然後将纸张夹在仪器的样本板上,预先裁切开一小段,再开动摇摆针(Pendulum)撕裂纸张,其单位为牛顿力量(Newton-Force)。

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