《纸和纸板》PPT课件.ppt

第一章 包装用纸及纸板,第一节 概 述第二节 纸的制造第三节 纸和纸板的性能 及测试方法第四节 包装用纸,概 述,第一节,1.纸的定义 广义：能够作为书写、印刷、包装等方面使用的薄片材料的总称。狭义（）是指从悬浮液中将植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或这些纤维的混合物沉积到适当的成型设备上，经过干燥制造的平整、均匀的薄片（片状物）以纸和纸板为材料制成的包装称为纸包装。,2.纸包装材料的特点 原料来源丰富，成本低，生产方便；重量轻、缓冲保护性能优良；外观、外形易于改善造型；印刷适性好；无毒、无味、卫生 贮运方便；易与其它材料复合，应用广泛；绿色环保，无污染，利于回收。,3.加工纸与原纸:原纸：抄造后未经加工处理的纸。加工纸：为提高纸的表面性质和装饰效果或为了赋予纸面一些特殊性能，对原纸进行再加工后的成品称为加工纸。（如：涂布、浸渍、复合纸）,4.纸和纸板的区别 纸-定量小于225g/m2,厚度小于0.1mm；纸板-定量大于225g/m2,厚度大于0.1mm；,5.纸和纸板的包装性能外观性能 主要是指通过肉眼可以观察到得纸张质量缺陷，也称外观纸病，如斑点、孔洞、针眼、裂口、皱纹、折子、条痕、显著的网痕、鱼鳞斑、同批纸张色调的显著差别等。,强度性能 指在外力作用下，材料本身发生破裂时所能承受的最大应力，也是纸和纸板的物理力学强度。如纸袋纸的抗张强度和撕裂度，纸板的耐破度，瓦楞纸板的戳穿强度等。,抗弯曲和压缩性能 是制造包装箱、盒的重要指标，包括挺度、环压强度、边压强度、平压强度等。表面性能 包括粗糙度、平滑度、印刷表面强度及掉毛、耐磨、粘合等性能。,透气与吸收性能 透气性能包括透气度、透气阻力、水蒸气透过率等指标。吸收性能主要是指吸水性、油墨吸收性、施胶度等。,光学性能 反映了其对投射光线的反射、投射和吸收能力，给人的感官视觉就是纸张白度、透明度、不透明度、光泽度和颜色等性能指标。如用于香烟包装、制作标签的铜版纸对纸张白度、光泽度要求较高。,适印性能 包装纸和纸板必须具有良好的适印性能，才能制造出外观精美的包装。随着商品竞争日趋激烈，包装装潢印刷技术要求越来越高，不论何种印刷方式，都要求纸和纸板有良好的油墨吸收性、表面均一性、尺寸稳定性等，才能印刷出精美的包装效果与制品。,卫生、化学性能 对于专门用途的纸和纸板，除了一般性能外，在卫生、化学性能方面还有专门的要求，如用于食品、药品、化妆品包装用纸，必须检测安全卫生性，包括砷、铅含量、荧光物质、大肠杆菌检出水平，应当控制在安全的范围内。纸和纸板的化学性能主要指水分、灰分、化学组成和其水提取物的酸碱度等。,纸的制造,第二节,一.造纸原料的种类,二、造纸植物纤维原料的生物结构,常见的植物细胞形态示意图,薄壁细胞，壁薄短小，不适合造纸，只会在制浆过程中消耗化学药品和能源，造纸上这类细胞称之为杂细胞,厚壁细胞，是中空、细长。呈纺锤状、富有挠曲、柔韧性的细胞，在植物体内起到机械支撑的作用，形成纸张后使之具有良好的物理强度，造纸上称为纤维,常用造纸原料的纤维含量及长度,作为造纸植物纤维原料，纤维比例越高，细长均匀，杂细胞含量低，生产出来的纸强度就越高。,1.纤维素（cellulose）(1)纤维素的化学结构及生物合成 纤维素是构成植物细胞的基本成分，它存在于所有植物当中，是植物界中一种最丰富的可再生的有机资源。纤维素在纺织工业、造纸工业、木材工业等领域有着多种重要的用途。纤维素是植物纤维原料的主要化学组成之一，它与半纤维素、木素一起，构成植物体得支持骨架。,三.造纸植物纤维的化学组成,纤维素一词在不同领域使用时，其意义不同。学术上的纤维素：特指常温下不溶于水、稀酸、稀碱的D-葡萄糖基以1，4糖苷键连接而成的线型高分子聚合物。工业上的纤维素：指植物原料经过特定的纤维化工程所得到的剩余物，即纸浆，其中含有一些半纤维素和木素。,纤维素的结构,（2）纤维素的物理及化学性质 纤维素的吸附和解吸 吸附：在纤维素的无定形区内，游离羟基与极性水分子形成氢键结合，使纤维素的水分含量增加的过程。解吸：因蒸汽分压下降，无定形区的氢键结合破坏，水分子被释放的过程。吸附与解吸不是完全可逆的。纤维素的吸附只发生在无定形区，结晶区并没有吸附，结晶区内的氢键没有被破坏，链分子的有序排列也没有被改变。吸附水量随纤维素无定形区百分率的增加而增加。,吸湿与解吸对纸张强度的影响：纸张强度一部分来源于纤维之间的氢键结合力。