Основні характеристики друкованих бумаг. Картон

Властивість

Визначення

Спосіб вимірювання

Гладкість

Гладкість паперу визначає її "роздільна здатність": здатність передавати без розривів і спотворень найтонші барвисті лінії, крапки та їх комбінації.

Гладкість паперу вимірюється в секундах за допомогою пневматичних приладів або за допомогою філограм, що дають наочне уявлення про характер поверхні паперу.

Товщина – це відстань по вертикалі між двома паралельними поверхнями паперу при заданому тиску на поверхню.

Визначається товщиноміром або мікрометром і виражається мм або мкм. Для цього використовується зразок паперу розміром 100 х 100 мм. Вимірювання товщини проводять у п'яти місцях зразка, потім розраховується середнє арифметичне значення - hср.

Маса квадр. метра (грамаж)

Маса квадратного метра паперу характеризує її товщину, оскільки чим товстіший папір, тим він важчий (за умови рівної щільності).

Визначається зважуванням зразка паперу розміром 100 х 100 мм на спеціальних квадрантних вагах.

густина

Щільність – маса 1 см3 паперу. Вона визначається ставленням маси матеріалу для його обсягу. d=, г/см 3

Для розрахунку густини паперу використовуються значення маси квадратного метра та товщини паперу. m дорівнює масі квадратного метра в грамах, а об'єм V (см3) дорівнює добутку площі аркуша паперу S (см2) на середню товщину hср (см).

Пористість

Пористість - це обсяг пір, що містяться в 1 см3 паперу.

Визначається розрахунковим способом:

П = · (Vп / Vб) х 100%,

де Vп - обсяг пір

Папір у процесі друкування зазнає найрізноманітніших механічних впливів: стиск, вигин, розтяг.

У процесі користування друкованим виробом, крім механічних впливів, папір піддається дії світла, вологості, що змінюється, та ін. Всі ці випробування папір повинен пройти без руйнування і зберігатися без зміни властивостей протягом тривалого часу.

Властивості паперу, які забезпечують нормальне проведення технологічного процесу(друк, брошурування, обробка друкованої продукції) називаються технологічними. До них відносяться:

Рівність та гладкість поверхні, що забезпечують контакт паперу з друкованою формою;

М'якість, тобто здатність паперу згладжуватися під тиском;

вбираюча здатність, що визначає сприйняття та закріплення фарби на відбитку;

Механічні властивості (міцнісні та деформаційні), завдяки яким папір витримує різні впливи у технологічному процесі;

Оптичні характеристики: білизна, непрозорість, глянець, що визначають контраст та правильну кольору зображення.

Велике практичне значення мають споживчі властивості, тобто. те, що визначають зовнішній вигляддрукованої продукції та забезпечує її довговічність. До них відносяться:

Світломіцність, тобто. стійкість властивостей паперу за тривалої дії світла;

Стійкість до зміни атмосферних умов (температура, вологість);

Механічні та оптичні властивості, які є як технологічними, так і споживчими.

Розмірні показники паперу

Найважливіші розмірні показники паперу – товщина та маса паперу площею 1 м². Товщина паперу залежить від кількості паперової маси, що подається на сітку паперової машини, її концентрація та швидкості руху сітки. Папір неоднорідний по товщині і при його вимірі набувають усередненого значення.

Товщина впливає багато властивостей паперу. Зі збільшенням товщини зростають міцність паперу, непрозорість, деформація стиснення.

Чим тонший папір, тим щільніший, компактніший книжковий блок. На якість друку впливає однорідність товщини паперу в аркуші, рулоні, стосі. Відхилення по товщині призводять до непропечатки на відбитку.

Папір для друку випускають масою 1 м ² від 30 до 300 г. Матеріал масою понад 300 г/м ² називають картоном.

Розмірні показники ( товщина та маса паперу площею 1 м²)є основними для розрахунку необхідної кількості паперу на видання.

Структура паперу

Найважливішими характеристиками структури є щільність та пористістьпаперу.

густинавизначається ставленням маси аркуша паперу до його обсягу та виражають у. г/см3.

Для різних видівПапір щільність коливається в межах від 0,5 г/см3 - для пухких, пористих і до 1,2 г/см3 - для сильно ущільнених видів паперу.

Щільність паперу залежить від виду та ступеня помелу волокна, кількості наповнювача, від ступеня каландрування паперу та ін.

Пористість(Наявність міжволоконних просторів) опосередковано пов'язана з щільністю. Чим більша щільність паперу, тим менша її пористість.

Висока пористість паперу забезпечує хорошу поглинаючу здатність і, отже, впливає на швидкість закріплення фарби, але в той же час в результаті сильного вбирання фарби відбитки виходять менш контрастними менш насиченими.

На більш щільному, менш пористому папері досягається вища чіткість зображення.

Неоднорідність структури паперу

Папір є капілярно-пористим неоднорідним матеріалом. Неоднорідність паперу пояснюється багатокомпонентністю її складу та особливостями технології виготовлення. У процесі дефібрування деревини та розмелювання целюлози отримують волокна різних розмірів. Самі волокна розподіляються в товщі листа також нерівномірно, утворюючи більш менш щільні ділянки, які добре видно при розгляді паперу «на просвіт». Нерівномірний і розподіл частинок наповнювача в товщі аркуша. Зміст наповнювача з сіткового боку на 15-18% менше, ніж з верхньої.

Неоднорідність структури паперу впливає на її властивості. Так, папір має нерівномірну товщину, різну гладкість і поглинаючу здатність з верхньої та сіткової сторін листа, різну міцність у машинному та поперечному напрямках та ін. Неоднорідність властивостей паперу погіршує її якість та викликає великі труднощі у роботі з нею.

Характеристика поверхні паперу

Гладкість- основна властивість паперу, що характеризує її поверхню. Гладкий папір забезпечує повний контакт із поверхнею жорсткої друкарської форми, до якої папір притискається під певним тиском. Від повноти контакту паперу з формою залежить від точності відтворення елементів зображення. Таким чином, чим вища гладкість поверхні паперу, тим більше її Роздільна здатність, Т. е. можливість відтворення на ній найдрібніших деталей зображення, а отже, вище якість друку. На дуже гладкій поверхні повне друку всіх елементів зображення може бути досягнуто при мінімальному тиску.

