印刷材料及适性第五章

《印刷材料及适性》考试大纲课程名称：印刷材料课内总学时：54开课院系：数字出版印刷系开课教研室：数字印刷课程类型：理论课课程类别：必修课面向专业：印刷工程或相关专业授课教师：一、考试目的《印刷材料及适性》作为“制浆造纸工程”（印刷包装方向）专业课考试科目之一，其目的是检查学生是否系统掌握了在印刷工艺中纸张及其它承印物、印刷油墨、印刷橡皮布、印刷墨辊、印刷版材等原材料的组成、分类、性质、规格及与印刷的相关知识，考察学生是否掌握了各类材料的结构、性能和印刷适性等方面的理论知识以及检测这些材料性能的相关方法，综合评价考生是否达到相应的专业水平。

二、考试的性质与范围本门考试是一种测试应试者在印刷材料领域专业知识掌握程度及实验研究能力的水平考试。

考试范围包括印刷用承印物、油墨的基本结构、性能及两者在印刷过程中的相互作用机理。

三、考试基本要求1.全面系统地掌握主要印刷材料的组成、结构、物化性能和印刷适性等方面的理论知识以及这些材料性能的检测方法。

2.要求学生重点掌握纸张的组成、纸张的主要性质及测量方法，纸张性质对印刷的影响以及油墨的组成与结构体系，油墨的性质及对印刷质量的影响等内容。

3.考生能将简单的实际问题（包括工程问题）抽象为数学或力学模型，并从纸张、油墨的性能出发，对印刷过程中纸张及油墨等问题建立具体的研究或实验方案，并完善研究或实验方法，从而解决工程实际问题。

四、考试形式闭卷考试，采取客观试题与主观试题相结合的方法。

试卷总分100分，考试时间120分钟。

五、考试内容（或知识点）1. 印刷纸张的组成与结构主要内容有印刷用纸的组成，纸张的结构，纸张的分类与规格。

2.印刷纸张的性能主要内容有纸张的物理性能、化学性能、光学性能、表面性能，纸张的水分平衡和纸张的力学性能等。

3.印刷纸张的种类常用印刷用纸的类型及主要性能指标，包括新闻印刷纸、书刊印刷纸、胶版印刷纸、涂布印刷纸、合成纸和复合纸等。

4.包装承印材料包括纸板和瓦楞纸板、塑料承印材料、金属承印材料、复合包装材料、玻璃与陶瓷包装材料的基础知识。

《印刷材料及适性(第二版)》每章小结及复习题解答第一篇承印材料第一章印刷纸的组成承印材料：是可以承载油墨或粘附性色料，呈现图文的所有物质的总称。

纸张的组成：基本组成——植物纤维辅助材料——填料、胶料、色料等纸张的定义：纸张是纤维间通过氢键互相缔和的随机取向的层次网络。

形成网络的条件：①纤维间不加任何粘和剂能相互粘接②纤维能形成随机取向的层次网络注：在自然界中，能满足这一条件的只有纤维素纤维(cellulose fiber)，而纤维素纤维广泛存在于各种植物中。

一、造纸植物纤维原料的种类木材纤维原料针叶木（软木）和阔叶木（硬木）非木材纤维原料籽毛纤维——如棉纤维韧皮纤维——亚麻、黄麻、大麻、檀皮等草类纤维——稻草、芦苇、玉米秆等废纸--再生纤维二、植物纤维原料的化学组成第一类：碳水化合物——主要组份是纤维素和半纤维素，占原料化学组份的50%以上。