水分含量高，纤维之间的氢键结合减少，纸张强度下降；水分含量低，纸张发脆，强度亦下降。,（3）纤维素常用的溶剂无机碱：NaOH、KOH等无机酸：72%硫酸、40-42%盐酸、77-78%磷酸无机盐：ZnCl2铜氨溶液、铜乙二胺溶液：与纤维素大分子形成络合物，具有较高的溶解能力。,2.半纤维素(Hemicellulose)：是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖等。单糖聚合体间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接，其中半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。半纤维素在植物细胞壁中与纤维素共生、可溶于碱溶液，遇酸后远较纤维素易于水解。但能提高纸张的断裂长、耐折度、吸收性和不透明,半纤维素的分离与提取分离前的准备 制取无抽提物试样-先用水抽提，再用苯-乙醇混合液抽提，必要时再用草酸盐溶液抽提。对阔叶木和禾本科可直接从无抽提物中分离半纤维素；针叶木中因为高度木质化，必须先将其制为综纤维素（纤维素和半纤维素的总称），在进行半纤维素分离。漂白化学浆中，-纤维素为纤维素和抗碱的半纤维素，-纤维素为高度降解纤维素及半纤维素，-纤维素全为半纤维素,半纤维素与纤维素在化学结构上的比较：组成半纤维素的糖基种类多；半纤维素上含有短的支链，还原性末端基较多；糖基的构型复杂，有吡喃式、呋喃式，连接键有-苷键、-苷键，连接位置有1-2，1-3，1-4，1-6连接。半纤维素的化学反应更复杂。,3.木素（Lignin）主要是由对羟苯基丙烷、愈创木基丙烷、紫丁香基丙烷通过醚键、碳碳键连接而成的网状芳香族高分子化合物。是一种填充在胞间层、微细纤维之间的黏合剂；木素能与许多碱、酸、盐溶液发生反应，生成溶于水的生成物。木素是纸浆和纸张颜色的主要来源。适量时可提高纸和纸板挺度。,木素原本是白色的，而木材本身是有颜色的，说明木素本身存在一些生色基团，在制浆或制备木素后，木素均带有颜色，说明木素中的某些基团在化学处理后产生了有色基团。木素分子的生色基团：,木素单体的分子结构,4.其它少量成分 造纸植物纤维原料中还含有淀粉、果胶质、脂肪、树脂、蜡、灰分等。原料不同，少量成分的种类和比例也不一样。,各种造纸原料的化学组成,纤维素含量棉麻木材（针叶木、阔叶木）禾木科,四.制浆工艺(Pulping)制浆：将造纸原料分散为单根纤维的过程，获得的产品称为纸浆 制浆分为备料、制浆、洗涤、筛选与净化、漂白等部分。备料：制浆前把粗大的木材、禾草切成小块的料片并去除杂 质的操作,1.化学法制浆(CP,Chemical Pulping)(1)原理：利用化学溶液在一定温度（165-1750C)和压力下蒸煮溶解掉木材中的木素和其它杂质，尽量保留纤维素。获得的纸浆称为化学浆。依据化学药品的不同，又分为石灰法、烧碱法、硫酸盐法和亚硫酸盐法等。（2）特征：这种方法制得的纸浆大致保留了纤维的天然长度，去除了大部分木素，能用来生产强度高、柔软的高档纸和纸板；缺点是得率低，污染大。,（3）化学法制浆方法比较,（4）化学法制浆工艺,化学药液 黑液 原料备料装锅蒸煮(升温、放汽、保温)放锅洗涤筛选漂白纸浆(漂白浆)本色浆 漂白剂,蒸煮锅为密封高压容器，蒸煮温度达155-180洗涤：将纤维与废液的混合物（黑液）分离碱回收：无论是碱法制浆还是酸法纸浆，分离出来的废液直接排放将严重污染环境，因此需要回收,漂白：A.白度：白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝光的反射率以相对于蓝光照射标准白板表面时反射率之比，称为白度，以%表示。B.漂白方法氧化性漂白：漂白剂：ClO2 NaClO H2O2 Cl2 特点：漂白白度高，稳定好，永久漂白，纸和纸板长期存放不褪色，但破坏纤维素。对于食品包装的纸和纸板，要采用无氯漂白还原性漂白：漂白剂：Na2S2O3 特点：漂白稳定性差，暂时漂白，但不破坏纤维素。,2.机械法制浆(MP,Mechanical Pulping)(1)原理：通过机械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用将原料分散成纤维(2)生产方法：利用木材与磨石的摩擦力使纤维从木材上分离下来，这种浆由于非纤维素也都留在浆中，所以机械浆存在着黄色，且日光及空气作用会使纸的颜色进一步变黄。