纸和纸板的基本性能及其测定(2)

　　－  纸和纸板的平滑度

　　平滑度是指在一定的真空度下，一定容积的空气通过受 一定压力的试样表面与玻璃面之间的间隙所需的时间，以秒表示。 平滑度决定于纸张的表面状况，如果纸面凹凸不平，纸的平滑度很差。纸报表面上有皱纹、压花、硬纸块、折子、透帘、斑点、尘埃以及铜网和毛毯的印痕，或有调粉、掉毛现象，纤维间隙等都会降低纸张表面的平整情况，从而降低纸的平滑度。因此，一般平滑度与纸张外观有联系。一张粗糙的纸张不能引人爱好，纸面上有过多的钢网、毛毯印子或者 有破浪皱纹、起毛、有很坏的压花现象，多是不能满足要求的。平滑度是书写纸的重要性能，因为书写纸是用两面的，不论哪一面都要求在书写时墨水不能渗透而影响另一面，笔尖不钩纸面，书写流利。对印刷纸来说，统张的平滑度愈大，表面愈均一时，在印刷过程中，印刷效果好。这点对印刷图片是特别重要的。不同的印刷方法，对纸张的平滑度和表面均一性的要求也有所不同，凹版印刷要求总的平滑度和表面均一性，其次是胶版印刷。凸版印刷的纸张的平滑度，可以稍为低些。不同用途的纸张，考虑平滑度时，要注意到：
　　 （1）平滑度与松软性要互相协凋。要保持平滑度和松软性有一定的比例关系，才能够制出印刷质量好的纸。这是由于比较松软的纸张才能使纸张的表面与印刷版表面充分地完全地接触，这点对于凸板印刷特别重要。有时为了保证纸张的松软性而不得不降低纸张的压光程度以致降低纸张的平滑度。往往发现平滑度比较低，比较松软的纸张，比起平滑度较高，比较硬的纸张，具有更好的印刷性能。因而在制造印刷纸时要求尽可能做到制出平滑度比较高 又比较松软的纸张。
　　 （2）平滑度与吸墨性的关系。平滑度高的纸张往往紧度比较大（特别是在采用纸机压光来增加平滑度的情况下），从而使纸张的吸油墨性降低，因而要求吸油墨高的纸张（如用于高速轮转印刷机的新闻纸）平滑度不宜过高。
　　 （3） 纸张两面平滑度差的问题。纸张两面的平滑度是不一致的。一般来说，正面的平滑度大于反面的平滑度。由于一般纸张都是两面印刷的，而对印刷质量影响很大。根据印刷的要求，凹版印刷纸正面与反面平滑度之差不大于20％，一号胶版印刷纸不大于20％，二号胶版印刷纸不大干30％，凸版印刷纸不大于25～35％。 
 
　　－  纸和纸板的抗张强度

　　抗张强度是指纸或纸板所承受的张力。通常以绝对抗张力表示：即一定宽度的试样的抗张力（牛顿）；或以裂断长 表示：即一定宽度的纸条在本身重力作用下将纸拉断时所需的纸张长度（米）；或与横向切面的抗张力表示；即以试 样单位横截面的抗张力（牛顿／米2）表示。 抗张强度是物理特性中的重要参数之一。又是一种基本检验。抗张强度是比较复杂的，它是耐破度、抗撕力和耐 折度等的一个组成部分，裂断长系抗张强度、厚度和定量的函数。构成纸的抗张力有四个主要因素：纤维结合强度；纤维平均长度;纤维内部组织方向交错系数：纤维原来 的强度。纤维结合力的大小和性质是影响有效抗张强度的 最重要的条件。 抗张强度指标对新闻组和供轮转印刷机印刷用纸等是很重要的，因为铰高的抗张强度有助于承受印刷机的牵引力。抗张强度也是纸袋纸和包装纸的重要性能。沥青浸渍纸需 要有高的抗张强度，以承受浸渍后的纸张在漂浮干燥中所 承受的压力。其它纸绳纸和电缆纸的抗张强度也特别重要。