第二类：苯酚类物质——主要组分是木素，占原料化学组分的10%-35%。

第三类：萜稀类——主要组分是松节油，松香酸。

其它组分——脂肪酸、醇类、蛋白质、无机物等植物纤维中的主要组份在纤维原料的化学组分中，纤维素、半纤维素、木素为主要组分，也是成品纸张的主要组分。

1. 纤维素(cellulose)线性高分子&每个基本单元上都有三个醇羟基。

（这些醇羟基对纸张的性质有决定性的作用）2. 半纤维素(semi cellulose)单位重量中含有的羟基个数比纤维素更多，吸水、润涨能力更强。

有利于水化、细纤维化，能提高纸张的柔软性和强度。

半纤维素含量高的纸张，形稳性较差。

3. 木素(lignin)空间网状结构的大分子。

化学结构极不稳定，易发生氧化。

不吸水，不润涨，对纸张的强度没有贡献。

含量高反而会阻碍纤维素分子间交织。

使纸张耐久性差，易变黄，变脆。

所以制浆过程中要一定程度上除去木素。

辅助材料为改善纸张性能而加入的各种助剂包括填料、胶料、色料。

一、胶料1. 施胶的目的：使纸张在一定程度上获得抗拒流体浸润的能力。

印刷材料及适性课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解印刷材料的基本概念，掌握不同印刷材料的分类及特点；2. 学生能了解印刷材料适性的评价标准，掌握印刷品质量与材料选择的关系；3. 学生能掌握印刷过程中常见问题及解决方法，提高印刷品制作的质量。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并选择合适的印刷材料；2. 学生能通过实际操作，掌握印刷材料适性检测的基本方法；3. 学生能在团队协作中，运用印刷材料知识，完成印刷品制作任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对印刷材料及适性研究的兴趣，激发其探索精神；2. 增强学生的环保意识，使其在印刷材料选择中关注资源节约和环保；3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。

本课程针对初中年级学生，结合印刷技术学科特点，注重理论与实践相结合。

课程目标旨在使学生在掌握印刷材料基本知识的基础上，提高实际操作能力和解决问题的能力，培养其环保意识和团队协作精神，为后续学习打下坚实基础。

通过具体的学习成果分解，教师可进行有针对性的教学设计和评估，确保课程目标的实现。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 印刷材料基本知识：介绍印刷材料的分类、特点及应用场景，如纸张、塑料、金属箔等；分析各类印刷材料的优缺点，使学生了解不同印刷材料的适用范围。

2. 印刷材料适性评价：讲解印刷材料适性的评价标准，如表面张力、吸墨性、耐摩擦性等；介绍印刷材料适性检测方法，使学生掌握如何评价印刷材料的性能。

3. 印刷材料在实际应用中的问题及解决方法：分析印刷过程中常见问题，如糊版、蹭脏、墨迹不干等，探讨这些问题与印刷材料的关系；介绍相应的解决方法，提高学生解决实际问题的能力。

教学内容安排和进度如下：第一课时：印刷材料基本知识，包括教材第一章第一节的内容；第二课时：印刷材料适性评价，包括教材第一章第二节的内容；第三课时：印刷材料在实际应用中的问题及解决方法，包括教材第一章第三节的内容。

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除了印版种类较多外，承印材料和呈色材料也非常广泛，品种繁多。

如承印材料就有金属、塑料、合成树脂、玻璃、陶瓷、搪瓷、皮革等，各种材料的性质差别很大，承印材料表面状态也各不相同，有平面的，也有曲面的。

呈色材料不仅仅是由油墨呈色，还有的印刷方法不使用油墨，而是模压的干涉波纹。

所有这些材料与普通印刷一样也有一个材料的印刷适性的问题，绝大多数承印材料的表面无吸收性，给油墨的附着产生很多技术难题，因此材料的印刷适性也就更为复杂。

由于特种印刷涉及的材料比较多，不可能——分析，在此仅对一些主要的印刷材料进行重点介绍。

一、版材特种印刷所使用的印刷方法除了少数（如数字印刷）具有其独特的印刷工艺外，其他多数是采用常规的平版、凸版、凹版、孔版印刷。

因此，其印刷的印刷适性要求应视特种印刷所选用的印刷方法而定。

如金属印刷，若是采用平版印刷，那么其印版与普通平版大体上是一致的，必须保持印版表面的亲水、亲墨的平衡，以达到一定的质量要求，但是由于其承印对象不同，金属印刷的承印表面是金属，表面对油墨的吸附和固着过程不完全相同，由于油墨性质和粘度的差别，对印版式的适性要求有所不同。

再如，柔性版印刷其版材虽然也发球凸版印刷范畴，但由于版材柔软而富有弹性，变形较大，耐溶剂性差，因此，柔性版印刷的传墨性、印版与油墨的为60线/cm时，最多也只能再现3%的网点，高光到中间调网点增加比较大，反差降低，图像边缘容易产生挤墨现象，印刷作业难度较大。

第一章纸张的基础知识1 纸张的分类和规格⑴分类：文化用纸（印刷用纸、书写用纸、艺术用纸）；包装用纸；工农业用纸；生活用纸。

⑵规格：①平板纸:1000mmx1400mm,900mmx1280mm,880mmx1230mm,787mmx1092②卷筒纸：以幅宽来计算，787 1092 880 1575㎜，750～850㎜⑶丝缕性的规定：纸张的丝缕性用M表示880×1230M纵丝缕纸，880M×1230横丝缕纸⑷纸张与纸张的区别:纸张厚度﹤0。