纸的强度较低，一般用于新闻纸的制造。（3)特点：纸浆得率高，无污染。因保留了所有原料成分及对纤维的切断，使得用这种浆生产的纸强度低、发脆，漂后发黄等。,3.化学机械法制浆(Semi-chemical Pulping)（1）原理 先将原料用低浓度的化学药液在较低温度下做较短时间蒸煮处理，使原料松弛、松软，然后用盘磨机磨成浆。（2）特点 这种浆的得率介于化学法和机械法制浆之间，获得本色浆。,四.造纸工艺(Papermaking)将制得的纸浆分散开来通过抄造技术后制得交织均匀的薄片。,目前以湿法造纸为主，即：,水 胶料 填料 水 纸浆打浆施胶加填调浓纸页成型压榨干燥压光整理纸或纸板,1.打浆(Beating)（1）原理与作用 利用物理机械方法处理浆料，使纤维经挤压、摩擦、揉搓、剪切等作用，使纤维受到撕裂、弯曲、扭曲、压溃和断裂等力的作用，互相分离成单根纤维；并把纤维切成适当长度，沿纤维方向摩擦分裂，两端帚化发毛，宏观上利于增加纤维间的接触面积，提高纤维的交织能力，微观上它能使微细纤维之间足够接近，形成分子链之间的氢键结合。两者都能显著增强纸张强度，但后者更加明显。(2)打浆设备 槽式打浆机、盘磨机、磨浆机,打浆度：表示打浆的程度（0SR：0-100）0SR70 粘状浆0SR30 游离浆 0SR高,有利于增加纤维间的结合力，提高纸的抗张强度耐破度耐折度平滑度挺度等;但降低纤维平均长度,降低纸的撕裂度和不透明性，因此打浆度要适中。,2.施胶(Sizing)通过向纸浆冲加入耐水性胶料或在纸幅表面涂胶，使纸张获得抗拒液体扩散和渗透的能力。纸内施胶：将胶料直接加入纸浆内，然后造成纸张。施胶剂多为松香胶，松香不溶于水，先将松香加碱和蒸汽熬成胶料，然后加入打浆后的纸浆中，用明矾作用将松香粒子沉淀在纤维上，在干燥高温下松香熔化堵塞毛细孔。表面施胶：将胶料涂布于纸和纸板表面，不仅改善纸和纸板的防潮性能，还提高纸张表面强度、平滑度和适印性能。施胶剂有淀粉及衍生物、纤维素衍生物、动物胶、松香胶等,3.加填(Fill)向纸浆中加入一些难溶于水的矿物质填料，使纸张具有可塑性与柔软性，纸张压光后更为平整，同时提高纸张的不透明性和适印性，使印刷字迹清晰、饱满、不透印，提高纸张白度，降低纤维消耗量与成本。常用的填料有：滑石粉(成分:MgO 30.6%,SiO2 62%,白度96.8%,粒度0.25-5)瓷土(成分:Al2O3 39%,SiO2 45%,白度82%,粒度0.5-10)另外还可以加CaCO3 TiO2 BaSO4 但是加入填料会使纤维结合受到阻碍，因而降低纸张强度。,4.调浓及其它处理 染色 根据要求可加入适当染料制成希望色泽的纸 增强 加入增强剂(CMC)、耐磨、抗湿剂(脲醛、三聚氰胺树脂)等 调浓至0.1-1.5%,5.抄纸 打浆配浆后的纸浆，调成合适的浓度(0.1-1.2%)后,保证纤维悬浮在水中，然后送到抄纸机上，使其在造纸网上(铜网、PET网)脱水，相互交织,再经过压榨、干燥、整理制成一定规格的纸。,造纸机(Papermaker)造纸机主要有长网造纸机、圆网造纸机、夹网造纸机等。长网造纸机(Fourdrinier Machine)1799年法国印刷工洛伯特发明了无端网带，1804年长网造纸机发明，自此机械化造纸替代了手工造纸，纸的产量与应用范围逐年增加。A 流浆箱：以稳定的流速、均匀地将浆料送至网上，以保证形成均匀的纸页。,B 成型网部：作用：形成湿纸幅，起脱水、成型。即使纤维沉积在网上，并使纤维添加剂均匀分散，纵横交错,使全幅纸的定量、厚度、匀度等均匀一致。网部成型不仅决定了纸张的厚度和定量，也使纸张产生了方向性，由于一般流浆速度略低于网速，使较多的纤维长度沿成形网运行排列，使纸张形成后这一方向即纵向（MD，Machine Direction）的强度略高于另一方向即横向（CD，Cross Direction）的强度。此外由于纸页成型时贴近网面的一边细小纤维和填料通过网孔流失较多，成型后表面相对粗糙，从而出现纸张两面平滑、光洁度不一样，即纸的正反面。,C、压榨部：挤压脱除纸页中的水，同时起到改善纸页结构、增加纸页紧度、消除网痕等。湿纸幅通过压榨后干度提高到25-42%，计算表明，压榨脱水多去除纸幅中1%水分，则干燥时可节省5%的蒸汽。D、干燥部：经过压榨后纸幅中的剩余水分很难再用机械方法除去，干燥部的任务就是通过加热装置加热蒸发纸页中水分，使纸张最后水分在6%-10%，同时干燥还能进一步完成施胶，表面施胶大多也在干燥部完成。