Отримати папір із абсолютно гладкою поверхнею неможливо. Поверхня паперу завжди має мікронерівності, що утворюються в процесі її виготовлення в результаті переплетення волокон та наявності частинок наповнювача на її поверхні Погане подрібнення та скупчення волокон, а також випадкові грубі включення утворюють макронерівності.Крім того, на стороні аркуша, зверненого до сітки паперової машини, залишаються сліди сітки, що збільшує шорсткість сіткової сторони паперу.

Гладкість паперу значно підвищується при введенні наповнювача і особливо при нанесенні на її поверхню в процесі крейдування покривного пігментного шару, що закриває нерівності паперу-основи. Тільки на високогладкому крейдованому папері можуть бути відтворені дрібні друкарські елементи.

Хороша якість друку може бути досягнута і на не дуже гладкому папері, але під певним тиском, коли в процесі друкування відбувається стиснення паперу та вирівнювання поверхні. Згладжування поверхні паперу в момент її контакту з друкованою формою збільшує роздільну здатність паперу, покращує точність відтворення оригіналу, збільшує перехід фарби з форми на папір.

Механічні властивості паперу

Механічні властивості паперу поєднують дві групи властивостей:

Міцні властивості, що характеризують опір матеріалу руйнуванню при механічних впливах,

Деформаційні властивості, що характеризують деформованість матеріалу без руйнування.

властивості міцності

Міцність паперу, тобто. її опір руйнуванню при механічних впливах - важлива характеристика, що визначає можливість використання паперу в друкованих та інших машинах і забезпечує безпеку та довговічність готових друкованих виробів.

Наприклад, через недостатню міцність паперу може статися обрив паперового полотна. Таким чином, недостатня міцність паперу призводить до непродуктивних простоїв друкарських машин. Крім того, низька прорність паперу змушує знижувати швидкість друку.

Міцні властивості паперу залежать від його складу та структури. При механічному вплив на папір можливе руйнування самих волокон, але ймовірніше порушення зв'язків між ними. Тому міцність паперу визначається не міцністю самого волокна, а міцністю зв'язків між волокнами.

Розщеплення, фібрилювання волокон у процесі їх розмелювання сприяє збільшенню числа зв'язків між волокнами і, отже, підвищенню міцності паперу. Частинки наповнювача, розташовуючись між волокнами, служать як би «розпірками» та послаблюють ці зв'язки. Різні речовини, що проклеюють, по-різному впливають на міцність. Гідрофобні (наприклад, каніфоль), утворюють тендітні зв'язки, що легко руйнуються. Гідрофільні речовини, що проклеюють, близькі за молекулярною природою до волокна (наприклад, крохмаль), підвищують міцність паперу. Зволоження паперу призводить до різкого зниження його міцності.

Міцність паперу залежить від його структури і тому неоднорідна у різних напрямках аркуша. Міцність на розрив у машинному напрямку може у кілька разів перевищувати міцність на розрив у поперечному напрямку. Міцність залежить від товщини паперу: при порівнянні паперу одного складу, але різної товщини товстіша виявляється більш міцною.;

Міцність паперу на зламграє велику роль процесі використання поліграфічної продукції. Особливо важливий цей показник для паперу картографічного, обкладинкового, форзацного, документного, призначеного для виготовлення великоформатних наклейок, вкладок, які під час використання піддаються багаторазовим перегинам при складанні.

Міцність паперу на надривмає важливе значення для рулонного паперу, особливо при друкуванні газет на швидкохідних ротаційних машинах, коли нерідко відбувається обрив паперового полотна через недостатній опір кромки надриву.

Міцність поверхні паперу до стиранняважлива під час друкування на швидкохідних рулонних машинах. При терті про металеві деталі паперопровідної системи дрібні волокна та частинки наповнювача| можуть відокремлюватися від поверхні паперу, утворюючи паперовий пил, який забруднює друкую форму, барвистий апарат та знижує якість друкованої продукції.

Міцність паперу до стирання підвищується при поверхневому проклеюванні.

Якщо поверхню паперу недостатньо міцна, може відбуватися «вищипування» волокон, тобто. руйнування поверхневого шару паперу під час друкування липкими фарбами. Вищипування спостерігається і у крейдованого паперу в результаті зриву покривного шару.

Деформаційні властивості

Деформаційні властивості є найважливішою характеристикою друкованого паперу, що зумовлює її поведінку під час друкування та виконання інших технологічних операцій. Деформаційні властивості паперу виявляються усім стадіях технологічного процесу; руйнування паперу відбувається після деформації.

У папері можуть виявлятися пружні та еластичнідеформації. Пружність- здатність до оборотних деформацій, що виникають під дією навантаження та миттєво зникає при знятті навантаження. Еластичність- Це здатність до великих оборотних деформацій під дією невеликих навантажень.

В офсетному друку допускається застосування більш жорсткого паперу, так як нерівна поверхня жорсткого паперу вступає в хороший контакт з резинотканевой пластиною, що легко деформується, і продрук на жорсткому папері досягається за рахунок деформації пластини. Тому офсетним способом можна друкувати на різних твердих поверхнях: металі, пластмасі, дереві.

У брошурувально-палітурних процесах при фальцювання відбитків, обтиску блоку та ін. необхідно, щоб у папері виявилася залишкова деформація, для більшої стійкості фальця.

Поглинаюча здатність паперу

Сприйняття папером фарбизалежить від здатності її поверхні змочуватися фарбою і від поглинаючої здатності паперу. Як правило, всі друкарські фарби добре змочують поверхню паперу. Практично поглинаюча здатність паперу залежить насамперед від його пористості. Чим більша пористість паперу, тим інтенсивніший процес вбирання.

Швидкість і глибина поглинання фарби залежать від кількості та розмірів nop, а також від складу та властивостей друкарської фарби.

Папір з великими порами, наприклад газетний, добре вбирає фарбу.

Це забезпечує швидке її закріплення на папері. Проте надмірне вбирання знижує інтенсивність відбитків і може призвести до проникнення фарби на зворотний бік паперу, тобто. до «пробивання» відбитка.

