纸和纸板包装材料PPT课件

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1 打浆
定义：将混合在水当中的纤维束疏解成单纤维，且横向切 断到适当的长度，纵向摩擦分裂，两端“帚化”发毛的过程。
作用： 增加纤维的交织面积，增强交织能力； 使得纤维当中-OH有较多浮出水面造成氢键结合的机 会增多； 通过压溃，使得内部渗水发生膨胀水化，变成柔软而 可塑的纤维。
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2 加填和施胶 1）加填
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2）化学木浆
定义：采用化学药品和原木在蒸球内共同蒸煮，通过药 品的作用去除非纤维素物质而制成的木浆称为化学木浆。 根据蒸煮时使用的药品，可以分为：
酸法木浆（亚硫酸盐） 碱法木浆（硫酸盐）
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① 酸法木浆（亚硫酸盐木浆） H2SO3 Ca(HSO3)2
★性质：纤维较长，性质柔软而富有强度，有良好的结 合力，易漂白，但得浆率较低（50%）
降解。
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3 木素 1）结构
基本结构单元：苯基丙烷
2）性质
① 原木素为白色或接近白色，一切分离的木素均有颜色， 乳白色→深褐色；
② 能够溶于碱液﹑酸液，且在各种氧化剂作用下分解； ③ 受日光﹑空气作用，会变成褐色，使纤维变脆发黄。
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三 纸张的制造
造纸：简单来讲，就是将植物纤维经过加工处理成细纤维， 并添加有关的物质后制成薄膜纸张的过程。
影响白度的因素：组成纸的纤维的白度，以及多种无机填 料、施胶剂和染色剂的类型及含量等。
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四 纸的印刷性能
（一）纸的表面结构和柔软性对印刷性能的影响： 1）表面结构及其微观几何形状，是决定纸张印刷性能的
重要因素。 如：断笔﹑缺划﹑网点空虚﹑层次减少等
2）纸张的柔软性，尤其是对凸版和凹版印刷。
参见表31558十二防锈纸为了使纸包装的金属制品不生锈利用各种防锈剂对包装纸进行处理一般是将防锈剂溶解于蒸馏水或有机溶剂中成为溶液然后将它浸涂刷涂或滚涂在包装纸上干燥后即成为防锈纸
第3章 纸和纸板包装材料
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概述 第一节 纸张的制造 第二节 包装用纸的结构及用途 第三节 主要包装用纸张 第四节 主要包装用纸板
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二 造纸植物纤维的组成
造纸植物纤维原料，其化学组成主要为： 纤维素﹑半纤维素﹑木素
不同造纸植物纤维，其纤维素﹑半纤维素和木素的含量 不同。表3-1（课本182页）列出了几种代表性的植物纤维的 主要化学成分。
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1. 纤维素
1）结构
近来，通过X射线对纤维素进行研究，证明纤维素分子 是由许多葡萄糖基通过氧桥结合成的链状大分子，也就是 说葡萄糖基是组成纤维素分子的基本化学单位。
织能力； 适宜大量生产； 原料来源广泛，成本低。
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2. 基本造纸植物纤维
1）茎秆类植物纤维：麦草﹑稻草﹑竹芦苇等； 2）木材类植物纤维：杨﹑桦﹑松﹑杉等； 3）韧皮类植物纤维：亚麻﹑大麻等； 4）种毛类植物纤维：棉花﹑破布等。 一般来说，茎秆类和木材类纤维比较细短，而韧皮类和种 毛类纤维比较粗长。
C S 100 W
式中：S----直接测出的耐破度，kPa
w----试样纸张的定量， g / m 2
影响纸张耐破度的因素： 纤维的长度及其本身的强度，纤维间的结合力，伸长
率。另外，还与纸张的含水量和施胶度有关。
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（四）撕裂度
1）绝对撕裂度（聂利门道夫测试仪） RaR16/n
式中，R----仪器上所测数据；16/n----校正系数
★性质：纤维组织均匀且较紧密，表面较平整，具有良好的印 刷性能；但纸张的强度较差。
★原料：麦草﹑稻草等 ★应用：可制成包装纸及各类包装纸板。
④ 苇浆
H 2 S O 4 M g S O 3 机 械 解 离 长纤维纸张的辅料
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⑤ 破布浆
定义：利用破布和废棉﹑麻等经过除尘﹑拣选和切碎， 然后和药液蒸煮而成的纸浆。
石 灰 水 Na2CO3
性质：强度大，没有木质素，纤维柔软 交织能力强。
而富有弹性，
⑥ 废纸浆
废纸纸浆是生产包装纸板式的组合成份之一。废纸浆用 于制作纸板的基础层或内层，而表层用化学木纸浆制成。
利用废纸前应按种类进行预选。最有用处的废纸是硫酸 盐半化学纸浆制成的纸或纸板。
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二 纸和纸板的制造
一般分为湿法和干法两种，目前绝大多数采用湿法抄造。 抄造过程的主要工序如下： 打浆→加填→施胶→浆料的稀释与精选→抄纸→整理
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（二）纸的结构对纸的性能的影响因素 1 纸的孔隙率