干燥速度对纸和纸板的性能有较大的影响，在干燥初期要避免高温造成水分蒸发过快，否则会影响纤维间的结合力,E、压光与压纹：干燥后的纸页要经过一组或多组压光辊压光，使纸页紧密，表面平整，尽量消除两面差。F、卷取和整理：卷取是将压光后的纸卷成纸卷，由于在造纸过程中容易出现断头等情形，加上宽幅造纸机生产的纸张不适合包装机、印刷机直接使用，因此还需要通过复卷机分切、复卷，并将断头接好并标示出来，然后裁切成商品规格，经分选、计数、打包后直接进入仓储或流通。,圆网造纸机(Cylinder Machine)与长网造纸机相比主要是纸页成型的网部不一样，其它部分基本相同。圆网造纸机结构简单、占地面积小、投资少，更主要的是它更适合生产厚纸板和多层纸板，是生产包装纸板的主要设备。,纸板的生产 圆网造纸机生产纸板有间歇式和连续式两种，抄造高定量与较厚纸板采用间歇式生产工艺，将制备好的浆料在网部形成湿纸幅后脱除部分水分，然后再成型辊上缠绕，借助成型辊和支撑辊间的压力使湿纸幅层间粘合在一起，达到希望的厚度后，将其割断取下，成为平张的湿纸板，然后将湿纸板叠码至1-1.5m后置于压力机中进一步压榨脱水，最后再经过干燥和压光处理即可获得质地均匀、表面平整的纸板。,总结：植物纤维的化学组成 制浆方法及其特点造纸工艺及其对纸质量的影响,纸和纸板的性能及测试方法,第三节,一、纸和纸板测试前的采样与预处理1.取样步骤平板纸取样 从整批材料中随机抽取包装完好、无损伤的纸和纸板数件，然后从中抽取一定张数作为检测样品。,平板纸张取样数量/张,2.卷筒纸取样 从卷筒纸外部去掉全部受损伤的纸层，从未受损的纸层开始再去掉3-5层，沿卷筒的幅宽划切一刀，其深度要满足取样所需的张数，让切取的纸样与纸卷分离。然后从每张样品上切取一个试样，试样长度为卷筒的全幅宽，试样宽度均为400mm。,3.纸张纵横向判别 纵横向的判别是为了制造包装容器时，更好地利用纸张纵横向性能的差异来制造出性能好的产品。纵向：沿纸机网部运行的方向;横向：垂直于纸机运行的方向.两向抗张、耐折、撕裂度均不同.如何区别纵横向?试条弯曲法：两自由端分开时上纵下横撕裂法：平滑裂口为纵向，锯齿状裂口为横向 浸水干燥法：卷曲轴向为纵向 测试法：强度大的方向为纵向；伸长率大的为横向 观察法：纤维沿纵向排列,4.纸张正反面判别 正面反面的形成：纸幅接触网的一面为反面，由于细小纤维流失而显粗糙；正面较平整，从而产生了两面差。正反面的区别：观察法：网痕、平滑度 浸水干燥法：浸水卷曲时内弧为正面，干燥时相反 撕裂法：将试样先在纵向上撕，然后将撕纸的方向逐渐转向纸的横向，向纸的外边撕去，纸毛明显的一面为网面。,5.试样的预处理与检测环境标准大气 测试纸和纸板性能时标准大气温度为231，相对湿度为50%2%试验环境的控制 除了温湿度达到规定要求外，还要确保室内空气良好循环对流，5min完全换一次空气试样的预处理 取下的试样置于标准大气中至少要5-48h才能进行测试,二.测试方法 1.定量(Grammage)单位面积纸和纸板的质量，g/m2表示。用精度为0.01g的天平称出试样质量，然后计算出定量。纸和纸板的物理性能都与定量有关。为了使同一类型的纸张强度具有可比性，需要用定量换算为抗张强度、断裂长、耐破指数等 2.厚度(Thickness)纸和纸板在两测量板间受一定压力(100kPa)直接测量的厚度,mm,3.紧度(Apparent density)又称表观密度，单位体积纸和纸板的质量，g/cm3 D=G/1000b 式中 G-定量,g/m2，b-厚度,mm 另外也可以用松厚度即紧度的倒数1/D(cm3/g)来表示纸和纸板的紧密状态。4.水分(Moisture content)纸和纸板在100-105下烘干至恒重时，所减少的重量与试样原重量之比，%,5.抗张性能(Tensile propertics)纸和纸板所能承受的最大拉力，N抗张强度(Tensile strength)纸和纸板横截面长度所能承受的最大张力，N/m,裂断长(Breaking length)纸和纸板在自身重量作用下断裂时的长度，以m或km表示,抗张指数(Tensile Index)抗张强度除以定量，Nm/g I=S/G 式中 I-抗张指数,Nm/g S-抗张强度,N/m G-定量,g/m2,伸长率(Tensile stretch)纸和纸板断裂时的伸长对原试样长度的比率，%,伸长率大小与纵横向关系,6.耐破度(Burst,Bursting strength)纸和纸板所能承受的均匀增大的最大压力，KPa耐破度是抗张强度、伸长率及撕裂度等强度指标的综合反映。