Отримання ж інтенсивних відбитків на великопористому папері вимагатиме значного збільшення товщини барвистого шару, що призведе до відмарування та перевитрати фарби.

Відношення паперу до вологи. До складу друкованого паперу входять рослинні волокна, які в силу своєї хімічної будови, наявності великої кількості гідроксильних груп мають гігроскопічність. Тому папір легко поглинає та віддає вологу. Якщо приміщення з високою вологістю помістити сухий папір, то спостерігається поглинання папером вологи з повітря, і, навпаки, в сухому приміщенні волога випаровується з вологого паперу.

Коливання вологості паперу призводять до зміни багатьох її робочих властивостей та викликають ускладнення у процесі друку.

При висушуванні паперу зменшуються його розміри, підвищується жорсткість, знижується електропровідність. Пересушений папір дуже жорсткий, легко рветься в друкарській машині. При друкуванні на сухому папері потрібен більший тиск, це знижує тиражестійкість друкарської форми. Зменшення електропровідності при зниженій вологості паперу робить папір як би намагніченим, через що відбувається злипання паперових листів, що ускладнює роботу друкарської машини.

Зміна вологості паперу при коливаннях атмосферної вологості в друкарському цеху викликає хвилястість паперу, скручування, утворення зморшок на відбитку та несумісність фарб при багатобарвному друку. Тому в цехах потрібно підтримувати постійну температуру та вологість повітря.

Для запобігання деформації паперу при зволоженні передбачається його акліматизація. Папір, що надійшов зі складу, витримують у цеху деякий час, щоб він придбав показники вологості температури друкарського цеху.

Оптичні властивості паперу

Якість поліграфічної продукції значною мірою залежить від оптичних властивостей друкованого паперу: білизни, лоску (глянцю) та прозорості.

Світ, що падає від джерела, може або відбиватися від матеріалу, або проникати в матеріал. Білизна і лиск визначаються характером і кількістю відбитого світлового потоку, а прозорість - минулого.

Біла- Здатність паперу відбивати світло розсіяно і рівномірно по всьому спектру. Це означає, по-перше, що білі поверхні відбивають світло розсіяно в різних напрямках; по-друге, спектральний склад падаючого на білу поверхню світла не змінюється при відображенні. Тому при освітленні сонцем або штучним джерелом світло, відбите від білої поверхні, буде незабарвленим, ахроматичним.

Реальні тіла ніколи не відбивають і не поглинають всього падаючого потоку світла. У природі немає абсолютно білих, ні абсолютно чорних тіл.

Білизна паперу впливає градаційну передачу у світлих ділянках репродукцій.

Особливо велике значення має білизна паперу під час друку кольорових ілюстрацій. На недостатньо білому папері з жовтуватим відтінком кольору на відбитку, порівняно з оригіналом, передаються зі спотворенням.

Білизна паперу залежить від білизни вихідних волокнистих матеріалів, білизни та кількості наповнювачів, що вводяться, і підквітки.

Синьо-фіолетове підцвітання підвищує білизну, усуває жовтий відтінок, характерний для волокон. Оптичний відбілювач усуває жовтизну, підвищує кількість відбитого світла. Дуже ефективним є нанесення покривного пігментного шару.

ЛоскЛощена поверхня дзеркально відбиває значну частину падаючих неї променів. Лоск визначається ставленням кількості світла, відбитого дзеркально, до всього відбитого світла. Крейдований папір відбиває 40 – 70 %, а машинної гладкості – 10% падаючого світла.

Поверхня паперу набуває глянцю, лиску при обробці на суперкаландрах. З метою підвищення глянцю до складу покривного шару крейдованого паперу вводять спеціальні добавки: віск, латекс, метилцелюлозу.

При виборі паперу для поліграфічного відтворення різних оригіналів потрібно мати на увазі, що на високолощеному папері з високим глянцем добре відтворюються чорні та кольорові фотографії, а також репродукції з картин олійного живопису. Для відтворення тексту в книгах та журналах слід брати папір із невисоким глянцем поверхні. Читання тексту, надрукованого на папері з глянсовою поверхнею, швидко втомлює зір. Не можна ототожнювати глянець, лиск з гладкістю.

Непрозорість.Якщо світлові промені, проходячи через шар речовини чи будь-якого матеріалу, виходять із нього паралельно, цей шар здається прозорим. Приклади прозорих тіл – скло, калька, якщо світло повністю поглинається речовиною, то воно непрозоре.

Бажано, щоб друкарський папір був непрозорим. Основна умова непрозорості паперу – поглинання світла, яке викликане багаторазовим заломленням променів усередині матеріалу. З метою зменшення прозорості паперу в її склад вводять наповнювачі і вплив їх тим ефективніше, чим більше відрізняється коефіцієнт заломлення наповнювача від коефіцієнта заломлення волокон.

Проклеювальні речовини, коефіцієнт заломлення яких близький до коефіцієнта заломлення целюлози, практично не впливають на прозорість паперу.

Як властивості паперу (в рівній мірі і картону) можуть впливати на обробку відбитків після друку — розрізання відбитків, брошурувально-палітурні та обробні процеси — а отже, і на якість виробів? Відповіді – у цій статті.

Характеристика якості паперу (картону) для друку – показник комплексний, що складається з наступних груп:

• якісні ознаки(їх називають фундаментальними), що характеризують папір як матеріал (маса 1 м 2, товщина, гладкість, сорбційні властивості, оптичні характеристики тощо);
• друкарсько-технологічні властивості, Визначальні поведінка матеріалу при переробці у виріб;
• функціональні властивості, що визначають споживчі якості виробу (довговічність, здатність зберігати продукцію, що упаковується і т. д.).

Фундаментальні характеристики паперуоцінюються лабораторними приладами. Їх вважатимуться об'єктивними характеристиками.

Властивості, важливі під час переробки, Оцінюються як об'єктивними показниками (стійкість поверхні до вищипування, величина вбирання олії, деформація при намоканні та ін.), Так і визначеними практикою виробництва (різнобічність, ступінь анізотропії властивостей, відмарювання, деформація в процесі друку та ін.). Останні можуть оцінюватися за допомогою приладових методів вимірювання, але їх прояв багато в чому залежить від особливостей обладнання та практичних навичок друкаря.

