Особенности структуры и свойств печатных бумаг

Как уже неоднократно упоминалось в различных публикациях, бумага оказывает огромное влияние на качество и рентабельность в современной полиграфии. Правильно подобранная бумага обладает комплексом свойств, определяющих качество данной полиграфической продукции в соответствии с условиями ее использования.

Давайте, для начала, кратко определимся, что такое бумага? Это многокомпонентная система, состоящая из специально обработанных растительных волокон, тесно переплетенных между собой и связанных химическими силами сцепления различного вида. Это капиллярно-пористый материал. Помимо волокнистых компонентов, формирующих структуру бумаги и ее основные свойства, в состав бумаги могут вводиться минеральные наполнители (проклеивающие вещества, красители и др. специальные добавки). Основными волокнистыми полуфабрикатами являются: древесная целлюлоза, получаемая химической обработкой древесины и древесная масса, то есть механически измельченная древесина - дешевый и широко используемый компонент бумаги. Особое место занимает бумага из хлопковых и синтетических волокон.

Бумага различается по толщине или по массе одного квадратного метра (г/м2). По принятой классификации масса 1 м2 печатной бумаги может составлять от 40 до 250 грамм. Более 250 г/м2 - это уже картон.

Один из важнейших технических показателей бумаги, от которого зависят многие основные свойства, такие как прочность, упругость, пластичность, светостойкость и другие - это композиция бумаги. Отечественные бумаги по композиции подразделяются на группы по номерам: №1, №2, №3.

Бумага №1 - это чистоцеллюлозная бумага. Как правило, такие бумаги готовятся только из целлюлозных волокон. Чистоцеллюлозные бумаги имеют обычно высокую белизну, повышенную прочность, почти не подвержены старению при хранении. Такие бумаги используются для изготовления высокохудожественной продукции, словарей, энциклопедий, официальных справочных изданий.

Бумага №2 дешевле бумаги №1 и может содержать до 50% древесной массы. Надо отметить, что древесная масса придает бумаге ряд полезных качеств - улучшаются печатные свойства, стабильность размеров при изменении климатических условий, снижается масса листа и т.д.

И, наконец, бумага №3 состоит полностью из древесной массы. Это дешевая бумага невысокого качества, используемая для изданий с небольшим сроком службы и применяется только для типографской (высокой) печати.

По способу печати бумага обычно подразделяется на офсетную, типографскую и для глубокой печати. Другие способы печати, например, литографский, флексографский, трафаретный и пр. мы в этой статье рассматривать не будем.

Печатные свойства бумаги - это свойства, определяющие ее поведение до печати (т.е. прохождение ее через бумагопроводящую систему печатной машины), во время печати (взаимодействие бумаги с печатной краской и процесс закрепления изображения) и после печати (операции фальцовки, брошюровки, подрезки, а также эксплуатационные характеристики готовой продукции). Все эти свойства, можно объединить в следующие группы:

геометрические: гладкость, толщина и масса 1 м2, плотность и пористость;

оптические: белизна, непрозрачность, лоск (глянец);

показатели однородности структуры, бумаги: равномерность просвета, разносторонность;

механические (прочностные и деформационные): прочность поверхности к выщипыванию, разрывная длина или прочность на разрыв, прочность на излом, влагопрочность, мягкость и упругость при сжатии и т.д.;

сорбционные: гидрофобность (стойкость к действию воды), впитывающая способность растворителей печатных красок.

Все эти показатели имеют тесную зависимость друг от друга и степень их влияния на оценку печатных свойств различна для разных способов печати.

Бумагу часто классифицируют по степени отделки поверхности. Это может быть бумага без отделки - матовая, бумага машинной гладкости и глазированная (каландрированная) бумага, которую дополнительно обрабатывали в суперкаландрах для придания ей высокой плотности и гладкости.

Что же это за свойства?

Геометрические свойства бумаги

Гладкость бумаги, микрорельеф ее поверхности определяет "разрешающую способность" бумаги - т.е. способность передавать без разрывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации. Это одно из важнейших печатных свойств бумаги. Чем выше гладкость бумаги, тем больше контакт между ее поверхностью и печатной формой, тем меньшее давление нужно приложить при печатании, тем выше качество изображения. Гладкость бумаги определяется в секундах с помощью пневматических приборов или с помощью профилограмм, дающих наглядное представление о поверхности бумаги.

Различные способы печати предъявляют к бумаге разные требования по гладкости. Так каландрированная типографская бумага должна иметь гладкость от 100 до 250 сек., а офсетная бумага той же степени отделки может иметь гладкость гораздо ниже - 80-150 сек. Бумага для глубокой печати отличается повышенной гладкостью, которая составляет от 300 до 700 сек. Газетная бумага не может быть гладкой из-за пористости. Существенно улучшает гладкость поверхности нанесение любого покровного слоя, - поверхностная проклейка, пигментирование, мелование (которое, в свою очередь, может быть различным, - односторонним и двухсторонним, однократным, многократным и т.д.).

Поверхностная проклейка - это нанесение на поверхность бумаги тонкого слоя проклеивающих веществ ( масса покрытия составляет до 6 г/м2) для обеспечения высокой прочности поверхности бумаги, предохраняющей ее от выщипывания отдельных волокон липкими красками, а также для уменьшения деформации бумаги при увлажнении для обеспечения точного совпадения красок при многокрасочной печати. Особенно это важно для офсетной и литографской печати, когда бумага подвергается увлажнению водой в процессе печати.

Пигментирование и мелование бумаги отличаются только массой наносимого покрытия. Так считается, что масса покровного слоя в пигментированных бумагах не превышает 14 г/м2, а в мелованных бумагах достигает 40 г/м2. Меловой слой отличается высокой степенью белизны и гладкости. Высокая гладкость - одна из наиболее важных характеристик мелованных бумаг. Их гладкость достигает 1000 сек. и более, а высота рельефа не превышает 1 мкм. Показатель гладкости не только обеспечивает наиболее оптимальное взаимодействие бумаги и краски, но и улучшает оптические свойства поверхности, воспринимающей красочное изображение.

Нельзя не упомянуть о такой важной характеристике бумаги, как пористость. Ведь она непосредственно влияет на впитывающую способность бумаги (т.е. на ее способность воспринимать печатную краску) и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Бумага является пористо-капиллярным материалом, при этом различают макро- и микропористость. Макропоры, или просто поры - это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры - мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон.

Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги (например, газетная) - макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус пор составляет около 0.16-0.18 мкм. Такие бумаги хорошо впитывают краску, благодаря своей рыхлой структуре.

Мелованные бумаги относятся к микропористым (капиллярным) бумагам. Они тоже хорошо впитывают краску, но уже под действием сил капиллярного давления. Здесь пористость составляет всего лишь 30%, а размер пор не превышает 0.03 мкм.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки