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1、第七章纸和纸板的结构及第七章纸和纸板的结构及第1页，共36页，编辑于2022年，星期二第一节纸和纸板的结构第一节纸和纸板的结构研究目的研究目的：改进质量、为开发新产品打基础改进质量、为开发新产品打基础1.纸和纸板结构的概念及特点纸和纸板结构的概念及特点概念：概念：纸和纸板不是最后成品，而是材料纸和纸板不是最后成品，而是材料纸和纸板是网状体构造，是人为的结构。纸和纸板是网状体构造，是人为的结构。过程：过程：制浆过程制浆过程 打浆抄纸打浆抄纸原料原来的结构形态（自然结构）原料原来的结构形态（自然结构）破坏破坏 重重新组织新组织 人为结构人为结构第2页，共36页，编辑于2022年，星期二反映纸结构情
2、况的反映纸结构情况的：结合力、多孔结构、：结合力、多孔结构、两面性、三维结构、匀度等两面性、三维结构、匀度等特点特点：具有多相复杂结构具有多相复杂结构结构间有结合力结构间有结合力具有复杂的多孔结构具有复杂的多孔结构具有三维结构具有三维结构具有两面性具有两面性第3页，共36页，编辑于2022年，星期二2.纸和纸板的三维结构纸和纸板的三维结构纵横向、纵横向、Z向向纵横向差：原因、减少的途径（前面已讲）纵横向差：原因、减少的途径（前面已讲）判断纵横向的几种方法：判断纵横向的几种方法：肉眼判断肉眼判断 改变纸的水分，纸张的变形改变纸的水分，纸张的变形 抗张强度差异抗张强度差异 耐破破坏裂缝方向耐破破坏
3、裂缝方向 挺度差异挺度差异第4页，共36页，编辑于2022年，星期二纸和纸板的纸和纸板的Z向结构向结构特点：层状叠和结构，竖向纤维很少相互交特点：层状叠和结构，竖向纤维很少相互交织织Z向强度：即向强度：即Z向抗张强度，分开层间单位试向抗张强度，分开层间单位试样面积所需的力样面积所需的力内部结合强度的度量小，内部结合强度的度量小，印刷掉毛掉粉印刷掉毛掉粉影响影响Z向强度的因素：纤维的结合强度，长度向强度的因素：纤维的结合强度，长度和本身强度影响很小。和本身强度影响很小。测定：测定：P395 Scott测定仪和测定仪和ZDT试验仪试验仪第5页，共36页，编辑于2022年，星期二Scott测定仪测定
4、的是测定仪测定的是功功第6页，共36页，编辑于2022年，星期二ZDT试试验验仪仪测测定定的的是是力力第7页，共36页，编辑于2022年，星期二对纸使用性能的影响对纸使用性能的影响Z向强度提高，纸的不透明度提高，紧度、向强度提高，纸的不透明度提高，紧度、平滑度下降；吸收性和柔软性增加，耐折平滑度下降；吸收性和柔软性增加，耐折度提高，戳穿强度下降。度提高，戳穿强度下降。提高提高Z向抗张强度的途径向抗张强度的途径适当提高打浆度适当提高打浆度增加纸的厚度、定量增加纸的厚度、定量第8页，共36页，编辑于2022年，星期二采用高浓成形采用高浓成形增加湿压增加湿压加干强剂加干强剂生产纸板时，注意各层的上浆
5、量生产纸板时，注意各层的上浆量和结合时的干度和结合时的干度第9页，共36页，编辑于2022年，星期二第二节纸和纸板的性质第二节纸和纸板的性质1、纸和纸板的功能性质、纸和纸板的功能性质纤维赋予的和生产过程赋予的纤维赋予的和生产过程赋予的纤维自身性质决定的纸的功能性质纤维自身性质决定的纸的功能性质吸附和散射性微细结构吸附和散射性微细结构亲水性具有羟基亲水性具有羟基氢键结合能力与强度氢键结合能力与强度柔软性柔软性可燃性可燃性色泽功能色泽功能第10页，共36页，编辑于2022年，星期二纤维交织形成的纤维交织形成的多孔性多孔性加入功能性物质所获得的：施胶、加填等加入功能性物质所获得的：施胶、加填等2、与
6、纸和纸板有关的性质、与纸和纸板有关的性质2.1匀度匀度概念概念：在一定面积上质量或定量的真实：在一定面积上质量或定量的真实分布状况分布状况是各个微细部分定量、厚度是各个微细部分定量、厚度的差别程度的差别程度第11页，共36页，编辑于2022年，星期二测定测定目测法、匀度测试仪：目测法、匀度测试仪：光透射法光透射法、-射线透射线透射法、射法、射线照相法射线照相法影响匀度的主要因素影响匀度的主要因素纤维的物化特性：长短，柔软性纤维的物化特性：长短，柔软性非纤维添加物的影响：带电非纤维添加物的影响：带电流送介质的流体力学状态：浓度、流送（流流送介质的流体力学状态：浓度、流送（流浆箱）、成形浆箱）、成
7、形第12页，共36页，编辑于2022年，星期二匀度对纸和纸板性质的影响匀度对纸和纸板性质的影响影响纸的外观：易卷曲、印刷质量差、影响纸的外观：易卷曲、印刷质量差、斑点、染色不均匀斑点、染色不均匀纸的物理性能的平均数和数值的均衡性：纸的物理性能的平均数和数值的均衡性：机械强度机械强度2.2定量定量概念：单位面积纸张的质量概念：单位面积纸张的质量第13页，共36页，编辑于2022年，星期二横向定量差表示横向定量差表示：绝对定量偏差：最大最小定量差绝对定量偏差：最大最小定量差最大百分比偏差：最大最小定量差与平均定最大百分比偏差：最大最小定量差与平均定量的百分率量的百分率横幅定量变异系数：定量标准偏差
8、对平均定横幅定量变异系数：定量标准偏差对平均定量的百分率量的百分率第14页，共36页，编辑于2022年，星期二定量对纸和纸板性能的影响定量对纸和纸板性能的影响定量大小的影响：强度、电学性能、光学性定量大小的影响：强度、电学性能、光学性能等能等定量均匀性的影响：性能指标下降定量均匀性的影响：性能指标下降改善定量差的方法改善定量差的方法定量波动主要受匀度和浆料流送设备稳定定量波动主要受匀度和浆料流送设备稳定性影响性影响流浆箱是至关重要的流浆箱是至关重要的第15页，共36页，编辑于2022年，星期二2.3紧度、松厚度、概念概念：紧度是指单位体积的纸张重量：紧度是指单位体积的纸张重量松厚度：单位质量纸
9、或纸板的体积松厚度：单位质量纸或纸板的体积对纸张性质的影响对纸张性质的影响：紧度影响多孔性，吸收透气性、刚性、光学性紧度影响多孔性，吸收透气性、刚性、光学性能、印刷性能、电气性能、机械强度。能、印刷性能、电气性能、机械强度。第16页，共36页，编辑于2022年，星期二影响紧度的主要因素影响紧度的主要因素：纤维的物化特性、纤维的打浆处理、网部脱纤维的物化特性、纤维的打浆处理、网部脱水成型工艺、压榨、压光、干燥、纸张的水成型工艺、压榨、压光、干燥、纸张的其它组分其它组分2.4平滑度、两面性平滑度、两面性平滑度表示纸张表面凹凸平整程度的。平滑度表示纸张表面凹凸平整程度的。平滑度影响纸张的手感、书写的
10、流利性、平滑度影响纸张的手感、书写的流利性、印刷印刷 质量。质量。第17页，共36页，编辑于2022年，星期二影响平滑度的主要因素影响平滑度的主要因素纤维的种类、打浆、网案摇振、网目、压榨、纤维的种类、打浆、网案摇振、网目、压榨、压光、填料、表面施胶、涂布等。压光、填料、表面施胶、涂布等。两面性两面性：原因：网部过滤的选分作用；网的梳理作用；原因：网部过滤的选分作用；网的梳理作用；纸浆配比；纸浆配比；解决途径：选择适宜的成形网；采用平滑压解决途径：选择适宜的成形网；采用平滑压榨、反压榨、饰面辊、压光；添加助剂；采榨、反压榨、饰面辊、压光；添加助剂；采用好的流浆箱和适宜脱水元件用好的流浆箱和适宜