Властивості виробутакож оцінюються сукупністю об'єктивних та суб'єктивних показників.

Для отримання бажаного результату при переході до виробу потрібно максимально чітко сформулювати вимоги до матеріалу, щоб задовольнити умови переробки або задати їх відповідно до параметрів матеріалу та вимог до виробу.

Після друку

Як властивості паперу (також картону) можуть впливати на обробку відбитків після друку, а значить, і на якість виробів?

Як післядрукарські процеси розглядаються: розрізання відбитків, брошурувально-палітурні та оздоблювальні процеси.

Розрізанняаркушів може виготовлятися з рулону, якщо друк ведеться на рольовій друкарській машині. Під час листового друку здійснюється підрізка друкованих листів або розрізання відбитків на екземпляри. У ряді випадків, наприклад при виробництві упаковки або етикетки, застосовується висікання з паперового полотна.

Брошурувально-палітурні процеси- Це технологічні операції:

• обробки відбитків (розрізання, фальцювання, приклеювання до зошитів форзаців та вклейок);
• виготовлення книжкових блоків (скріплення листів - шиття нитками або дротом, клейове скріплення, Обробка блоку - підготовка його для вставки в кришку або криття обкладинкою);
• виготовлення брошур у м'якій обкладинці.

Оздоблювальні процесизастосовуються для надання друкованої продукції нових експлуатаційних властивостей та кращого виду. До них відносяться:

• припресування плівки;
• лакування;
• аплікація;
• бігівка;
• тиснення;
• висікання;
• перфорація та ін.

Дуже часто при випуску поліграфічної продукції процесом, що визначає якість і вартість виробу, виявляється не сам друк, а наступні брошурувально-палітурні та оздоблювальні роботи. Особливо це проявляється під час виробництва малотиражної друкованої продукції.

Додрукарські та друковані процеси часто вимагають набагато менших витрат праці та часу, ніж брошурувально-палітурні та оздоблювальні. Дефекти ж, допустимі в післядрукарській обробці, значною мірою визначають якість друкованого виробу і можуть звести нанівець всі зусилля друкарів.

Відбитки – не папір!

У післядрукарське відпрацювання надходить, власне, вже не папір, а друковані відбитки, які відрізняються за властивостями від вихідного паперу в тій мірі, як процес друку і наносяться на її поверхню друковані фарби і зволожуючі розчини, а також процес сушіння змінюють їх. Тому розглядати вплив властивостей паперу на післядрукарські операції слід з урахуванням зміни цих властивостей у процесі друку.

Найбільше на послепечатные процеси впливають такі характеристики:

1. Сорбційна здатність паперу, що визначає вологопоглинання (у тому числі і з навколишнього повітря), вбирання водних розчинів та розчинів клеїв, фарб, зволожуючих розчинів, лаків.
2. Характеристики структури паперу:
   • геометричні (щільність як відношення товщини до маси паперу площею 1 м 2 , шорсткість поверхні, пористість);
   • анізотропія властивостей (відмінність властивостей машинного, тобто збігається з напрямом найбільшої орієнтації волокон паперу та поперечного напрямів);
   • деформаційні та їх зміна у разі зміни вологості паперу.
3. Однорідність паперу не є окремою групою властивостей, тому що визначається стабільністю як сорбційних властивостей, так і характеристик структури, але через основний у ряді випадків вплив на якість виробу виділено і розглядається як окрема характеристика паперу.

Як змінюються ці властивості у процесі друку?

1. Сорбційна здатністьпо відношенню до вологи або композицій, що використовуються для обробки відбитків, змінюється через нанесення на поверхню паперу друкарської фарби та певного «екранування» поверхні та в цілому структури листа.

На ділянках з друкарською фарбою знижується адгезійна здатність клею по відношенню до паперу. Тому, щоб уникнути проблем з якістю склеювання, необхідно, щоб під склеювання не потрапляли запечатані поверхні паперу.

Односторонній друк внаслідок зміни схильності поверхні паперу поглинати вологу, що міститься в повітрі, може спричинити скручування друкованих аркушів або виробів. Для усунення скручування застосовують витримування стапелів з папером під чохлами для проходження релаксаційних процесів, іноді пачки відбитків прокладають дерев'яними щитами та використовують їхню стяжку.

Ділянки, покриті фарбою, відрізняються після лакування великим глянцем через менший провал лаку в структуру паперу.

2. Найбільший вплив на структуру паперунадає традиційний офсетний друк із зволоженням (тут ми опускаємо спеціальні види друку, наприклад металографію, після якої папір в результаті дії друкованої пари, що надається на неї, ущільнюється, і поверхня її на пробільних ділянках стає лощеною).

Папір, основу якого складають рослинні матеріали (деревна або бавовняна целюлоза, деревна маса, крохмаль), дуже чутлива до перепадів свого вмісту вологи. Зволоження паперу призводить до значних (на 10-30%) змін поперечних розмірів волокон деревної целюлози, послаблюються міжволоконні зв'язки, відбувається релаксація прихованих у паперовому полотні внутрішніх напруг, а при більш значному зволоженні виникають нові. В результаті зменшується гладкість паперу, поверхня коробиться, відбитки скручуються. Наступне сушіння фіксує вже новий стан структури. Як правило, менш щільною, більш шорсткою і пористою.

Зволоження з наступним висушуванням змінює деформаційні властивості паперу. Відбувається усадка паперового полотна (особливо у напрямі, перпендикулярному до переважної орієнтації волокон у ньому). Підвищується гідрофобність, тобто зменшується сприйнятливість до води.

Сушіння без зволоження, що використовується при всіх інших видах друку (глибокому, сухому офсеті, флексографії та ін), також може викликати незворотні зміни.

Всі зазначені метаморфози свідчать про те, що на післядрукарські операції надходять відбитки, що є матеріалом, який може значно відрізнятися за властивостями від вихідного.

Сорбційна здатність паперу

Однією з фундаментальних характеристик паперу є здатність поглинати вологу (гідрофільність) або маслоподібні склади (олеофільність).

