紙是我國古代四大發明之一,是用以書寫、印刷、繪畫或包裝等的片狀纖維制品,一般由經過制漿處理的植物纖維的水懸浮液,在網上交錯組成,初步脫水,再經壓榨,烘干而成。
1.紙張的成分
紙張由植物纖維、填料、膠料、色料等組成。
(1)植物纖維
植物纖維是紙張的基本組成部分,作為造紙原料的植物纖維必須具備在制漿時易于離解,植物纖維中的纖維素含量高,木質索含量少;合乎要求的強度、長度和寬度;具有足夠的彈性與交織能力;來源豐富和成本低廉,適應大量生產等條件。
我國常用的造紙植物纖維有:稻草、麥草、蘆葦、竹、木材、麻類、棉花等,廢棉、廢布、廢麻、廢紙等也是造紙的主要原材料。
在制造紙漿的過程中,將植物纖維經理加工處理,去掉植物纖維中含有的木質素、果膠、樹脂、脂肪等其他成分,僅保留纖維素和半纖維索等有效成分。
紙張的性質,在一定條件下取決于所選用的植物纖維的物理化學性能,以及制漿方法。
(2)填料
相互交織的纖維構成的紙,有許多空隙,必須添加填料填塞,增加柔韌性,減少紙的透明度和伸縮性,使表面均勻,適應使用的要求。
常用的填料有高嶺土、滑石粉、石膏粉、碳酸和硫酸鋇等,一般印刷用紙選用滑石粉,高級印刷用紙采用高嶺土和硫酸鋇。
填料的用量,一般占20%左右,填料過多會影響紙張質量,降低抗張力和韌性,阻礙油墨的吸收,印刷時容易掉粉。
(3)膠料
加入膠料是為了填塞紙張表面的間隙,減少紙張中的毛細管作用,提高紙張的抗水性,施膠后還能起到改善紙張的光澤、強度和防止紙面起毛等作用。
常用的膠料有松香、硫酸鋁,明礬、淀粉、水玻璃、干酪酸等。
根據各種紙張的使用要求不同,有各種施膠方法,有紙內施膠、表面施膠、重施膠和輕施膠等。施膠量相差很大,從占漿料重量的0.25~9%不等,施膠過量也會影響紙張的吸墨性能。
(4)色料
植物纖維有一定的顏色,經漂白后仍不純白,而是略帶一些淺黃或淺綠色,不能滿足造白紙的要求,因此要加入色料進行調色與增白處理。
造白紙常用的色料為品藍、群青等,造高級紙要加入一定的熒光增白劑。
在制造有色紙時,也需要使用色料,大都使用無機顏料或有機染料。
2.紙的種類
紙的種類繁多,我國輕工業部根據各種紙的用途不同,分成17類(紙張11類和紙板6類)
紙張11類為:印刷用紙,書寫紙,制圖、繪圖紙,電絕緣紙,卷煙紙,吸紙,計器用紙,感光紙,轉印紙(原紙),工業技術用紙,包裝紙。
紙板6類為:裝訂紙板,制盒紙板,絕緣紙板,工業技術紙板,建筑紙板,制鞋紙板。
3.紙張的規格
紙張的規格一般按型式、尺寸、重量來標定。
(1)型式:紙張的型式,在印刷用紙中分為平板紙和卷筒紙兩種。卷筒紙用于高速輪轉印刷機,一般印刷中大部采用平板紙。
(2)尺寸:按原國家標準gb147-59規定,印刷、書寫及繪圖用原紙尺寸為:卷筒原紙寬度尺寸訂為1575(即2×787)、1092、880、787毫米四種;平板原紙的尺寸訂為880×1230、850×1168、880×1092、787×1092、787×960及690×960毫米六種。
國家標準gb786-87規定,圖書雜志開本及其幅面尺寸的標準,將采用880×l230、900×280、1000×1400毫米未裁切單紙張尺寸印刷,以適應國際文化交流。采用國際標準,而由于設備、紙張供應等原因,原787×1092毫米紙張的開本,作為在過渡期間(到公元2000年)仍可沿用,但要逐步淘汰的一種非標準開本,即紙張生產尺寸規格將向新的國家標準過渡。
(3)重量:紙張的重量以定理及令重表示。通常以定量表示。
定量又稱克重,是紙張每平方米的規定重量,標準規定用克表示,即克/平方米(g/m2),如:60克/平方米,……。200克/平方米以下(含200克/平方米)稱為紙,200克/平方米以上稱為紙板。
令重量表示500張紙的總重量。如880×l230毫米的52克紙令重為28公斤多。
4.印刷用紙