定量：又称克重，就是每平方米的质量，定量是表示纸张厚 薄的标志，定量越大， 纸张越厚。
紧度：每平方米纸的质量与其厚度的比值， 松厚度：纸张紧度的倒数，也叫纸的比体积，纸张的松厚度 是纸张中孔径体积的函数。 松厚度与裂断长﹑耐破度和撕裂度的指标紧密相关。
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纸的孔隙率：孔隙体积对纸张总体积之比。
W Vn 100% V
对纸张性能的影响：吸墨﹑吸水﹑透气性等。
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2 纸的比表面积
纸的比表面积：单位质量或单位体积的表面总面积。
m2/g或m2/cm3
纸的比表面积与打浆程度有关。 对纸张性能的影响： 外比表面积对孔隙率﹑透气度﹑抗张强度﹑耐破度﹑耐 折度﹑透明度﹑反光性﹑吸墨性有很大的影响。 内比表面积对纤维的柔韧性和可塑性有较大的影响。
一般纸张的含水量为5～9%。
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5 整理
纸张经抄制并干燥后，需要经过整理工作才能成为成品。 整理工作主要包括：
压光﹑复卷﹑切纸和成令，经过检查，包装成品。
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第二节 包装用纸的结构及其性能
一 纸的结构 （一）纸的结构特点
☺ 具有多相复杂的结构成分，且各向异性； ☺ 具有多毛细孔交替的特性； ☺ 纸的结构要素之间的结合力直接影响其机械强度及其他性能； ☺ 多数纸具有两面性。
若在干的条件下，随干燥度的增大，纸的撕裂度减小。
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（五）耐磨强度
在给定条件下，用磨料或橡皮摩擦纸样表面，并在摩擦试 验前后称量试样，得到磨下的物料量。磨下的物料量越小，则 耐磨强度越大。
影响耐磨强度的因素： 1）浆料的类型，（纤维越长越耐磨）； 2）打浆度，（打浆度越高耐磨强度越大）； 3）环境的相对湿度。
2）相对撕裂度
100 16100
R0Ra
a
R n
a
式中： R a ----绝对撕裂度，mN;
100----定量或换算为100 g
/
a----纸样的定量，g /
m 2 的纸。
m
2
3）撕裂面积：纸的绝对撕裂度与定量之比，m 2
影响纸的撕裂度的因素：
1）纸的类型； 2）纸张的松厚度； 3）若在湿的条件下，随干燥度的增大，纸的撕裂度增大；
★分类：（按漂白程度） 漂白 半漂白
未漂白
★应用：可用于生产各种包装纸和纸板
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② 碱法木浆（硫酸盐木浆）
NaOH N a 2 S
★性质：纤维损失比较少，纸浆的纤维强韧而有力；但漂白 较困难。 ★应用：主要用于制造牛皮纸及强度较高的包装纸袋。
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③ 化学草浆
★定义：用草料和氢氧化钠（NaOH）的水溶 液共同蒸煮而成的纸浆。
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（六）冲击强度
为了评价在装卸工作中，抵抗集中冲击载荷的包装强度， 要确定冲击强度。
影响纸和纸板的冲击强度的主要因素有： 1）纤维种类； 2）纤维间的结合力； 3）纸的伸长率； 4）纸的含水量。
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（七）湿强度
纸的湿强度是根据纸在湿态下保留的最初强度（即在 润湿以前，纸张在风干状态下所具有的强度）的程度来判断。 影响纸的湿强度的因素有：
造纸是一个多工艺的过程，一般来讲，造纸由制浆﹑造纸 两大部分构成。
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（一）制浆 1. 定义
从植物体中提取纤维的工作称为制浆。 制浆过程包括：
备料→纤维分解→浆料的筛选→净化→漂白等 其中，浆料是造纸的基本原料，浆料的性质如何，对制成 的纸张品质有决定性的影响。
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2. 分类
机械法；化学法；化学机械法（化学法与机械法相结合）
1）制浆方法 2）人工处理
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三 纸的光学性质
纸的光学性质有白度﹑透光度及透明度等。这些直接 关系到包装材料的表面质量﹑包装箱的外观及纸张的印刷效果。
（一）透光性和透明度
透光性是指透过投射光线的能力。纸的透光性是以透过光 线的多少来确定。
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纸在反射光线中，印在背衬上的图和字透过纸张的清 晰度(可见度)，叫作透明度。
纸的透光性决定于所用的纤维种类、打浆度、在纸的成 分中有无填料和染料，还决定于纸的表面特性。当纸的表面 涂以白垩涂料层时，其不透明度升高。不透明度也随涂料层 厚度增加而增加。
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（二）白度
纸与纸板的白度，是指白色或接近白色的纸或纸板的表面 对蓝光的反射率，以相当于蓝光照射氧化镁标准板表面的反射 百分率表示。这种纸或纸板受光照射后反射的能力，也是纸或 纸板的光亮程度，因此也有以亮度表示的。
式中：T----表示纸张拉断时的力，kg; b----试样纸幅的尺寸，cm; w----试样的定量，g / m 2 L----裂断长，km.