Ці показники оцінюються або кількістю поглинається на 1 м 2 поверхні, або по швидкості поглинання (часу проникнення розчину на зворотний бікпапери). Є методи, призначені для визначення здатності до маслопоглинання по довжині масляного сліду, що виникає на поверхні паперу при розтіканні (розтягуванні) по ній краплі олії: чим коротший слід, тим більша схильність до поглинання олії.

Гідрофільність паперу впливає на її рівноважну вологість, що встановлюється за цієї відносної вологості повітря. Зазвичай рівноважна вологість паперу при відносній вологості 50-60% знаходиться в межах 5-6%, але можливі відхилення в той чи інший бік. Наприклад, папір з високим вмістом деревини в зазначених умовах може мати вологість до 7%. Деякі види крейдованого паперу, навпаки, мають нижчу вологість внаслідок ізолюючого впливу покриттів.

Вологість листів визначає відносну вологість повітря у стопі, яка для оптимальних умов друку повинна становити 45-55%.

Вологість (вологовміст) значною мірою визначає практично всі властивості паперу. При підвищенні вмісту вологи збільшується її пластичність, а також подовження до розриву, помітно підвищується опір зламу при багаторазових перегинах листа.

Область позитивного впливузбільшення вологості на властивості паперу вкрай вузька (всього 2-3%), тому зволоження крейдованих видів паперу понад 6% навіть шкідливе і здатне призвести до злипання листів. Папір без покриття при вологості більше 8% стає млявим, втрачаючи жорсткість при згинанні.

Має свої негативні наслідки та знижена сухість паперу. Зменшення вологості до 4% веде до підвищення крихкості складових її волокон, знижується міцність паперу, пружність і пластичність. Папір зі зниженою вологістю (його ще називають пересушеним) схильний до пилу, у тому числі і кромок листів при розрізанні, а також до накопичення статичної електрики, що може викликати проблеми в процесі переробки.

Вологість друкованих відбитків найбільше змінюється в офсетному друку. У листовому «мокрому» офсеті, що використовує зволоження пробільних елементів друкарської форми, за чотири фарбкопрогони збільшення вологості може досягти 1,5-2%.

У рольових офсетних машинах та друкарських машинах глибокого друку з гарячою сушкою остаточна вологість паперу може становити 4% і менше.

Якщо вологість опускатиметься нижче 4%, то з папером відбудуться незворотні процесизроговіння волокон із загальним зниженням її механічної міцності.

Пристрої гарячої сушіння відбитків викликають ударне теплове навантаження в паперовому полотні, яке нагрівається гарячим повітрям до температури 100-140°С, при цьому виникають значні напруги усадки, що вимагають для збереження цілісності паперового полотна високої однорідності і еластичності паперу. Крім того, при рольовому офсетному друку можливе виникнення хвилястості кромок. Більшою мірою цей дефект проявляється під час друку на щільному папері. Деякі крейдовані види паперу в сушильній секції втрачають блиск.

Пересушений папір ламатиметься у фальцапаратах. Щоб цього не сталося, після влаштування сушіння паперове полотно подається в секцію охолодження або електростатичного зволоження, де відбувається відновлення вологості рівня початкової рівноважної.

Здатність до поглинання масла визначає певною мірою швидкість висихання відбитків. Зважаючи на використання, особливо при рольової друку, термозакрепляющихся фарб фактор всмоктування не грає такої ролі щодо схильності відбитків до отмариванию.

При склеюванні книжкового блоку здатність до вбирання впливає якість і довговічність склеювання.

Для міцного з'єднання листів необхідно, щоб клей просочив папір, щоб максимально відбулося їх зчеплення. Для цього блок розпушують фрезою, або поперек корінця книжкового (зошитного) листа роблять просічку або перфорацію.

Найкраща якість склеювання виходить при використанні шорсткого, пухкого паперу. Однак при цьому папір повинен мати достатню пов'язаність внутрішньої структури.

В іншому випадку можливе руйнування клейового з'єднання з відривом клею разом з частиною паперового листа (розшарування його за товщиною). Для паперу зі слабкою зв'язаністю структури, наприклад газетної, бажана повна просочення клеєм по товщині.

Для отримання якісного клейового з'єднання папір повинен мінімальною мірою деформуватися при зволоженні клейовим розчином. Зниженню таких деформацій сприяє надання паперу водовідштовхувальних властивостей за рахунок проклеювання для зменшення проникнення клейового розчину в структуру. Таким чином, співвідношення між ступенем просочення паперу клеєм та її схильністю до викривлення необхідно підтримувати на оптимальному рівні.

За інших рівних умов мінімальна деформація при зволоженні відбувається у напрямку максимальної орієнтації волокон у листі, тому у книжковому блоці напрямок переважної орієнтації волокон має збігатися з віссю корінця.

У разі використання для склеювання термопластичних безводних клеїв-розплавів проблема деформації листів зменшується, але на перший план виходить проблема забезпечення адгезії клею та поверхні паперу для утворення міцного клейового з'єднання. Вирішується вона за рахунок використання паперу з невисокою зімкнутістю поверхні, в яку клей може проникнути. Внаслідок недостатності такого проникнення є проблеми зі склеюванням крейдованого паперу. Вихід - у залученні клеїв-розплавів, що мають високу адгезію до паперу і мають високу еластичність у твердому вигляді.

Але хорошої якостісклеювання може вистачити для видання тривалого терміну використання. Щоб вийшло надійне і, головне, довговічне скріплення, важливо, щоб жорсткість скріплених листів на вигин була якомога менше. У цьому випадку з'єднання має менше зусилля на розрив. На малюнках показано два випадки склеювання: папери з високою жорсткістю при згинанні (А) і з нижчою жорсткістю (Б). При рівній силі, що перевертає листи (F 1 =F 2), у першому випадку на місце склеювання діє істотно вищий момент сили (М 1 >>М 2).

Саме тому, а також для створення умов отримання прямого корінця, що не деформується при склеюванні водним розчином клею, в зошитових листах напрямок переважної орієнтації волокон має бути паралельним корінцю.

Слід зазначити, що при зменшенні формату видання жорсткість паперу на вигин повинна також зменшуватися, тому що при розкриванні та перегортанні такого видання меншою мірою проявляється гнучкість аркуша і склейка піддається великим впливам.

