24. Влияние состава и структуры бумаги на ее печатно-технические свойства.

Б – тонкий листовой материал, состоящий в основном из переплетенных и скрепленных растительных волокон. Также в состав входят: - минеральные наполнители - проклеивающие вещ-ва - красители и др. добавки.Б до 250г/м², толщиной до 0,5 мм. Полукартон – 200-400г/м² Картон - >400г/м².

Волокнистый состав. Состав древесины: 41% - целлюлоза или клетчатка 28% - гемицеллюлоза (пентоза) 27% - инкрустирующие вещ-ва (лигнин) 4% - экстрагирующие вещ-ва (удаляемые растворителем: смолы, минеральные вещ-ва, красители и др.). Целлюлоза – это вещ-во волокнистого строения. Состоит из большого числа элементарных звеньев, остатков β-глюкозы, соед.между собой кислородными мостиками. Лигнин – природный полимер пространственного строения, сложного хим.строения. Волокна жесткие, плохо переплетаются, желтеют со временем из-за окисления. Б, сод.лигнин, рыхлая, малопрочная, быстро стареет, желтеет, долго не хранится. Древесная целлюлоза – получается хим. обработкой древесины, из кот. при этом выводится лигнин. Сульфатная небеленая Ц наз. крафт – имеет высокую прочность и используется для изготовления упак.Б. Беленый крафт исп. для продукции, для кот. необходима повыш.прочность на разрыв и разлом (ценные Б, денежные знаки, для фотографий). + - повыш.прочность. - дорогое беление. Древесная масса – содержит и Ц и лигнин. Получают механическим измельчением древесины в водной среде.+хорошее восприятие краски, непрозрачность, отсутствие склонности к разбуханию, скручивании. Исп. для продукции невысокого качества и недолгого хранения. Полуцеллюлоза – продукт непродолжительной варки древесины в щелочн.реагенте (соде). Лигнин выводится не полностью. Текстильная масса. Макулатура явл. вторичным сырьем. Исп. для дешевого картона и недорог.Б. - вторичн.волокна имеют более низкую эластичность, больше набухают. + - больше сопротивление на раздир, больше непрозрачность. Для получение особо гладкой Б ее дополнительно отделывают в суперкаландрах Б обладает повышенной гладкостью, ровностью, плотностью, может иметь блеск и лоск, но при чрезмерном каландрировании становится жесткой, нестойкой на надрыв, плохо впитывает краску, более прозрачная. Состав Б и картона: 70-75% - волокна, и 25-30% - всего остального (наполнитель, влага, проклеивающие вещ-ва, др. добавки Минеральные наполнители – это белые, порошкообразные минеральные вещ-ва нерастворимые в воде: - каолин – белая фарфоровая глина диоксид титана TiO₂ – самый дорогой, повышает непрозрачность, исп. Редко - гипс, тальк, окись Zn. Назначение наполнителей: - придать более равномерную капиллярную пористую структуру – Б имеет различные по диаметру поры => неравномерно ложится краска => поры засыпаются тальком/др. порошком => становится одинаковая по d. - благодаря своей высокой белизне наполнители повышают белизну. - повышают гладкость после каландрирования - наполнители рассеивающие свет повышают непрозрачность. Недостатки:- частицы наполнителя внедряясь между волокон как распорки ухудшают связи, понижают прочность - Б приобретает повышенную склонность к пылению. Кол-во наполнителя в печ.Б – 28-30%, мелованные >30%. < 6% -малозольная ; 6-18% - средне зольная; 8-23% - повышенной зольности> 23%-высоко-зольная бумага Для снижения этих недостатков Б проклеивают. Проклейка – это введение пролеив.вещ-в в состав Б с целью: - снизить чувствительность к действию влаги (придать ей гидрофобность) – проклейка наз. гидрофобизирующая. Гидрофобизаторы: канифоль – хвойная смола без скипидара; парофиновая или канифольная парофиновая проклейка. - для упрочнения связей между волокнами. 1. проклейка в массе – проклеивающие вещ-ва вводятся в состав бум. массы до отлива, выполняется почти всегда. 2. поверхностная проклейка – проклеивающие вещ-ва наносятся на пов-ть готовой Б во время ее отделки. Выполняется только тогда, когда необходима повышенная прочность пов-ти к выщипыванию и повыш. Водостойкость. Чрезмерная проклейка ухудшает впитывание печ.краски, делает Б более жесткой, склонной к скручиванию и кораблению. < 25мм – Б не клеется 0.25-0.5мм – слабо клееная 0.75-1.0мм – клеиная или средне клееная 1.25-1.75 и > - высоко клееная. Для высокой печати – не более 0,5 мм, для глубокой печати – не более 0,75 мм, Офсетная – 1-1,25 или более, Картографическая – 1,75 и выше, Писчая бывает разная – клееная или высококлееная. Добавки Подцветка – для повышения белизны бумаги в ее состав добавляют син. и фиолет. красители. Также для повышения белизны используются оптические отбеливатели или люминофоры. Структура бумаги – это ее состав, распределение и ориентация составляющих ее компонентов. Условно различают микро и макроструктуру. Микроструктура относится к распределению компонентов по толщине листа, макроструктура – по площади. Толщина. Печатная Б имеет толщину 0,025-0,25 мм. Самая распростран. 0,07-0,1 мм. Чем толще Б, тем она прочнее, непрозрачнее, легче сжимается под давлением. Масса м² – 25-250 г/м², наиб. распростран 80-100 г/м². Плотность – дает представление о впитывающей способности Б. Пределы: 0,5-1,44 г/см³. - >1 г/см³ – очень плотная (мин.впит.способность) - 0,8-1 г/см³ – плотная - 0,6-0,8 г/см³ – средней плотности - < 0,6 г/см³ – пористые. Пористость (наличие межволоконных пространств) – обратная хар-ка плотности. Чем больше плотность, тем меньше пористость. Гладкость. Чем больше гладкость, тем лучше степень контакта Б с печатной формой, тем больше ее разрешающая способность. Макронеровности видны невооруженным глазом. Делятся на случайные и систематические. Машинная гладкость – 30-150 сек Высококаландрированная бумага – 350-550 сек Мелованная бумага – 700-1000 и > Белизна – способность отражать свет рассеяно и равномерно по всему спектру. Белизна зависит от белизны исходных компонентов, наполнителя, подцветки, наличие покровного слоя. Для газет белизна до 60%, для мелов.бум. с оптич.отбеливателем до 98%. В машинном направлении бумага более прочная, более жесткая, меньше растягивается, меньше деформируется при увлажнении. Показатели прочности в машинном направлении больше в 2-6 раз, чем в поперечном. Непрозрачность зависит от волокнистого состава, наличие наполнителя, толщины, степени каландрирования, наличие покровного слоя. Проклеивающие вещ-ва не влияют на непрозрачность, наличие воздуха повышают непрозрачность, древесномас.Б >непрозрачна, чем чисто Ц, пухлая Б > непрозрачная, чем каландрированная. Факторы, влияющие на прочность: степень размола (жирный помол – повыш.прочность), наполнители (понижают), проклейка (связывающие (крахмал) – повышает), увлажнение (снижает редко), толщина (ув.толщины при прочих равных условиях повышает прочность).