在印刷用紙類中,又有各具不同性能和特點的紙張,如新聞紙、凸版印刷紙、膠版印刷紙、膠版印刷涂料紙、字典紙、地圖紙、海圖紙、凹版印刷紙、周報紙、畫報紙、白板紙、書面紙等等。
(1)新聞紙
主要用于印刷報紙及凸版書刊,其紙質松軟,富有較好彈塑性,吸墨性能較強,油墨能較快地固著在紙面上,紙面經壓光機壓先后,兩面平滑,不易起毛,兩面印刷都比較清晰實在,有一定機械強度,能適合高速輪轉機印刷,不透明性很好。由于其所用原材料以機械木漿為主,含有本質素及雜質,所以紙張不宜長期保存,紙張容易發黃變脆,紙張吸收性強,抗水性差,紙張容易破損。
(2)凸版印刷紙
主要供凸版印刷機印刷選集、經典著作、一般書籍、教科書、雜志等用。其特性與新聞紙相似,質量優于新聞紙,紙張的平滑度、抗水性、白度都比新聞紙好,吸墨能力不如新聞紙,但吸墨均勻。
(3)膠版印刷紙
主要供平版印刷彩色畫報、畫冊、宣傳畫、彩色商標及一些高級出版物。
膠版紙中有單面膠版紙與雙面膠版紙之分,單面咬版紙常用于彩色宣傳畫、煙盒、商標等。雙面膠版紙用于印刷圖片、插圖、地圖等。
膠版紙應伸縮性小,抗水性強,以防多色套印時造成紙張變形,套印不準,還應不拉毛、不脫粉、質地緊密,以防止多次印刷時在油墨的粘附拉力的作用下,引起拉毛、脫粉現象,使印跡有白斑,影響印品質量;吸墨性不宜太高,它可阻礙油墨中連接料的滲透,使油墨在紙面上干燥形成膜層,保證印品的光澤度;表面平滑,保證印跡實在,紙張不能有砂子等雜物,以防止橡皮布及印版損壞。
(4)膠版印刷涂料紙
又稱銅版紙。是在涂料原紙的紙面上,涂上一層無機涂料,再經超級壓光而制成,紙張表面光滑,白度較高,專供膠版印刷單色或多色的美術圖片、插圖、畫報、畫冊、商品商標、產品樣本、年歷等用。
銅版紙具有較高的平滑度,印刷時能得到極細的光潔網點,能較好地再現原稿的層次和質惑,紙面不應脫粉和分層,紙的吸墨性一般不宜過快,吸墨過快會引起印跡無光澤,嚴重時還會造成印跡粉化。
(5)字典紙
主要供凸版印刷字典、袖珍手冊、工具書、科技資料、高級印刷品等,定量輕,有25~40克/平方米四種。
字典紙輕而簿,要求不透明性好(防止透印)、纖維組織均勻、紙面平整、厚薄一致,字典紙比較柔軟,紙邊容易卷曲。
(6)地圖紙、海圖紙
地圖紙適用于膠印多色地形圖、地圖和地圖集,分為特號和一號兩種,特號用于印制地形圖,一號用于印制地圖和地圖集。海圖紙適用于膠印多色海圖的用紙。
地圖紙與海圖紙紙色潔白,塵埃度小,尤其不能有大于1毫米長度的黑色塵埃(避免與地圖符號混淆),兩面平滑,組織緊密堅韌,伸縮性小,富有彈性,能印出精密的圖形,耐折度比膠版紙要高得多,海圖紙的裂斷長也要求很高。
(7)凹版印刷紙
主要運用于單色和彩色凹版印刷畫報、美術圖片、插圖等的用紙。
凹版紙要求紙質潔白堅挺,具有很好的平滑度和耐水性,印刷時不能有明顯的掉粉,起毛有透印現象。
原凹版印刷紙包括印刷鈔票,郵票等質量高而不易仿造的印刷品用紙,現已單獨分出鈔票紙、郵票紙等。
(8)白板紙
供印刷各種商品包裝紙盒與商品裝璜襯紙用,也可印制各種教育圖片。
白板紙的纖維組織較均勻,面層具有填料與膠料成分,表面涂有一層涂料,經多輥壓光,所以紙板質地緊密,紙面一般都較潔白而平滑,具有較均勻的吸墨性,表面脫粉與掉毛現象較少,紙質有較好的耐折度。
(9)合成紙
主要用于印刷高級美術品、地圖以及字典等工具書。
合成紙是利用化學原料合成的紙,一般用品烴類為主要原料,再加入一些添加劑而制成,它具有質地柔軟、拉力強、抗水性能好、耐光耐冷熱、不發霉、穩定性良好等特點,并耐化學藥品的腐蝕。在-60~60℃的溫度范圍內,可作為各種印刷用紙。
合成紙不僅適用于印刷,而且由于它無毒,無污染、透氣好、所以也是一種理想的包裝材料。它清潔無塵,不掉紙粉,是一種理想的信息產業用紙,現正在取代普通紙成為超清潔室內的辦公用紙和電子計算機用紙。
5.紙張的印刷性能