5㎜，层数为一层，定量﹤250g/㎡,纸板厚度〉0.5㎜，层数为两层以上，定量>250g/㎡。

2 纸张的定量：指单位面积的纸具有的质量，又称为克重，单位g/m2.纸张的令重：指500张全张纸的重量.3 纸张的组成⑴在造纸过程中，要尽可能保持植物纤维中的纤维素成分,适当保留半纤维素成分，必须去除木质素成分。

⑵辅助剂的作用:①填料：填补纤维间的空隙，提高纸张平滑度，白度，不透明度，紧度，增加单位面积重量.减少纸张的吸湿性并提高尺寸稳定性，改变纸张的柔软性,吸墨性和适印性，降低纸张的生产成本。

②胶料：施胶的目的使纸张获得一定抗拒液体渗透的能力，以防止印刷时网点扩散和书写时发生洇水，同时提高纸张的机械性能和表面强度。

③色料：用作纸张的染色和调色.⑶制浆：利用化学、机械或者两者相结合的方法将植物原料离解，变成以纤维素为主体的漂白浆或本色浆的生产过程。

其主要生产工序为；原料储存、备料、离解、洗涤、筛选和漂白等。

磨木浆：用木材为原料磨解出的浆料成为磨木浆,以草类为原料的称为机械草浆。

4 涂布加工的目的：在表面存在的有纤维形成的凹凸不平和具有较大孔隙的普通纸张上覆盖一层有细微粒子组成的对油墨吸收性良好的涂料，以便得到具有良好的均匀性和平滑度的纸张。

此外,涂布还能提高纸张的光泽度,改善纸张的形稳性和不透明度。

5 纸张的结构⑴氢键缔合:相邻的纤维素分子链之间通过脱水形成了氢键，使纸张获得了强度.遇水后氢键缔合力会被破坏。

实验一油墨基本物理性能测试一．实验内容a.测量油墨中颜料的颗粒度大小；b.测量油墨的色强度大小；c.测量油墨的遮盖力(透明性)大小二．实验目的a．熟悉仪器的原理及使用方法；b．掌握国家标准所要求的测试方法，学习收集试验数据及进行数据处理；c．了解和分析试验产生误差的原因。

三．实验原理及实验步骤（一）油墨的细度测定实验1．实验原理与仪器结构：油墨的细度是指油墨中颜料、填充料等颗粒的大小与其在连结料中分布的均匀度，即油墨颗粒的粗细程度，它是印刷油墨的一项重要质量指标，一般要求油墨细度在 25μm以下，平印油墨细度为15μm左右。

油墨的细度与印刷有很大的关系，当细度不合格时，反映到印刷中就会出现糊版、堆橡皮等弊病，特别是网纹版印刷时，容易发生网点空虚或扩展，点子边缘不光洁的缺陷，因此油墨细度越细，印出的网点越饱满，画面也越清晰，而且细度好的油墨，着色力也较强，印刷品质量高。

油墨稀释到一定程度后，以刮板细度计测定其颗粒研细程度及分布状况，以微米表示之。

细度计凹槽的深度可由两旁的刻度值读出，稀释后的油墨经刮刀均匀刮下后可从凹槽看出油墨的颗粒直径大小和分布情况。

激光粒度仪定量地测定油墨中颜料与填充料的颗粒大小并给出其分布曲线，并可定量地分析颗粒大小与分布对色强度、透明性的影响。

众所周知，光是一种电磁波。

它在传播过程中遇到颗粒时，将与之相互作用，其中的一部分将偏离原来的行进方向。

在激光粒度仪中，光电探测器接收的是光的能量，而且接收器的面积随着接收角的增大而迅速增大，这时在14°附近（设颗粒折射率1.54，该位置对应于1um颗粒散射光能分布的峰值）。

如果激光粒度仪的接收角接近或大于14°，或者激光粒度仪的测量范围下线小于1um，则将带来明显的误差（增加了1um附近的颗粒数量）。

激光粒度仪由测量单元、样品池（静态样品池、动态样品池）、循环进样器、计算机和打印机组成。

2．仪器校准与实验步骤：⑪.用0.1ml吸墨管量取被测油墨0.1ml。

各种承印材料的印刷适性印刷适性（printability），承印物、印刷油墨以及其他材料与印刷条件相匹配适合于印刷作业的总性能。

即使印刷油墨与承印物等适合印刷要求的性能总称。

适性是为适应于印刷及复制品质的需要，对于原稿、复制、印刷、加工及装订等过程与技术，以及所涉及印刷适性的各种材料、设备、环境及相关条件所作的种种要求，以期获得最佳品质的一切作业。