7.耐折度(Folding endurance)纸或纸板在一定张力下所能经受往复折叠一定角度的次数称为耐折度，用次表示。耐折度直接反映纸和纸板制成包装以后的使用性能，如纸箱、纸盒摇盖的可折叠次数与耐折度有很大关系。耐折度测试的仪器有：肖伯尔式耐折度仪，适于测试纸张，折叠角180 MIT式耐折度仪，适合纸和纸板测试，折叠角135,8.挺度(Bending stiffness)挺度是一定条件下，弯曲一端夹紧的试样至15时的力矩，mN.m。挺度反应了纸板弯曲时面层的伸长能力和内层的承压能力，是包装纸板的重要性能。理论上挺度与纸板的厚度、长度、宽度存在以下关系：S=Eb3B/12L2 S挺度，E-杨氏模量，b-厚度，B-宽度，L-长度 挺度随浆料的性质变化而变化，打浆度升高，挺度增大，半纤维素含量高的纸或纸板，其挺度较大。,9.撕裂度：撕裂预先切口的纸或纸板至一定长度时所做的功称为内撕裂度，由于撕裂长是固定的（430.5mm），因此一般用力来表示撕裂度的大小。撕裂指数是表示撕裂度大小的另一种方法，它是将内撕裂度除以纸张定量所得到的结果，用mNm2/g。测量撕裂度采用爱利门道夫撕裂仪，,11.平滑度(Smoothness):在一定真空度下,一定容积的空气通过受一定压力的试样表面与玻璃间隙所需要的时间。平滑度是评价包装纸和纸板印刷装潢效果的重要指标，主要取决于纸页表面纤维与填料的分布状况。,12.透气度（Air permeability）:表示纸和纸板透过气体的能力.透气度是指在一定压力和测定面积下一定量空气通过隔膜所需要的时间。应用例子 a电器纸-透气度小;b 滤纸-透气度大;c 水泥袋纸-适中;d 卷烟纸-透气度大.影响透气度的结构与组成因素：A、打浆度大,则透气度小;B、半纤维素、填料、压光、湿度越大则越小.,总结：纸的正反面及纵横向区分纸各种性能的测定方法,包装用纸,第四节,如牛皮纸、鸡皮纸、纸袋纸、瓦楞原纸等,沥青防水纸、油纸、蜡纸等,植物羊皮纸、玻璃纸、防水纸板等,如纸袋、纸箱、纸杯、纸质餐具等,纸/塑料、纸/铝箔、纸/塑料/铝箔等,加工纸 造纸机生产出来的纸和纸板，在用于某些商品包装之前，需要对其进行适印性、装饰性、防潮性、阻隔性、热封性和防锈性等功能性方面的加工，以改变纸和纸板的外观及其它物理化学性能，满足不同商品的包装要求，这种为了赋予纸和纸板必要特性而进行加工处理所得到的产品称为加工纸。,一.涂布加工纸 在纸和纸板表面涂上一层涂料、药剂或镀上一层薄膜，改善纸张的表面性能与外观，提高其包装适印性能及保护性能，达到耐水、耐油、防潮、防水、防粘、防腐和装饰性优良等效果。涂布纸的性能是由原纸决定的，用来涂布的原纸必须有足够的强度和涂布加工适性，原纸一般是采用化学木浆来制造。,原纸性能：打浆度：不仅影响原纸的强度，还影响纸张的进度和吸收性。为了保证纸张的吸收性，涂布原纸紧度不宜过高，这样能使涂料较多地渗入纸页，提高纸面与涂层结合强度，同时疏松的纸张能减少纸张卷曲，保证印刷时具有弹性，利于墨迹饱满、清晰。但过于疏松既影响纸张机械强度，又会大量吸收涂料中的水分而使涂层粘结不良，导致压光和印刷时掉粉。,施胶度：可以调节原纸的吸收性能，施胶度高，不仅原纸吸收性差，而且还会使涂布后两面出现较大的湿度差，使纸张卷曲。加填：填料应该有较高的白度、遮蔽力，和较细的粒度，以免较大的粒子在涂布时脱落影响涂布质量。均匀性：原纸必须有较好的均匀性，,常用包装加工涂布纸,（一）颜料涂布加工纸 将颜料、黏合剂和辅助材料制成涂层，通过专门设备将其涂布在纸和纸板表面，经干燥、压光后在纸面形成光洁、致密的涂层，获得表面性能和印刷性能优良的颜料涂布纸。用于商标标签、烟盒、化妆品、药品、小家电、高档小百货包装及画报、日历印制,1.涂料的成分与作用：(1)颜料：填平凹凸不平纸面而提高纸张平滑度，改善油墨吸收性，以适合印刷，同时增加白度与不透明性，改善纸张外观。对颜料的性能要求：白度和不透明度要高；粒度适当；易分散于水；良好的化学稳定性；耐磨性低(2)粘合剂：保证颜料与原纸间的牢固结合，作为原料的载体和分散介质，保证颜料分散并增加流动性，作为涂料液的保护剂，调节涂层对油墨的吸收性成膜状粘接在纸面上。主要有淀粉、纤维素衍生物、PVA(3)助剂：分散剂：防止颜料凝聚和沉淀，提高涂料的流动性，如多磷 酸钠、聚丙烯酸钠耐水剂：如石蜡、脲醛树脂;消泡剂：磷酸三丁酯、硅油等稳定剂、防腐剂、增白剂等,2.