　　－  纸和纸板的破裂功

　　应用应力应变曲线来评定纸的动态强度。应力一应变曲线下面包围的面积，就是纸在破裂前所做的破裂功。用牛顿.毫米表示。破裂功的测定有利于重点说明在破坏以前的纸张往能。如纸袋纸的破损常常是在多次受力后才发生的。每受一次，强度和伸长性能就下降一次。因此掌握纸张受力过任中的变化性能比掌握破坏时静态强度在纸张使用性能上显得更为重要，而大多数一级检验器只测定破坏时的强度。从实用观点出发，纸张破坏以前的性能比破坏时更为重要，因此纸张一般并不使用到破坏程度。如纸袋要有高的强度，以保证纸袋在运输过程中不破损。传统上是以耐破度、撕裂度、抗张强度等指标来反映纸袋纸的强度性能，但从长期的生产中发现抗张力、耐破度和 撕裂度大的纸袋纸在实际使用中破损率未必很低，相反只要增加纸的伸长率，既使纸的抗张力、耐破度稍差一些、反而会符合上述的要求。为了更好说明问题，还是以纸袋纸为例来说明动态强度的问题。对于纸张来说。瞬时应变（不 可迅速复原的应变）最能反映纸袋纸的使用性能。因为它能够较确切地反映纸袋纸受力后（有人测定过力的作带时 间，有时短到百分之一秒），瞬时扩散后破裂（纸张受到冲击后至发生破裂时间为干分之三秒）的动态状况。纸张的破 损主要田于纸张受到瞬时冲击应力的作用而造成的。如果能适应这种瞬时冲击应力，纸袋纸就能减少被损。因此从 动力学角度可以看到，伸长率大的柔韧的纸能够较多的吸收纸张受到冲击时的应力，而且将这应力迅速地向四周扩散。而伸长率小的纸在受到冲击时，应力集中在受力点，因而越容易造成破损。因此，应用纸的应力－应变曲线来评定纸袋纸的动态强度，就显得非常适合，它的主动方向是改善统的韧性，提高纸的破裂功，也就是提高抗张力和伸长率，这在纸袋统的制造过程中要特别注意。

　　另一点要特别指出的是一张具有高韧性的纸，其纵横方向的拉力与伸长率的乘积应该相等。这个乘积叫做纸在使用过程中的净效应。净效应愈高，纸的破损就愈小。如果纸的纵横方向上拉力与伸长率乘积的差别很大，横向的动态强度特别小，造成纸张在使用过程中的薄弱性，从而增加纸张的破损率。因此，根据纸张净效应的特点，可以认为单向韧性纸不能完全解决纸张在使用过程中的破损率。所以目前世界上许多国家的包装用纸朝着双向韧性纸发展以提高纸张净效应。
　　普通硫酸盐法纸浆制造的纸袋纸具有良好的抗张力，但伸长率较低，特别是纸的纵向伸长率很低。因此、纸袋破裂时的裂缝总是与纸的纵向垂直。提高了纵向伸长率的韧性纸，它的裂缝方向也就转了个90°，即与纸的横向相垂直，这 就失分说明了伸长率的大小明显地影响着统的破裂情况。当然，在提高伸长率的同时，必须保持必要的抗张刀。因为纸张的破裂，主要是导致纤维之间的结合在受力过程中不断遭到破坏，抗张力高时，这种破坏的阻力就大，抗张力很低时，伸长率很大（如皱纹卫生纸）也是容易发生破裂的。 由上面的分析看出。提高纸袋纸的使用性能，主要的问题就是提高纸张的韧性，即提高纸的破裂功，要提高破裂功可以通过提高抗张力和伸长率实现。由于提高抗张力是有一定限度的，因此．矛盾的主要方面是如何提高纸张的伸长率。