11、脱水元件第18页，共36页，编辑于2022年，星期二2.5多孔性和透气性多孔性和透气性多孔性多孔性表示纸张的孔隙率和孔径分布表示纸张的孔隙率和孔径分布孔隙有三种形式：通孔、凹穴、内部空隙孔隙有三种形式：通孔、凹穴、内部空隙孔隙率孔隙率=1-纸张的相对密度纸张的相对密度/纤维的相对密度纤维的相对密度透气度透气度是指纸张在一定压力作用下，单位面积单是指纸张在一定压力作用下，单位面积单位时间透气的多少。位时间透气的多少。影响透气性的主要因素包括纸张的紧度，纤维的影响透气性的主要因素包括纸张的紧度，纤维的几何形状，纸张的三维结构几何形状，纸张的三维结构第19页，共36页，编辑于2022年，星期二2.6
12、形状稳定性（尺寸稳定性）形状稳定性（尺寸稳定性）尺寸稳定性尺寸稳定性是指纸张水分变化引起纸张是指纸张水分变化引起纸张尺寸的变化。（伸缩率表示）尺寸的变化。（伸缩率表示）影响因素：纸浆性质；打浆程度；施胶影响因素：纸浆性质；打浆程度；施胶加填；干燥过程；加填；干燥过程；第20页，共36页，编辑于2022年，星期二3、与纸和纸板强度有关的性质静态（缓慢受力）和动态（瞬间冲击）强度静态（缓慢受力）和动态（瞬间冲击）强度3.1静态强度：静态强度：抗张强度、零距抗张强度抗张强度、零距抗张强度抗张强度抗张强度指纸张抵抗张力的强度。指纸张抵抗张力的强度。纤维强度纤维强度+结合强度结合强度零距抗张强度零距抗张
13、强度夹试样的两夹具之间的距离为零时测得夹试样的两夹具之间的距离为零时测得的抗张强度。的抗张强度。纤维本身的强度，纤维本身的强度，纸张的实际抗张强度纸张的实际抗张强度很少超过零距抗张强度的很少超过零距抗张强度的75%影响纤维抗张强度的主要因素有：纤维强度、纤影响纤维抗张强度的主要因素有：纤维强度、纤维之间结合强度、纤维的长度。维之间结合强度、纤维的长度。第21页，共36页，编辑于2022年，星期二撕裂强度撕裂强度撕裂强度指用反向平行的撕力施加在与其垂撕裂强度指用反向平行的撕力施加在与其垂直的纸面上，持续地撕开一个裂口，所需的直的纸面上，持续地撕开一个裂口，所需的最低作用力。最低作用力。影响撕裂强
14、度的主要因素影响撕裂强度的主要因素：参与撕裂过程纤维的数量：与材料的柔韧性和纤参与撕裂过程纤维的数量：与材料的柔韧性和纤维的长度有关维的长度有关纤维的交织次数：与纤维的长径比有关纤维的交织次数：与纤维的长径比有关纤维之间的结合力纤维之间的结合力第22页，共36页，编辑于2022年，星期二耐破度耐破度耐破度耐破度：能够承受外力顶压的能力：能够承受外力顶压的能力可以将耐破度测试看作是纸张所有方向可以将耐破度测试看作是纸张所有方向同步测试抗张强度。同步测试抗张强度。影响因素：纤维长度、结合力、纸页匀影响因素：纤维长度、结合力、纸页匀度、干燥方式度、干燥方式第23页，共36页，编辑于2022年，星期二
15、耐折度耐折度耐折度指在一定张力作用下，纸张可折耐折度指在一定张力作用下，纸张可折叠次数。叠次数。影响耐折度的主要因素有：纤维的长度影响耐折度的主要因素有：纤维的长度和强度，纤维的结合力，纸张的弹性。和强度，纤维的结合力，纸张的弹性。第24页，共36页，编辑于2022年，星期二挺度挺度挺度指抵抗沿厚度方向受力变形的能力。挺度指抵抗沿厚度方向受力变形的能力。柔软度与挺度成反比柔软度与挺度成反比影响因素影响因素：厚度、紧度、定量；浆料性：厚度、紧度、定量；浆料性质、打浆度；水分含量（质、打浆度；水分含量（57）第25页，共36页，编辑于2022年，星期二抗压溃强度：抗压溃强度：包括包括环压强度环压强
16、度、平压强度、边压强度、平压强度、边压强度环压强度：边缘受压至压溃能承受的最大压力环压强度：边缘受压至压溃能承受的最大压力环压强度指数：环压强度环压强度指数：环压强度/定量定量平压、边压强度瓦楞纸板测。平压、边压强度瓦楞纸板测。影响抗压强度的主要因素：纤维的粗细、刚影响抗压强度的主要因素：纤维的粗细、刚度，纤维之间的交织、水分。度，纤维之间的交织、水分。第26页，共36页，编辑于2022年，星期二3.2动态强度动态强度少数纸种用抗张能量吸收（韧性）耐摔破性能：纸袋纸戳穿强度：瓦楞纸第27页，共36页，编辑于2022年，星期二3.3 脆性脆性纸或纸板使用过程中，经弯曲、压折时断裂、纸或纸板使用过