涂料的制备 将水与颜料制成均匀的悬浮液，然后与制成的粘合剂混合均匀，加入助剂，研磨筛选后成为固含量30-70%的涂料。固体物中一般颜料占75-90%，黏合剂占10-25%，另加少量助剂。,3.涂布工艺和设备 制备好的涂料利用涂布机按一定要求将规定的凃量涂于纸面，涂布设备除了将涂料转移到纸面上外，还应具有计量与整饰等功能。涂布纸的干燥：除了去除水分外，还要保持涂层在干燥过程中涂料化学组分产生成膜性和一定的抗水性。涂布纸的干燥曲线控制很重要，预热阶段温度保持在72左右，使涂层达到蒸发点；第二阶段为恒温蒸发段，温度在80-150，使表面蒸发和干燥接近完成；第三阶段为降速干燥段，使内部干燥达到稳定为止。,铸涂纸（Cast Coating Paper）是一种表面光泽度呈镜面效果的颜料涂布纸或纸板，用于高、中档小商品包装盒或袋。铸涂是将尚具有流动性的涂层与经过加工的非粘着性表面（如镀铬烘缸）接触、干燥（或冷却），待形成非粘着性表面后再剥离下来的方法。用于铸涂的涂料可以是颜料型，也可以是合成树脂。有湿法、成膜法、凝胶法和高级压光纸的高光泽法处理四种。,湿法铸涂是在纸页表面涂布颜料型涂料，在涂料流动性尚好时与高度抛光的镀铬烘缸接触干燥。涂料被烘干后成与烘缸表面相同的光泽度，涂层厚度较普通涂布纸的涂层厚一些，涂布量为15-40g/m2。凝胶化铸涂通常先用气刀涂布，然后将涂布后的纸页通过一酸液池处理，使涂料与酸发生化学反应而凝胶化，最后在光泽烘缸表面受到高的线压力，使涂层表面产生出镜面光泽。,成膜法铸涂先将涂料直接涂布在光泽烘缸表面，干燥后转移到纸面上，转移之前，与铸涂膜粘结面上应预先涂布水湿型胶黏剂，以保证原纸与涂层均匀结合。适合于铸涂纸板，并且具有干燥效率高、防止涂料向纸页渗透、涂层厚度均匀等优点，从而改善了涂层的柔软性、抗弯曲性能，减少了原纸本身质量对涂布过程的影响，使纸板的适印性得到提高。,(二)、树脂涂布纸(Polyer coating paper)将树脂分散溶解在不同溶剂中，或直接熔融成涂料涂于原纸表面，以提高纸张的防水、防油、不透气、阻隔性能，或为了提高纸的绝缘性，改善纸的外观性能等。用于食品、药品、消毒材料、不干胶带基纸,1.清漆（或溶剂）涂布 把聚乙烯PE、聚苯乙烯PS及某些纤维素衍生物等成膜树脂溶解于醇类、脂类、丙酮等有机溶剂中而制成清漆涂料，然后涂布于纸面，待有机溶剂挥发后，即在纸面形成连续的薄膜。在涂料中加入松香及其衍生物等非成膜树脂，可以提高涂层的硬度与光泽度；也可以加入蓖麻油、硬脂酸盐等增塑剂，提高涂层的柔软性。适当配比各成分，可以获得防水、防潮、防油、防粘、阻隔性能良好的产品。以硅橡胶,汽油,制成的涂料涂布于纸面可获得不干胶纸基,2.有机溶剂分散涂布 将成膜树脂分散在有机溶剂中而制成高浓度脂状分散体（溶剂室温不能溶解树脂，做分散剂使用），然后涂布纸面上进行干燥。当温度超过170以上时，就会溶解树脂而使其变成黏稠的橡胶状薄膜，具有良好的耐磨性与柔韧性。用乙烯分散体做涂料时所得涂层，坚固耐用、柔软、美观和防水。可作为纸带、离型纸等。,3.乳胶或胶乳涂布 乳胶和胶乳都是树脂的水分散体，乳胶是将树脂用水分散而制成，不含其他溶剂；胶乳却是利用部分溶剂和水一起制成水分散体。将其涂于纸面，通过干燥蒸发水分，树脂形成薄膜。如果配料合理，所形成的薄膜较强韧、坚固，其产品具有耐油、耐药、防潮、耐磨等性能。这种方法无毒、不易燃、较经济，树脂的分子量对水分散体得黏度无影响，故涂料流动性好，且固含量和黏度可以调节。但是不易形成连续的涂膜，干燥时间长，容易卷曲。,聚偏二氯乙烯（PVDC）加工纸：将PVDC树脂的乳液涂敷于纸面后，经过干燥处理而成。为了得到优质涂膜，要反复涂敷2-7次。制造PVDC加工纸的原料纸要尽量选择质地致密、表面光滑的纸如玻璃纸、优质牛皮纸等。PVDC加工纸有出色的气密性，良好的耐油性和防潮性，热封合性良好，涂膜表面有较好的印刷适应性。,PVDC涂布纸：防潮、阻气、保香、耐油、耐化学药品、热封、适印性能良好:,4.热融涂布 所用涂料是蜡类或热熔树脂如乙烯醋酸乙烯共聚物、石蜡、沥青等。在热熔状态下直接涂于纸面，冷却后形成光滑、连续的薄膜。这类加工具有防潮、耐水、耐油和热封等特性，常用于冷冻食品、肉类包装。以石蜡涂布为例，涂蜡效果见下表：,5.挤压涂布 将树脂（LDPE、HDPE、尼龙、PET等）以热融的薄膜状态从挤出机直接压向原料纸的表面，压合后急速冷却，使其与原纸紧密贴合。结合方式有两种：机械结合是将熔融树脂借助于挤压而侵入表面粗糙、有空隙的纸面内，冷却固化形成结合。