　　－  纸和纸板的耐破度

　　耐破度是指纸与纸板在单位面积上所承受的均匀地增加的最大压力。其结果以千帕表示。 耐破度是纸张的耐破强度，它代表纸张的总强度与均匀性。也可以说耐破度决定于纸张强度的总和与均匀性，决定于它的伸长率和纸张结构方面的某些特点。它的性质与抗强力的机械性质间有一定的关系，但也受到纸张伸长率的影响，因而它也区映了纸张的强韧性。抗张力是一定宽度的纵横平均值，纵横差别可能很大，而耐破度是一定面积的强度总和。构成这些机械强度的主要因素，则是纤维的结合力和平均长度。耐破度是抗张强度和伸长率的复合函数，其应力大部分是在纸张破裂时，横跨纸幅的压力差所形成的一种张力，由于两个方向上的变形大体相等，因而产生了纸张中的不均衡应力，纸样一般破裂成为一条与纸张纵向垂直的裂缝。这种现象是由于纸张纵向的伸长率较小，在橡胶膜鼓起时，把应力导致为纵向张力。耐破度直接与纸袋纸、包装纸和纸盒纸板的用途直接有关系。这些纸张在使用过程中受到耐破度检验过程中类似的应力，然而，对于大多数的纸张来说，耐破纸与纸张用途之间并无直接联系。

　　－  纸和纸板的撕裂度

　　撕裂度是指撕裂预先切口的试样至一定长度时所需的力，以毫牛（顿）表示。纸的断裂度就是纸与纸板抗衡裂的能力。与纸的耐折度有一定的关系。撕裂度也取决于纤维长度及其内部组织方向和纤维本身的强度。也与纸的结合强度和交织情况有关。一般撕开纸的力，比裂断纸张所需的力小的多，撕开时所做的功包括两部分，就果把纤维拉开所做的功和把纤维拉断所做的功。用未打浆的纸浆制成的纸张，其撕裂力接近全部用于克服拉开纤维时摩擦阻力所做的功。实际纤维并未拉断，因为纤维间接触面积小，摩擦阻力小，因而抗撕力也低。经过轻微打浆以后纤维间结合力增加，因而把纤维拉开的摩擦阻力增加，抗撕力也就较大。在打浆初期，抗张力增加，这就是大多数纸张的典型现象。然而干纸浆并不一定总有这种撕力的初期现象，当打浆度大大增加后，纤维间已不易相互滑离，而同时本其抗张强度受到破坏的纤维数量则大大增加了，这种作用将更近似剪切作用，而不是拉开作用。因此，拉断纤维所做的功比从纸页中拉开纤维所做的功小得多，从而撕开纸张所需要的功降低。换句话说，由于打浆而增加纸页的内聚力和刚度，并将使撕力集中在小面积上，其结果是抗撕力降低。通过撕裂度的测定可以知道纤维处理的方式，并了解打浆的情况，如果抗衡力很高，耐破度很低，这是打浆不足的现象；如果抗衡方很低，耐破度很高，这可能是纸浆打浆过度；如果抗撕力与耐破度过低，可能是纤维处理过程中的切断过多。撕裂度的检验对于使用过程中受到断裂作用的纸张如纸袋纸、条纸、建筑纸板、薄页纸、邮封纸及有些制盒纸特别有用。

　　－  纸和纸板的耐折度

　　耐折度是指纸和纸板在一定张力下，所能经受180°的往复折叠次数。以往复折叠次数表示。耐折度表示纸张的耐柔折叠的能力，它和纸的撕裂度有一定的关系。凡是在使用时需要时常折叠的纸，对耐折度的要求较为严格。如对钞票纸、箱纸板的耐折度要求很高，对描图纸、书写纸、凸版印刷纸、书皮纸、包装纸等传多一般的文化印刷用纸的耐折度都有一定的要求。耐折度对于表达纸袋纸和纸盒衬里纸的使用性能很有意义。如折叠纸板是要刻划和折成纸盒的，制盒板纸常放在手指之间平折检验，每种方向折一次，并与纤维顺向成45°折一 次。如果表面纤维并未裂开，这是一种相当坚强的纸板。耐折度主要决定于纤细的平均长度，其次是纤维结合力。