Характеристики структури паперу

Іншою групою фундаментальних характеристик паперу, що визначають її поведінку в багатьох післядрукарських операціях, є характеристики структури паперу та її деформаційні (пружно-пластичні) властивості.

Насамперед під час проведення операцій підрізування, підчистки, розрізання відбитків слід враховувати пухкість паперу.

Для пухкої папери, має щільність до 0,6 г/см 3 , точність розрізання відбитків у стопі на гільйотинної різальної машини збільшується при більш сильному притиску стопи притискним пристроєм.

Для паперу, що має високу гладкість поверхні та високу щільність, притиск стопи слід зменшити.

Зі зменшенням висоти стопи точність розрізання збільшується. Збільшення товщини стопи твердого паперу веде до зменшення точності різання.

Для забезпечення належної якості розрізання відбитків кут заточування ножа різальної машини повинен відповідати якісним характеристикам матеріалу, що розрізається. Для більш щільних матеріалів кут заточування має бути більшим. Взагалі кажучи, кут, що рекомендується, при одинарному заточенні повинен бути в межах 19-230. Найчастіше використовується кут 20-210. При прямолінійному подвійному заточенні рекомендований кут першої ділянки 240, другої - 200.

Велике значення для процесів фальцювання та біговки має здатність паперу деформуватися при стисканні пластично, тобто без відновлення після зняття навантаження.

Фальцювання - процес перегинання листів відбитків - призводить до сильних змін структури листа, пов'язаним як з розтягненням зовнішньої поверхні листа, що фальцується (А на рис. 2), так і зі стисненням внутрішньої поверхні (Б на рис. 2). Тому краще фальцується папір, який при достатньому значенні подовження до розриву, що забезпечує збереження на зовнішній стороні фальцю (А), здатний до незворотної пластичної деформації на внутрішній стороні фальцю (Б). При високій пружності паперу (про це часто свідчить висока жорсткість паперу на вигин) фальц погано формується - лист намагається розпрямитися, викликаючи проблеми при формуванні зошитів, їх добірці, а також шиття та склейки.

Більшою мірою сприятливі умовифальцювання створюються при згині листа по лінії, що збігається з напрямком переважної орієнтації волокон у паперовому листі (так званому машинному напрямку). У цьому випадку менша жорсткість паперу при згині та значніша пластична (необоротна) деформація листа після згину.

При перпендикулярному фальцуванні часто спостерігається застрягання листа на стику взаємоперпендикулярних фальців. Для усунення цієї проблеми застосовується попередня біговка місця згину. Як правило, цей прийом використовується при роботі з папером підвищеної маси 1 м 2 (більше 150 г). Це дозволяє уникнути «заломів». Аналогічну роль може грати і перфорація паперу лінії майбутнього згину.

Про вплив жорсткості паперу при згинанні на довговічність склеювання блоку листів вже згадувалося. Вплив властивостей паперу на якість фальцювання потрібно враховувати також під час підготовки та приклеювання форзацу.

Однорідність паперу

Однорідність паперового аркуша і паперового полотна при рольовому друку — неодмінна умова не тільки отримання бажаної якості виробу, а й взагалі виконання роботи. Особливо це стосується сучасних рольових друкарських машин, що працюють на швидкості близько 100 тис. відбитків на годину, в яких для проведення якісного фальцювання потрібна стабільність натягу паперового полотна, що залежить від його однорідності. У рольової друку визначальним може стати однорідність намотування і якість гільзи, яку намотується папір.

Оздоблювальні процеси надання кращого зовнішнього вигляду готовим виробам, а також підвищення їх зносостійкості (припресування плівки, ламінування, лакування) висувають основні вимоги до однорідності матеріалу, що обробляється. Якщо шорсткий папір має нерівномірний просвіт, що виражається в коливанні її щільності за площею, це призводить до коливань шорсткості та пористості. Отже, умови зчеплення з нанесеними при ламінуванні та припресуванні (кашуванні) плівками будуть змінюватися, що може призвести до плямистого зовнішнього вигляду виробу, а можливо, і відділення плівки від його поверхні.

При лакуванні коливання щільності паперу площею призведуть до відмінності у сприйнятті лаку поверхнею (ущільнені ділянки вбирають менше) і виникненню плямистості по глянцю. Чим більш гладка і рівномірна по шорсткості поверхня, що покривається, тим кращий результат.

При лакуванні паперу, що має пухку структуру, рідкий лак «провалюється» і покращення зовнішнього вигляду не відбувається. Для отримання однорідного глянсового покриття поверхня паперу повинна бути зімкнутою та однорідною як по рельєфу, так і щільності.

Для сушіння відбитків після лакування використовуються потужні сушильні пристрої: засновані на сушінні гарячим повітрям, інфрачервоному або ультрафіолетовому випромінюванні. Щоб повернути відбитки в нормальні умови після сушіння, потрібна секція охолодження.

Важливою умовою отримання якісного покриття при всіх обробних процесах є однорідність і невисока (до 6%) вологість паперу, що обробляється.

Надмірна волога може, випаровуючись при нагріванні в процесі обробки, порушувати цілісність покриття, перешкоджати хорошому зчепленню з матеріалом.

Вимога однорідності паперу по розподілу маси 1 м 2 , яка на малих площах визначається як рівномірність просвіту (ступінь хмарності структури аркуша паперу в світлі, що проходить), повинно виконуватися для всіх видів оздоблювальних процесів, будь то нанесення покриттів, кашування, фарбування або механічна обробка у вигляді різних видів тиснення.

Висновок

Ця стаття не охоплює все різноманіття обробки друкованої продукції, яка крім розглянутих операцій включає приклеювання форзацу, перфорування, круглення кутів блоків, гумування, шиття книжкових блоків, забарвлення обрізу книжкових блоків тощо.

Поява нових технологій та матеріалів певною мірою може нівелювати вплив властивостей паперу на післядрукарські операції. Як приклад можуть бути названі нові технології склеювання з використанням підшарів під клейовий шар — «праймерів» або високочастотного сушіння, проте нівелювання відбувається лише до певної міри, і властивості матеріалів все ж таки необхідно враховувати.