化学结合是在纸面上涂以钛酸酯溶剂等使两者结合起来。,(三)、药剂涂布 将不同药剂分散在一定浓度的黏合剂或溶液中，然后涂布在纸面上，获得功能不同的包装纸，有时为了不使药剂有效成分穿过纸页逸散，涂布药剂前先在纸的另一面进行涂蜡或树脂涂布处理。防锈纸：接触型与气相型 保鲜纸：食品水果保鲜作用 防霉纸：食品、棉、麻纺织品、草制品防霉 防虫纸：粮食、字画,1.防锈纸 使防锈剂附着在金属表面，隔离氧化物，抑制或缓解金属表面电化学反应的进行。分为接触型和气相型两类。接触型防锈纸：必须与金属表面良好接触才能起到防锈作用。药剂：苯甲酸钠+苯甲酸钠十亚硝酸钠 涂布量：5-30g/m2 防锈期:2-5年 适应对象：表面平整的金属制品，如刀具、量具等,气相型防锈纸 所用的气相防锈剂在常温常压下能缓慢地挥发出气体，充满包装的空间，对所保护的金属制品起到防锈作用，使用时不必直接接触产品的表面。原纸要有较高的机械强度和良好的化学性质，常用中性、石蜡牛皮纸做原纸。涂布加工时一般需要双面涂布，正面涂布气相缓蚀剂，为了防止缓蚀气体透过纸页逸出包装外，在纸的另一面应涂布具有较好阻隔性能的蜡、树脂等涂料。适用对象：包装形状复杂的仪器仪表,2.抗菌防霉纸 用杀菌剂和防腐剂涂布的纸包装食品、药物、针棉织品等，使其免遭微生物（霉菌和细菌）的侵蚀，防止变质腐败。常用的防霉剂是由硫酸铜和8-羟基喹啉与某种强酸的反应生成物（如8-羟基喹啉硫酸盐）所组成。此外，1，1-二烯丙基胍及其盐类化合物、水杨酰替苯胺与三聚氰胺甲醛树脂混用，都具有良好的杀菌作用。,3.防虫纸 用于防止昆虫入侵的纸，包装大米、面粉、字画、棉麻、革织品生产方法：在纸浆内添加一些防虫的农药，较常见的是在浆内添加除虫菊酯和胡椒基丁醚，然后抄纸。或者将防虫剂配制成涂料涂于纸面。,4.防鼠纸 以环己二酰亚胺、有机锡化合物、硫醇化合物等为涂料涂于纸面，能防止鼠咬。,(四)、真空镀膜纸 是一种阻隔性能、表面性能良好的包装纸，具有金属光泽的装饰效果，但比铝/纸复合材料成本低。广泛用于防潮、防水、装饰性包装，尤其在香烟、食品、药品、化妆品包装。真空镀铝纸是在真空下，以电阻、高频或电子束加热，使铝丝加热到1400左右气化后附着在纸基上形成的，按生产工艺分直接法（纸面镀铝）和转移法（膜面镀铝）两种。,直接法是预先对纸表面进行涂覆处理，以提高纸张表面平整性、光亮度，然后将纸直接置于真空镀铝机进行镀铝的方法。这种方法对纸张要求高，适用于40120g/m2的铜版纸、白板纸、卡纸等纸型。转移法是以PET、BOPP薄膜为转移基材，经涂布、上色、喷铝、复合、剥离等工艺处理，使具有金属光泽的喷铝分子层通过胶粘作用转移到纸或纸板表面的方法。,真空镀铝的优点：提高材料的阻隔性能；阻光性好，几乎可遮住紫外线与可见光，防止食品 褪色变质；表面有金属光泽，装饰效果好；印刷层合性好，不容易发生针孔；成本低：用铝省，性能相同时，镀铝消耗的铝仅为 铝箔的1/200-1/100.防伪：真空镀铝纸易于进行镭射全息处理，处理后 的真空镀铝纸称为镭射喷铝纸(简称镭射纸)。适用范围广：镀铝纸广泛应用于日常生活中烟、酒、食品、药品和日用品的包装。,二、浸渍加工纸(Impregnated Paper)又称吸收加工纸，它是用树脂、油类、沥青、蜡质、化学药剂等对原纸进行浸渍处理，使之具有防油、防水、防潮、耐磨等性能，可用于商品的防护性包装。同时一些功能型浸渍液还能改变纸和纸板的耐酸碱性、耐化学腐蚀性能，或经浸渍后的纸和纸板具有防火阻燃、果蔬保鲜等功能。浸渍处理的功能液不仅附于纸面，而且渗入纸页内部，纸张性能均匀一致。,(一)浸渍加工原纸与浸渍剂 浸渍原纸对浸渍液要有良好的吸收性，纸页组织均匀，不能施胶，具有一定的强度，以保证在浸渍过程中不断裂。浸渍剂主要有合成树脂、胶乳、干性油、石蜡、沥青等。合成树脂、沥青浸渍液以加热熔融制备为主，胶乳则以有机乳液形成，而石蜡液即可通过熔融，也可通过溶剂溶剂溶解制取。,(二)浸渍加工工艺1饱和式浸渍法：将原纸投入浸渍液中，纸页在浸渍液内运行过程中被浸透饱和。适用于某些吸收量大的生产。2珠式浸渍法：原纸在浸渍液面运行，保持一定的间隙，在浸渍液与原纸接触后，借助于浸渍液与纸页间的粘附力形成一个浸渍液的接触层，使纸页吸收一定量的浸渍液。改变运行车速可调整浸渍量大小，适合于药剂浸渍。