为了获得印刷质量优秀的印刷品，纸张和油墨必须是适性的材料才行。

也就是说，要求纸张必须容易印刷，油墨除了颜色鲜艳，着色力强之外，还必须具有良好合适的渗透性、挥发性和结膜能力等。

另外，印刷所用的胶辊、橡皮布、版材以及印刷车间大条件和印刷过程的操作等，也必须与印出优秀作品的需要相适应。

纸张是印刷的重要原料，其质量的优劣直接关系到印刷品质量。

而纸张各种性能，包括物理性能、化学性能、光学性能和表面性能对印刷复制过程及印刷品的质量有较大的影响。

新闻纸纸质松软，吸墨性好，具有一定的机械强度平整而不透明，表面不拉毛、不掉粉，适宜印制报纸、杂志和图书等。

凸版纸纸面平整均匀，具有一定的白度和机械强度，吸墨性好不透明，轻度施胶，表面不拉毛、不掉粉，适宜印制教科书，文献资料等。

胶版纸纸面较白，均匀平整，有适当的吸墨性和施胶度，有较高的机械强度，尺寸稳定性也较好，适宜印制书刊、辞典、图片、插页、彩色图像等。

涂料纸纸面有较高的平滑度白度高，光泽度高，具有较高的表面效率，适宜印制图片、插页、画报、画册、重要书刊等。

纸张的印刷适性是指纸张能适应油墨、印版及印刷条件的要求，保证印刷作业顺利进行，并获得优秀印刷品所必备的条件。

纸张的印刷适性不是某一固定的性质，而是与不同的印刷条件和不同的印品特征相适应的性能。

纸张的印刷适性包括印刷运行适性和印刷质量适性两个方面。

所谓印刷运行适性（单一纸张性能），是指为保证印刷生产的正常进行纸张应具备的性能，是纸张外观质量、流变性能、强度性质和吸湿变形性等基本性质的综合表现。

纸张是纤维间通过氢键相互粘结起来的随机取向网络层次结构。

包括两层含意：a纤维间自身相互粘结b 随机取向(定向排列)。

定量在200g/m2以上，而又以印刷或装璜为主要目的的纸，称为卡纸。

如250g/m2铜板卡(纸)，280g/m2玻璃卡(纸)等。

造纸纤维原料的分类：①木材类纤维原料：针叶木（木质由95％的管细胞构成，其杂细胞不多，木浆较纯，纤维长，造高强度的高级纸张）阔叶木（木质部由20％～40％是导管，纤维较短，含很多杂细胞，造出的纸疏松，不透明，制造印刷类纸）②非木材类纤维原料麦草（纤维一般长度在1.30～1.71mm之间，制造的纸强度较低，用来制造书写和印刷用纸）芦苇（纤维长度一般在0.95～1.52mm之间，杂细胞含量约占35％，芦苇制造的纸强度低，一般用来制造印刷用纸。

）蔗渣（纤维长度大部分为1.47～3.04mm，用来制造半透明纸，书写纸、印刷用纸。

）棉纤维（棉纤维长度20～56mm。

杂细胞含量很少，用于制造钞票纸、证券纸、晒图纸等高档纸）造纸纤维原料的化学组成：纤维素：性质：不溶于水和有机溶剂特点：①分子量高，分子大小不均一，分子呈直线状。

②分子间形成氢键，吸水，润胀等都与含有“－OH”有关。

③整个分子具有极性和方向性，在酸性或高温条件下可降解。

半纤维素：性质：在水中润胀度大，易溶于稀碱液。

特点：①是一种低分子量的多糖，占植物纤维原料的20～30%，②有好几种单糖构成，分子结构中有支链，平均聚合度在150±30木素：特点：组成复杂，分子呈立体网状结构的高分子化合物，天然木素呈黄褐色，一般情况，木素与纤维和半纤维之间有化学键联接，而纤维素与半纤维素之间不存化学联接。

性质：木素是疏水性物质，不易吸水润胀。

其他成分:主要有果胶质、矿物质和各种提物。

纤维长度及长宽比对纸张的影响：①长度较长，长宽比较大的纤维抄的纸强度较大。

②纤维长度大于0.3mm时，就不影响抗张强度和耐折度，纤维长度小于0.3mm时，抗张强度和耐折度明显变差。