Журнали у вільному доступі.

На ту саму тему:

У паперу розрізняють дві сторони: прилеглу до сітки паперової машини і прилеглу до сукна. Сіткова сторона майже завжди грубіше внаслідок ромбоподібного маркування сітки, по якій рухається паперове полотно, що ще не застигло, при виготовленні. Відмінність у гладкості та пористості обох сторін паперу називають двосторонністю.

Папір має певну структуру, обумовлену більшою орієнтацією волокон у напрямку руху сітки папероробної машини і великим натягом, що випробовується папером у цьому напрямку, відомому під назвою машинного. Поперечним є напрямок паперу під прямим кутом до руху сітки папероробної машини.

Структурно-механічні властивості

Маса (вага) є найпоширенішим показником, т.к. більшість паперів продають масою 1 м 2 . Масу паперу частіше відносять до одиниці площі, ніж до одиниці обсягу, як це роблять щодо інших матеріалів, т.к. папір використовують як листа, і тому площа у разі грає важливішу роль, ніж обсяг. За масою одного квадратного метра крейдованого аркуша папір поділяють на легкий (до 60 г/м 2 ), середню щільність (70-150 г/м 2 ) та високу щільність (понад 150 г/м 2 ). Вживання слова «щільність» в
В даному випадку не зовсім коректно, але воно милозвучніше, ніж термін «грамаж», який часто використовують у професійному середовищі для позначення маси одного квадратного метра паперу.

Товщина паперу (мкм) є важливим фактором у характеристиці багатьох інших видів паперу та визначає як прохідність паперу в друкарській машині, так і споживчі властивості (насамперед міцності) готового виробу.

Механічна міцність - одна з основних і важливих властивостей більшості видів паперу та картону. Стандарти на друковані види паперів передбачають певні вимоги до механічної міцності на розрив. Ці вимоги визначаються можливістю вироблення на сучасних швидкохідних машинах друкованих видів паперу без обривів з наступним пропуском її через швидкохідні перемотно-різальні верстати та надалі на друкарських машинах.

Достатня механічна міцність паперу повинна забезпечувати безперервну роботу друкарських машин на поліграфічних підприємствах. У паперовій промисловості прийнято опір паперу розриву характеризувати показниками розривного вантажу чи розривною довжиною паперу. Звичайний папір, виготовлений на папероробній машині (БМ), відрізняється
різними показниками міцності в машинному та поперечному напрямку листа. У машинному напрямі вона більша, тому що волокна в готовому папері орієнтовані в машинному напрямку.

Показник опору паперу (картону) зламу - один із суттєвих показників, що характеризують механічну міцність паперу. Він залежить від довжини волокон, з яких утворено папір, їх міцності, гнучкості та сил зв'язку між волокнами. Тому найбільш високим опором зламу відрізняється папір, що складається з довгих, міцних, гнучких і міцно пов'язаних між собою волокон. Для друкованих видів паперу найбільш значущий показник у процесі палітурно-брошурових робіт поліграфічного виробництва.

Показник якості — опір продавлюванню — не можна віднести до основних. Він передбачає за чинними стандартами для порівняно обмеженої кількості видів паперу. Важливе значення цей показник має пакувально-обгорткових видів паперу. Цей показник певною мірою пов'язаний із показниками розривного вантажу паперу та подовження його при розриві.

Для деяких видів паперу та картону показник опору поверхні цих матеріалів стирання служить одним із критеріїв, що визначають споживчі властивості матеріалу. Це відноситься до креслярсько-малювальних та картографічних видів паперу. Ці папери допускають без зайвого пошкодження поверхні можливість видалення написаного, намальованого або
надрукованого шляхом підчищення гумкою, лезом бритви чи ножа.
Одночасно такий папір з гарною поверхневою міцністю на стирання повинен зберігати задовільний вигляд після повторного нанесення тексту або малюнка на стертому місці.

Вологоміцність, або міцність у вологому стані — важливий фактор більшості паперів, особливо у паперу, виготовленого на швидкохідних папероробних машинах, оскільки повинна забезпечуватися безперебійна робота БМ під час переходу паперового полотна з однієї секції машини до іншої. Про вологоміцність паперу судять за рівнем збереження нею у вологому стані
первісної своєї міцності, тобто. тієї міцності, яку вона мала до зволоження, перебуваючи у повітряно-сухому стані.

Подовження паперу до розриву, чи його розтяжність характеризує здатність паперу розтягуватися; особливо важливо для пакувального паперу, мішкового, паперу та картону для виробництва штампованих виробів (паперові склянки), основи парафінованого паперу для автоматичного загортання цукерок (т.зв. карамельного паперу).

Збільшення розмірів зволоженого аркуша паперу за його шириною та довжиною, виражене у відсотках по відношенню до початкових розмірів сухого аркуша, носить назву лінійної деформації при зволоженні. Значення деформації паперу при намоканні та залишковій є важливими показниками для багатьох видів паперу (офсетного, діаграмного, картографічного, основи фотопідкладки, паперу з водяними знаками). Високі значення показників деформації паперу призводять до несуміщення контурів фарб під час друку і, як наслідок, отримання неякісного друку. Проте слід зазначити, що ГОСТ передбачає дуже жорсткі умови випробувань (намокання каліброваної смужки паперу протягом певного часу), використання яких більшість друкованих видів паперу недоцільно. Європейські норми передбачають використання терміну «вологорозширення», що визначає зміну лінійних розмірів смужки паперу при зміні вологості повітря від 30 до 80%.

Гладкість характеризує стан поверхні паперу, зумовлений механічною обробкою. Гладкість характеризує зовнішній вигляд паперу; шорсткий папір, як правило, на вигляд непривабливий. Гладкість важлива для писчих видів паперу, для друкованих паперів, а також під час склеювання паперу.

Просвіт папери характеризує ступінь однорідності його структури, тобто. ступінь рівномірності розподілу у ній волокон. Про просвіт папери судять за спостереженням у світлі. Папір із сильно хмарним просвітом вкрай неоднорідний. Її тонкі місця є і найменш міцними. Вони мають менший опір проходженню води, чорнила, друкарської фарби. Внаслідок цього друк на хмарному папері виявляється низькою якістю через нерівномірність сприйняття папером друкарської фарби.