　　－  纸和纸板的施胶度

　　纸与纸板的施胶度是以用标准墨水划线时，不扩散亦不渗透的线条最大宽度毫米表示；或以纸与纸板的一面与水接触，经过一定时间，表面吸收水后能增加的重量克/米2 表示。施胶度主要能反映纸面上渗透和扩散的程度，是纸张物理检验中重要项目之一。各种不同用途的纸张，对吸收性能的要求也是不相同的。有的纸张要求比较大的吸水性能，有的纸张则要求比较大的抗水性能，因此，随着纸张种类的不同，对施胶度的要求也有所不同，一般分为重施胶、中等施胶、轻施胶和不施胶四类。要求重施胶的纸张有纸袋纸、书写纸等；要求中等施胶的有画报印刷纸、电报纸 等；要求轻施胶的有凸版印刷纸、有光纸、打字纸、火柴纸 等；要求不施胶的有新闻纸、电容器纸、电话纸、羊皮纸 原纸、钢纸原纸、滤纸、皱纹卫生纸等。不同的印刷方法，对纸张的抗水性的要求也有所不同。 纸张的权水性能对于胶版印刷是很重要的，其原因是田于在进行胶版印刷操作时，纸张要和湿的胶皮接触。因此必须具有较大的抗水性，从而这类纸张在制造过程中采用比较重的施胶。至于凸版印刷纸和凹版印刷纸对抗水性的要求则不高，一般都用轻施较。一般文化用纸如书写纸用墨水在纸上书写时，墨水便有渗透扩散的现象，造成字迹模糊的缺点。若是印刷用纸，油墨印在纸上虽然不扩散但印出的字迹不鲜明，为了克服这种缺点，使之适应书写、印刷，就需用疏水物质加入纸浆中或纸的表面上，把纤维包围起来，使纤维与水不直接接触，从而给纸张一种耐水性能。

　　－  纸和纸板的透气度

　　纸的透气度是在一定面积、一定真空度下，每分钟透过纸张的空气量或透过100毫升空气所需的时间，以毫升／分表示。透气度是鉴别纸层中间的空隙程度，也是检验纸张防潮能力的指标之一，透气度是随着纸张的紧密度大小而增减的。纤维交织紧密，纸的透气度就小，反之则愈大，而纸张的防潮能力也愈低。要降低纸的透气度和提高纸的防潮能力，首先要增加纤维间的结合力和均匀度，这就要在打浆中提供纸料的打浆度。透气度是水泥袋纸、纸袋纸、卷烟纸，电缆纸、拷贝纸及工业滤纸等的主要物理特性, 都需要测定其透气度的大小。采用闸门连接装料的水泥袋用纸袋纸，其透气度是一项重要的指标，纸袋必须有一定的透气度、以防止袋装时发生破裂，但透气度过好高了，又易吸潮，所以必须控制一定的透气度。卷烟纸用加填料（CaCO3)来控制气度和调节燃烧速度，防锈包装纸应当具有最低的透气度以减少硫化氢、二氧化碳和其它气体的渗透，滤纸则需要有较大的透气度。

　　－  纸和纸板的吸收性

　　吸收性是指纸和纸板对水或其他有机溶液的吸收性能。纸张的吸收性取决于纤维的性质、浆料的打浆度和纸张的结构。在印刷过程中，纸张的吸收性能过高，会招致用油墨量大，甚至透印。若纸张吸收性能过小，又会使纸张印迹不清，在使用平板纸时，由于刷新速度快，还容易沾污其它的纸。纸张吸收性在一定程度上与纸张的透气度、紧度、平滑度、施胶度有密切的关系。