17、程中，经弯曲、压折时断裂、破碎等即脆破碎等即脆表示：脆裂度：纸张按一定条件压折后其抗表示：脆裂度：纸张按一定条件压折后其抗张强度降低的百分率。张强度降低的百分率。影响因素：紧度、纤维形态、微细结构、化影响因素：紧度、纤维形态、微细结构、化学组成学组成第28页，共36页，编辑于2022年，星期二4、与印刷适性和光学性能有、与印刷适性和光学性能有关的性质关的性质4.1表面强度表面强度最常用的最常用的表面强度表面强度是印刷纸张的抗拉毛强是印刷纸张的抗拉毛强度，是指防止纤维、小纤维束、涂料粒子度，是指防止纤维、小纤维束、涂料粒子从纸张表面脱离的性能。从纸张表面脱离的性能。未加工的纸张的表面强度主要决定
18、于未加工的纸张的表面强度主要决定于纤维纤维之间的结合力。之间的结合力。测定：蜡棒、测定：蜡棒、IGT印刷适性仪（拉毛速度）印刷适性仪（拉毛速度）第29页，共36页，编辑于2022年，星期二4.2光学性能光学性能纸张的光学性能包括：色泽、白度（亮度）纸张的光学性能包括：色泽、白度（亮度）、不透明度、光泽度等、不透明度、光泽度等不透明度不透明度：纸张阻止光线透过的能力。：纸张阻止光线透过的能力。不透明度不透明度=R0/R100%纸张纸张光泽度光泽度指纸张表面镜面反射和慢反射指纸张表面镜面反射和慢反射之比。之比。漫反射的光线决定纸张的颜色和白度（亮漫反射的光线决定纸张的颜色和白度（亮度）。度）。第3
19、0页，共36页，编辑于2022年，星期二白度白度指一个不透明的测试纸叠的漫反射因数比指一个不透明的测试纸叠的漫反射因数比率，除以纯氧化镁表面的反射因数。（颜率，除以纯氧化镁表面的反射因数。（颜料、填料、浆料对纸张的白度都有影响。）料、填料、浆料对纸张的白度都有影响。）第31页，共36页，编辑于2022年，星期二5、与液体吸收性有关的性质、与液体吸收性有关的性质抗液性能：抗液性能：施胶度施胶度、表面吸水量表面吸水量（纸袋（纸袋纸、包装纸、纸板）液体渗透时间（白纸、包装纸、纸板）液体渗透时间（白纸）透油速度（食品包装纸）纸）透油速度（食品包装纸）吸液性能：应用少吸液性能：应用少毛细管吸液高度、表面
20、吸收速度，吸收毛细管吸液高度、表面吸收速度，吸收质量等质量等第32页，共36页，编辑于2022年，星期二6、化学性能：特殊纸张用、化学性能：特殊纸张用7、电器性能、电器性能包括介电常数、介电强度（绝缘强度）、包括介电常数、介电强度（绝缘强度）、介电损耗、电阻等。介电损耗、电阻等。常见电气用纸包括：电容器纸、线圈纸、常见电气用纸包括：电容器纸、线圈纸、电缆纸、导电纸、静电屏蔽纸、透波材料电缆纸、导电纸、静电屏蔽纸、透波材料等等第33页，共36页，编辑于2022年，星期二8、环境对纸性质的影响、环境对纸性质的影响温度、湿度温度、湿度：影响形稳性、收缩、刚度、：影响形稳性、收缩、刚度、静态强度静态强度二氧化硫、二氧化氮、光照影响纸的耐久二氧化硫、二氧化氮、光照影响纸的耐久性性第34页，共36页，编辑于2022年，星期二第三节纸和纸板质量指标的第三节纸和纸板质量指标的制订制订按科学技术发展的要求和使用要求制订第35页，共36页，编辑于2022年，星期二？第七章 思考题什么是纸的匀度？如何提高纸的匀度？如何改善纸的两面性？什么是Z向强度？对纸的使用性能有何影响？如何提高？紧度对纸的性质有何影响？第36页，共36页，编辑于2022年，星期二