紙張的印刷性能決定著在印刷過程中能否順利印刷,以及能否得到高質量的印刷品,當然,在印刷中與印刷條件和油墨性能也有密切關系。
印刷用紙的質量一般要求為:紙張色調盡可能白,而且同一批紙張中每張紙應該質地相同,紙張的塵埃度不得超過允許范圍;最小的透光率和相同的光澤;具有保證正常印刷的機械強度,紙張的厚度、緊度、結構等性能在同一批量中應該相同,如果相差很大。會增加印刷過程中的困難,降低印刷品的質量,含水量在6~8%之間,平板紙紙邊應為直角,斜度誤差不超過±3毫米。
紙張的印刷性能主要有:
(1)平滑度
平滑度是紙張最重要的印刷性能,無論哪種印刷,具有表面較平滑的紙張所印出的印刷品,字跡和圖像的輪廓都比較清晰,這是因為平滑度高的紙張在壓印時,能較好地與版面接觸,從而能使印版上的油墨層均勻地轉移到紙面上的結果;平滑度低的紙張,在印刷時由于表面不平整,壓印時紙表面與印版的接觸一定是不均勻的,油墨層的轉移便受到影響,因而使油墨層轉移到紙面上呈不均勻狀況。在平版印刷中,由于利用有彈性的橡皮布作間接轉移油墨層,所以對平滑度的要求不很高,但在印刷高級產品時,為保證層次的再現不受損失,也要選擇平滑度較高的紙張來印刷。
平滑度低的紙張,在印刷時適當增大印刷壓力,就可以適當地彌補因其不平而出現印跡發虛的現象。
紙張的光澤也取決于紙張表面的平滑度,表面非常光滑的紙張有光澤,而表面粗糙的紙張則暗淡。
(2)紙張的吸墨性
紙張的吸墨性是紙張對油墨的吸收程度。紙張對油墨的吸收量越多,這種紙張的吸墨性就強,反之則差,吸墨性的強弱,主要是油墨中連接料的滲透的反映。
紙張對油墨的吸收性,主要取決于紙張纖維間的空隙大小,即紙的緊密程度,當紙張纖維間的空隙小,帚化纖維也少,這就使纖維毛細管作用受到影響,這種紙張的吸墨性就差。如果空隙過大,不但吸收連接料多,而且會將顏料一并吸收,而產生透印現象。
紙張的吸墨性與紙張本身的結構有關。它與油墨的粘度也有關,與印刷壓力及壓印時間長短有關。
(3)紙張的彈性和塑性
在印刷過程中,紙張會發生各種變形。如凸版印刷時,因版面印刷部分凸起,印版緊壓紙張,使紙張變形而不平坦。
紙張在機械的作用下,由于壓力不同,會產生敏彈性變形、滯彈性變形和塑性變形等。紙張在外力的作用下,會瞬時改變自己的形狀和尺寸,當外力停止后,紙張便立即恢復到原來的形狀和尺寸,稱為敏彈性變形;紙張受外力作用,在一定的時間間隔內改變自己的形狀和尺寸。當外力停止作用后,紙張逐漸地完全恢復到原來的形狀和尺寸,稱為滯彈性變形;當外力取消后,紙張仍保持由外力作用時引起的變形,稱為塑性變形。敏彈性變形、滯彈性變形是可逆的變形,塑性變形是不可逆的變形。
紙張的變形取決于紙張本身的濕度、壓光和壓實程度。纖維具有彈性,纖維的敏彈性對印刷過程是有利的。
(4)紙張的表面強度
紙張的表面強度對印刷時其表面的耐磨性、掉粉、掉毛有特別重要的意義,要得到清晰的網點,就必須使用粘度較高的油墨,如紙張強度不夠,就容易產生掉粉、掉毛現象,并粘附在版表面,如果油墨粘度較低,在平版印刷中,油墨與潤版液乳化,印版的空白部分就會起臟。
(5)紙張的含水量
紙張中所含水分的重量占該紙張重量的百分比,叫該紙張的含水量。
紙張的含水量的多少,影響印刷質量,若紙張含水量過多,則紙張強度降低,在外力的作用下,纖維會被拉出,塑性增強,印跡干燥速度受到影響;若紙張含水量過少,紙張發脆,容易造成破損,還會產生靜電現象。
紙張的纖維具有吸濕性,周圍環境的溫濕度決定了紙張的含水量,紙張的合水量與環境溫濕度是平衡的,濕度又隨溫度而變化,空氣中相對濕度變化10%,紙張中含水量變化1%,因此,要控制紙張中的含水量,一定要控制車間的溫度與濕度,一般溫度控制在18°~24℃,相對濕度控制在60~65%,以保持含水量的平衡。
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