　　－  纸和纸板的白度

　　纸或纸板的白度是指白色或接近白色的纸或纸板表面对蓝光的反射率，与用蓝光照射氧化镁标准板表面的反射率相对比来表示。白皮是所有白色纸及部分加工的淡色纸所必须具备的条件。白皮是根据使用的要求来规定的，白度对于印刷纸和书写纸特别重要。但随着用途的不同。对于白度的要求也有所不同。特别是凹版印刷纸，白卡纸、特号薄页纸等纸张要求白度在90％以上，胶版印刷纸、证券纸、高级书写纸、画报纸、高级打字纸等纸张要求白度在80％以上，凸版印刷纸、一般书写纸、有光纸要求白度在60～70％之间，新闻纸要求白度为45～50％。对于印刷画报、美术图片等的纸张，一股要求较高的白度，而对于印刷书籍杂志的纸张则白度不宜过高。又如加工鹅黄色、浅蓝色腊光纸，如果原纸白度差，上色后往往呈灰暗色，而使色泽不鲜明。所以纸张必须根据用途和标准规定，注意检查以衡量其使用效果。

　　－  纸和纸板的不透明度

　　不透明度是纸张的一种光学性质，纸张的不透明度是指单张试样垫一个全吸收的黑色衬垫时对绿光的反射率与完全不透明的若干试样的相应的反射率之比。纸张的不透明度对于印刷纸来说是很重要的。只有纸张具有一定的不透明度才能够防止纸张透显现象，以保证印刷的质量。对于书写纸来说，也要求有一定的不透明度，以利于纸张的两面书写。对于某些特殊的纸张（如不透明光纸）不透明度也是非常重要的。不透明度是印刷纸、证券纸和书籍纸等一项重要物理特性。

　　－  纸和纸板的水分

　　水分是指纸和纸板在100－150℃下烘干至恒重时所减少的重量与原重量之比，以百分率表示。水分是检测纸张的重要指标。任何纸张的产品标准都有水分百分比的规定，这是因为构成纸张的主要成分是纤维素，纤维与水的关系，是纸张抄造中最重要的关系。单根纤维的水分含量影响纤维强度、绵韧度和纸页成形性能。纸张的水分影响纸张的重量、强度、耐久性、规格稳定性、油墨接受能力、整饰度、柔软度和纸张的整个印刷性能和电气性能等等。因此，水分是纸张的重要指标。纤维具有高度吸收水分的性能，而空气中经常含有一定百分比的水分。这样当空气中含水量大于纸张本身含水量时，亦即气候潮湿时，就会吸收空气中的水分。同理，气候干燥时，纸张也会因风化作用而蒸发部分的水分。直到两者间的水分平衡为止。因此，纸的含水量是随着气候干湿的变化而变化，大气是的含水量一般在7%左右，所以一般纸张产品的水分指标规定在7±2左右。

　　－  纸和纸板的灰分

　　灰是指纸或纸板在燃烧后残渣的重量与绝干试样重量之比，以百分率表示。纸与纸板的灰分主要是由纸中所填充物质等杂质量多少而异，一般为0.1-0.9%。施胶物质以及矿物色料的灰分只是纸张全灰分中很少的一部分。纸张中含灰分的百分比对其性质有很大影响，如定量在35－40克/米2，为1号薄凸版印刷字典纸时，就必须含有20-25%的灰分。因为这些纸很薄，如果不加填料，就形成透明状而不适于印刷和使用。与此相反，有许多纸张不需要加入填料(如电气绝缘纸)，有灰分时就削弱它们的绝缘强度纸张(如包装纸和制盒纸板)应含有低的灰分，因为矿物质降低纸张强度。照相纸也宜含有高的灰分，分析工作滤纸应只含有甚至于可以略去不计地灰分。所以从测定灰分中也可以看出纸张的机械强度。填料过多在印刷时容易发生掉粉现象。一般地说，纸的灰分含量应在保证正常的情况下予以适当控制。灰分测定，没有说明灰分的性质，而研究灰分的来源，却很重要。因为在漂白或染色过程中，残留的药品带来了灰分，危害了纸张强度的耐久性，而且比白土或其它填料更为严重。仿制新产品也要鉴定灰分。根据灰分的含量，纸可以分为四类：无灰纸、少灰纸、中灰纸和多灰纸。