影响抗张强度的因素： 1）纤维间的结合力； 2）纤维本身的强度。
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（二）耐折度
耐折度：是表示纸的机械强度的重要物理指标之一，它表 示纸张受一定外力拉伸之后，将其来回折叠使其断裂，以其折 叠的次数来表示纸张耐折的性能。
作用： 填塞纤维间的缝隙，使得表面均匀，使纸柔软，减少纸的
透明度和伸缩性。 提高纸的白度，节约纤维原料 常用的填料：白土（白瓷土）﹑滑石粉﹑碳酸钙﹑硫酸镁等 一般填料的加入量为20%左右。
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2）施胶
作用： 涂塞纤维表面及纤维间缝隙，减少其吸湿性； 改善纸张强度，防止直面起毛等。 常用胶料：松香﹑硫酸铝﹑明矾﹑改性淀粉﹑水玻璃﹑干酪 素﹑聚乙烯醇等 一般加入量：0.5～9.0%
1）机械木浆
定义：利用机械磨制植物原料（主要是木材）制成的纸浆 称为机械木浆。
根据制造方法不同，机械木浆可分为
本色木浆 褐色木浆
得浆率较高，达到90～95%，且成本较低，不使用化学药品。 例如：新闻纸，30份/秒，要求吸墨，不粘连，质地疏松。 具有较好的弹性和塑性，主要用于制造包装用纸和纸板，但
强度不高。
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3 纸的匀度
纸的匀度表示它的结构的均一性，即纤维在纸中分布的匀 度。
在透光处观察来判断纸的匀度。此时作透光检查．能很容 易观察这张纸张在多大程度上对光是均一的。纸的云彩花，即 在纸中有发亮和发暗的地方，证明纸中纤维分布不均匀，并且 纸的厚度也不均匀。带有浓云彩花的纸极不均匀。
对纸张性能的影响：透气度﹑吸收性能﹑机械强度等。
分子式
(C6H10O6)n
化学结构
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2）性质
➢无色无味； ➢常温下化学性质稳定，不溶于水﹑有机溶剂﹑碱溶液及稀
释的无机酸中，但在水﹑碱溶液及稀酸中发生溶胀现象； ➢在蒸煮条件下，能够产生碱性降解和酸性水解（大分子→
小分子）； ➢易发生酯化﹑醚化反应； ➢易发生氧化生成氧化纤维素，使性能下降（漂白时应注意
耐折度值是往复的次数，即单位是双折次。分纵向耐折度 和横向耐折度两种，一般纵向耐折度比横向耐折度高些。是因 为纤维的排列使其在纵向的结合力较大所致。
影响耐折度的因素： 纤维长度及强度，纤维的韧性即纤维间的结合力。
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（三）耐破度
耐破度：纸在单位面积上所能承受破度：
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3 浆料的稀释和精选
1）稀释 纸越薄，稀释的浓度就越低。一般稀释浓度到0.5～1%。
2）精选 进一步初尽浆中的砂子以及残余的纤维束等杂质。
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4 抄纸
利用抄纸机将处理好的浆料通过抄纸机相互交织成纸张。 抄纸机在结构上可以分为：
湿部：使稀释的浆料通过铜网滤去水分，形 成湿纸层部分。
干部：将湿纸层通过回转着的压辊榨出水 分，在进入干燥部加热以蒸发水分。
避免）。
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2. 半纤维素 1）结构
由不同量的几种糖单元组成的共聚物。 β-D -葡萄吡喃糖,β-D -甘露吡喃糖, β-D -半乳吡喃糖,β-D -木吡喃糖, α-L-阿拉伯呋喃糖 半纤维素是几种糖共聚物的总称。
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2）性质
聚合度一般为200左右（在100～600之间） 与纤维素相比：
① 可溶于稀碱液，并能溶于水中； ② 能够被稀酸水解，生成简单的五炭糖，即：很易氧化﹑
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二 纸的力学性能
对纸的强度有影响的主要因素： 成纸中纤维相互间的结合力和这些力作用的表面积； 纤维本身的强度，它们的柔韧性和大小； 纸中纤维的分布，即排列方向﹑堆积的密度。
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（一）抗张强度
裂断长：表示当纸条的一端悬挂时，在其重力的作用下 直至断裂时的长度，以米表示。
L T 100(km) bW
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概述
纸和纸板在印刷包装材料中占有非常重要的地位，其优点由 以下几个方面：
纸及纸制品原料广泛，价格便宜； 均匀性较好，单位面积强度较大； 容易印刷和粘结； 耐高温低温性好； 无毒无味，包装卫生； 适合于自动包装，包装形状不易改变。
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第一节 纸张的制造
一 造纸的基本原料
1. 对造纸植物纤维的要求： 纤维易分离； 合乎所要求的强度﹑长度和宽度，以及足够的弹性、交