紙頁結構與性能是輕工技術類專業(yè)相關的專業(yè)基礎課,以制漿原理與工程、造紙原理與工程、包裝材料學、印刷材料學為先修課程,是為培養(yǎng)面向新時代高等輕工技術創(chuàng)新人才需要而建立的新課程體系中主干課程。本課程擔負著由理論到工程、由基礎到專業(yè)的橋梁作用
,是輕工技術及其相近專業(yè)多門專業(yè)課程的重要基礎課程,對輕工技術學生的業(yè)務素質和工程能力的培養(yǎng)起著至關重要的作用。秉承立德樹人的教學理念,在教學過程中將專業(yè)知識和課程思政有機統(tǒng)一,潛移默化地融入課程思政要素,激發(fā)學生的擔當意識和愛國情懷,
對樹立學生正確的人生觀和價值觀起到了引領作用。
本課程屬于工程科學,用自然科學的原理考察、解釋和處理造紙過程中的實際工程問題。本課程通過課堂教學使學生重點掌握紙頁的物理特性,特別是紙頁的結構、性能,及紙頁結構與性能之間的關系。以紙頁的物理特性為主線,研究紙頁結構及性能對產(chǎn)品質量的影響
等內(nèi)容,使本專業(yè)的學生掌握調控紙頁各物理性能的具體操作措施以及最終產(chǎn)品性能。
劉洪斌,男,博士,研究員,博士生導師,中國造紙學會常務理事,中國造紙學會編輯工作委員會副主任委員,天津科技大學輕工科學與工程學院院長,天津市制漿造紙重點實驗室主任,天津市高等學!皩W科領軍人才”, 教育部高等學校輕工類專業(yè)教學指導委員會輕
化工程專業(yè)指導工作組委員。一直從事纖維材料、造紙工程的教學和科研工作,主講本科生必修課《新生研討課》《造紙原理與工程》,碩士研究生學位課《紙張結構與性能》。
目 錄
第一章 紙的結構 12
第一節(jié) 紙頁結構原理 13
一、紙頁的固化作用 13
二、紙頁結構的特征表述 20
三、物理性能 25
第二節(jié) 紙的二維網(wǎng)狀幾何結構 28
一、覆蓋層 29
二、Corte-Kallmes理論 31
三、二維結構中纖維網(wǎng)狀結構的連接性 33
第三節(jié) 紙的三維網(wǎng)狀幾何結構 35
一、統(tǒng)計多孔幾何學 35
二、相對結合面積 39
三、層狀和交織紙頁結構 41
第四節(jié) 勻度 43
一、特征 44
二、隨機纖維網(wǎng)狀結構的勻度 46
三、實際成形機理 48
四、紙的性能與勻度 50
第五節(jié) 纖維的定向排列 53
一、網(wǎng)部的層流剪切 54
二、其他流體力學影響 58
三、定向排列角 60
四、纖維在Z向上的定向排列分布 63
五、測量技術 66
第六節(jié) 影響紙頁結構的因素 68
一、原料材種和制漿方法 68
二、打漿 70
三、漿料流送 73
四、壓榨 75
五、牽引力 76
六、干燥 81
思考題 85
參考文獻 87
第二章 纖維結合與紙頁的機械性能 89
第一節(jié) 纖維的結合理論 89
一、分子結合 90
二、纖維間結合的產(chǎn)生與結構 91
三、纖維間結合的強度 95
第二節(jié) 紙頁的強度性質 97
一、抗張強度 97
二、耐破強度 104
三、撕裂強度 106
四、耐折強度 108
第三節(jié) 影響紙頁強度的因素 109
一、纖維超微結構對紙頁強度的影響 109
二、纖維表面化學組分對紙頁強度的影響 109
三、纖維電荷性質對紙頁強度的影響 112
四、纖維結構形態(tài)參數(shù)及形變對紙頁強度的影響 115
五、漿料抄造工藝、成紙勻度與纖維排列對紙頁強度的影響 117
思考題 119
參考文獻 119
第三章 紙張的光學性能 125
第一節(jié) 紙張光學理論 125
一、光和色 125
二、光吸收和光散射 127
第二節(jié) 紙張的基本特性及光學理論 130
一、光吸收和光散射 130
二、紙頁結構與光學常數(shù) 132
第三節(jié) 紙張的光學性能與影響因素 138
一、紙張的光澤度及影響因素 139
二、 紙張的不透明度及影響因素 142
三、紙張的白度及影響因素 153
思考題 157
參考文獻 157
第四章 紙張的吸收和憎液性能 160
第一節(jié) 紙頁組分的親液性和憎液性 161
一、木質纖維本身親液和憎液性特性 161
二、紙漿類型和配比對紙張吸液和憎液性能的影響 164
三、造紙助劑對紙頁吸液和憎液性的影響 170
第二節(jié) 紙頁的吸收性能 176
一、紙頁結構對吸收性能的影響 176
二、紙頁的吸液機理 184
第三節(jié) 紙頁的憎液性能 187
一、紙頁的憎液性機理 187
二、紙頁憎液性能的影響因素 192
思考題 197
參考文獻 198
第五章 紙和紙板的印刷性能 203
第一節(jié) 概述 203
一、紙張印刷適性的概述 203
二、紙張印刷性能的評價 204
第二節(jié) 紙頁的平滑度和粗糙度 205
一、紙張平滑度的定義 205
二、表面可壓縮性能與紙頁平滑度的關系 205
三、紙張印刷平滑度的測量 207
四、印刷平滑度對印刷品質量的影響 211
五、影響紙張平滑度的主要因素 212
第三節(jié) 紙張的油墨吸收性能 216
一、油墨接受性能與油墨吸收性能 216
二、紙張的油墨吸收性能的檢測方法 217
三、不同印刷方法對紙張的油墨吸收性能的要求 218
四、印刷過程中紙張對油墨的吸收及對印刷的影響 219
第四節(jié) 紙張的表面強度 221
一、紙張的表面強度與拉毛 221
二、拉毛對印刷的影響 222
三、紙張的干拉毛與濕拉毛 223
四、掉粉掉毛 223
五、紙張表面強度的測量 223
六、紙張表面強度分布及其影響因素 224
思考題 226
參考文獻 227
第六章 紙板的結構與性能 229
第一節(jié) 紙板的結構 230
一、紙板的多層結構 231
二、多層紙板的種類 233
三、紙板包裝材料的特點 236
第二節(jié) 紙板的挺度 238
一、抗張挺度和抗彎挺度 238
二、多層結構紙張 239
三、影響挺度的因素 241
第三節(jié) 紙板的環(huán)壓強度 245
一、環(huán)壓強度的定義 245
二、壓縮強度的重要性 246
三、制漿造紙工藝對紙板環(huán)壓強度的影響 248
四、增強劑對紙板環(huán)壓強度的影響 250
第四節(jié) 紙板的層間結合強度 252
一、層間結合的重要性 253
二、粘合劑對紙板層間結合強度的影響 254
三、造紙工藝對紙板層間結合強度的影響 256
思考題 258
參考文獻 259
第七章 生活用紙的性能與結構 264
第一節(jié) 生活用紙的性能 264
一、生活用紙的定義和分類 264
二、生活用紙的性質 265
三、生活用紙的結構表征 269
第二節(jié) 生活用紙的柔軟度 273
一、柔軟度的定義和表征 273
二、影響柔軟度的因素 275
第三節(jié) 生活用紙的吸收性 292
一、生活用紙吸收性的定義 292
二、影響生活用紙吸收性能的因素 292
思考題 298
參考文獻 298