Папір нерівномірний по просвіту, а, отже, і по товщині, відрізняється підвищеною схильністю до жолоблення поверхні. Нанесення покриттів на поверхню такого паперу (крейдування, лакування, парафінування) пов'язане з виробничими труднощами і спричиняє появу шлюбу. Каландрування паперу хмарного просвіту також пов'язане із підвищеним утворенням шлюбу; на поверхні з'являються залощені плями.

Папір із хмарним просвітом важко забарвлюється, утворюється різнотонова хмарність. Інтенсивніше фарбуються товсті ділянки паперового полотна та менш інтенсивно-тонкі.

Оптичні властивості

Оптичні властивості паперу не менш важливі, ніж структурно-механічні. Для деяких видів паперу (типу друковані, прозорі пакувальні, креслярська, фотографічна, письмові) оптичні властивості мають першорядне значення. Важливими показниками оптичних властивостей є: білизна, світлонепроникність, прозорість (непрозорість), блиск і колір.

Справжня білизна паперу пов'язані з її яскравістю чи абсолютною відбивною здатністю, тобто. візуальною ефективністю. Білизна базується на вимірі відображення світла білими або майже білими паперами з однією довжиною хвилі (ГОСТ передбачає 457 мілімікрон, тобто у видимому спектрі).
Білизна визначається як відношення кількостей «впалого» і розподілено відбитого світла (%).

Пожовтіння паперу - це термін, яким умовно називають зниження її білизни від впливу світлових променів або підвищеної температури. Від світлового руйнування папір може бути захищений зберіганням їх у приміщенні без вікон чи з вікнами, покритими щільними шторами.

Світлонепроникність – здатність паперу пропускати промені світла. Властивість непрозорості паперу визначається загальною кількістю світла, що пропускається (розсіяного і нерозсіяного). Непрозорість зазвичай визначається ступенем «проникнення» зображення в матеріал, що випробовується, поміщений прямо проти предмета, що розглядається.

Найчастіше застосовується термін непрозорість паперу - відношення кількості світла, відбитого від листа, що лежить на чорній підкладці до світла, відбитого світлонепроникною стопою цього паперу.

Прозорість певним чином пов'язана з непрозорістю, але відрізняється від неї тим, що визначається кількістю світла, що проходить без розсіювання. Коефіцієнт прозорості є найкращою оцінкою високопрозорих матеріалів (калек), тоді як вимір непрозорості більш придатний для відносно непрозорих паперів.

Лоск (глянець) є властивістю паперу, що виражає ступінь лощеності, глянцю або здатності поверхні відбивати зображення. Лоск можна розглядати як властивість поверхні паперу відбивати світло під даним кутом відбиття більшою мірою, ніж розсіяне відбиття світла під тим самим кутом. Таким чином, лоск (глянець) - відносна кількість світла,
відбитого в дзеркальному напрямку до кількості світла, що впало.

Хімічні властивості

Хімічні властивості паперу в основному визначаються видом деревини, методом і ступенем варіння і відбілювання, а також типом і кількістю доданих неволокнистих компонентів. Ці властивості паперу мають важливе значення, оскільки вони впливають на її фізичні, електричні та оптичні властивості.

Для деяких видів паперу Хімічні властивостімають таке ж важливе значення, як і фізичні, а в деяких випадках навіть більше значення. Прикладом може бути антикорозійний папір, застосовуваний для пакування срібних і полірованих виробів із сталі. Цей папір не повинен містити сірки та сульфідів, а також вільних кислот, хлору та міцних лугів, що викликають потьмяніння або травлення металевої поверхні. Кращі сорти антикорозійного паперу виготовляють із добре очищеного та вибіленого ганчір'я.
або з сульфідної целюлози, які кілька разів ретельно промивають для видалення залишків відбілюючих речовин. Подібним чином повинен бути виготовлений папір для друку друкарською фарбою за допомогою металевого шрифту або для покриття золотою фольгою, оскільки метал у фарбі або фольга будуть тьмяніти при зіткненні з папером, що містить сірку, що відновлюється, навіть у кількості двох частин на мільйон частин паперу. Деякі антикорозійні папери, які застосовуються для пакування срібних виробів, просочують солями (наприклад, оцтовокислою міддю, ацетатом свинцю або ацетатом цинку), які вступають у реакцію з сірководнем, що міститься в деякій кількості в атмосфері, і тим самим усувають зіткнення газу зі сріблом.

Хімічні властивості мають велике значення для наступних видів паперу:

• фотографічної (для репродукції);
• безпечною (щодо підробок);
• для паперу, від якого вимагається високий ступіньнезмінності, електричного паперу, призначеного для просочення смолами, та паперу для
  упаковка харчових продуктів.

Ці папери не повинні містити отруйних речовин; кислотність та наповнювачі в папері повинні відповідати її призначенню.

Вологість. Співвідношення целюлоза/вода є найважливішим фактором у хімії паперу. Кількість води, що міститься в окремих волокнах, впливає на їхню міцність, еластичність та папероутворюючі властивості. Зміст вологи в папері впливає її вага, міцність, незмінність, стійкість розмірів і електричні характеристики; воно має дуже важливе значення при каландруванні, друкуванні, покритті та просоченні. При випробуванні паперу її зазвичай кондиціонують для того, щоб створити під час випробування постійну вологість під час випробувань.

Зольність паперузалежить переважно від кількісного змісту наповнювачів у її композиції. Папір високої міцності повинен мати низький вміст золи, оскільки мінеральні речовини зменшують міцність паперу. Високий вміст золи небажаний у таких видах паперу, як фотографічні, електроізоляційні, фільтрувальні.

Мікроскопічні аналізи

Крім застосовуваних хімічних, фізичних і оптичних випробувань паперу, важливі відомості про її властивості можна отримати шляхом дослідження під мікроскопом. До важливих областей застосування мікроскопа на практиці відносяться визначення довжини і виду волокна, склад по волокну, аналіз забруднень, плям, визначення ступеня обробки волокна, вивчення смоляного і крохмального проклеювання і дослідження паперу щодо наповнювачів.