,(三)、浸渍加工纸1树脂浸渍加工纸(1)浸渍液：酚醛树脂、脲醛树脂、密胺树脂(2)性能：防水、防潮、防油、透明、绝缘、耐酸不耐碱2胶乳浸渍加工纸(1)浸渍液：氯丁、丁苯、聚苯乙烯胶乳，丙烯酸脂胶乳，可在40-180之间使用(2)性能：提高了纸页内部的结合强度，耐磨抗撕，耐酸碱，但不耐有机溶剂。,3油纸(1)浸渍液：亚麻油、桐油、柞油、檄槛油、矿物油等。(2)性能：耐水、油、光、碱、磨(3)用途：包装金属制品、刀具、工具，食物油浸渍后可包装水产品、鲜肉、水果、蔬菜等4蜡纸(1)浸渍液：石蜡(微晶石蜡熔点54-99占25，普通石蜡47-65占75)，为防止低温下折裂口，加入PE增加韧性，加入适量保鲜剂可获得保鲜纸。(2)性能：柔软、防潮防水、耐油、卫生(3)用途：包装面包、糖果、饼干、冷冻食品等。,5.阻燃纸(1)阻燃剂 含磷类：磷酸三聚氰胺、磷酸胍、磷酸米基胍、三乙烯磷 酸脂、酸性磷酸脂 含卤类：氯化石蜡烃、氯化肥、溴化氢酸胍、氯化聚乙烯、氯化聚偏氯乙烯、溴化三烯丙基磷酸脂 含硫类：磺胺酸胍、硫酸胍 无机类：磷酸铵、氯化铵、磺胺酸铵、多磷酸铵、硼砂、硅酸服、四硼酸肌、三氧化锑、氧化肽 含水类：氢氧化铝、氢氧化镁、道森盐、硬硅钙石 浸渍药量为原纸的15-20。除了浸渍法外，还可用浆内添 加法、压榨施胶法、涂布法等。(2)性能：阻燃防火、不明烧,三、变性加工纸 将原纸进行化学处理，使纸页发生润胀、胶化、降解或纤维素再生，结果使纸的性质发生了根本的变化，出现了许多新的性能，如不透气、防潮、防水、耐油、卫生无菌、提高强度等，满足各种包装的要求，用于包装的变性加工纸主要有植物羊皮纸、玻璃纸等。,（一）植物羊皮纸 植物羊皮纸是将植物纤维原纸用硫酸处理，使纤维表面膨胀或胶凝，变成淀粉状朊，覆盖了整个页面表面，使纤维间无空隙。简称羊皮纸，又称硫酸纸。生产方法,生产羊皮纸所用的原纸由棉布浆或漂白化学木浆抄制，要求具有较强的吸收能力,特点：原纸经过硫酸处理后，纸页的气孔大大减少，纸质强韧紧密，有弹性、抗水、不透气、半透明，不易燃烧，能维持较长时间的湿强度等性能。在热水、冷水或盐溶液中不发生纤维解离现象，对其他许多溶液也具有抗解离能力。纸的强度高，挺度高，耐折度高，像羊皮一样坚韧，可以抵抗沸水的溃解。硫酸处理的杀菌作用，纸张卫生干净。,用途工业羊皮纸:适合包装机械零件、仪器、仪表、医药、精细化工产品以及一些贵重的商品。可作打孔电报纸，电子计算机纸带，是通讯和计算机的重要材料，在纺织和化学工业也有重要应用。食品羊皮纸：奶油、黄油、熟肉等食品的包装；药品、消毒材料的内包装；金属罐的内衬，防止食品与金属罐体接触而发生变质。,(三)、玻璃纸(Glass Paper)也称透明纸，是由纤维素磺酸酯制成的透明度非常高的一种装饰性包装用纸。1.生产方法,以高级漂白硫酸盐木浆为原料,性能透明性和光泽性好：可见光透过率几乎达100%印刷适应性好 不透气性好：干燥时具有较好的阻隔性 耐油性：玻璃纸对油有较好的耐抗性 非导电性：与薄膜不同，不会积累静电 防灰尘性：表面光亮平滑，不带静电，不易粘上灰尘 耐热性：可耐180-190 高温 但玻璃纸易吸潮，防潮性差，尺寸稳定性随湿度变化而显著下降，遇潮后易起皱和粘连，撕裂度较小，干燥变脆，无热封性。,用途 因透明能直观商品，主要用于化妆品、医药、糖果、糕点、及纺织品等，也用于各种包装的开窗部分。玻璃纸也可以与塑料薄膜层合，从而提高玻璃纸的强韧性、防水性和防潮性，并使其具有热封合性。,(四)、复合加工纸(Composited Paper)原理：将纸和其它片（膜）状材料粘合一起而形成的层合物称为复合加工纸。特点：增加强度、功能全面（防油、水、潮，保鲜（色、香、味），阻隔、刚性好，可热封等。,1.湿法复合 是指粘合剂涂覆后不加热干燥，直接与另一材料层合，层合后干再加热干燥，除去粘合剂中的溶剂。特点：以水溶性胶为粘合剂，如干酪素、淀粉、PVDC、EVA 要求：基材对水有亲和性：纸-纸、纸-布等；其中一种基材具有多孔性，以蒸发粘合剂中水分。,工艺产品性能与用途 提高强度，成本低、生产安全、无气味适应范围小，防潮性差，不适合多层复合 瓦楞纸板，夹筋纸袋纸,2.干法复合 指粘合剂涂敷后先进行干燥除去粘合剂中的溶剂，然后与另一材料层合。(1)特点 溶剂型粘合剂：氨基甲酸脂、醋酸乙烯、聚酰胺、橡胶系 适合于纸与各种材料的复合，可生产多层复合材料(2)复合工艺,(3)性能与用途 防潮防水、防油、可热封 溶剂回收、气味、安全性等问题 自粘商标纸、饮料盒纸板、纸-塑、纸-金属复合材对,3.热熔复合 指热熔粘合剂涂敷在纸上后与另一材料层合。(1)特点热熔粘合剂：蜡、沥青