25. Особенности структуры и свойств мелованных и немелованных бумаг.

Мелованная Б состоит из обработанной Ц массы, образующей Б-основу, а также наполнителей и связующих веществ, образующих мелованное покрытие. Один из лучших по качеству, но и самый дорогостоящий наполнитель - диоксид титана (также используют каолин). МБ делятся на различные типы: а) по характеру волокнистой массы - Ц, в которых содержание ДМ не превышает 10% (реже - 5%) и с содержанием ДМ (до 25%). Б с содержанием ДМ обладают большей непрозрачностью и гладкостью, но меньшей белизной и глянцем. б) по отделке поверхности - матовая и глянцевая. Глянцевая МБ производится с нанесением дополнительного глянца на каландре вне БД машины, отличается лучшими печ. результатами, меньшим расходом краски, большей гладкостью и минимальным отмарыванием и пылением. в) по количеству сторон мелования - одностороннего и двустороннего мелования. Б одностороннего мелования в основном используются для производства этикеток. г) по количеству слоев мелования - одно-, двух- и трехслойного мелования. Увеличение слоев мелования улучшает показатели белизны и гладкости. д) по массе мелованного листа - лёгкую (до 60 г/кв.м), средней плотности (70-150 г/кв.м) и с высокой плотностью (более 150 г/кв.м). Покрытие на легкомелованные Б наносят непосредственно в БД машинах. е) по формату - рулонная и листовая. Большая часть МБ поставляется в листах, упакованных в пачки. Меловой слой отличается высокой степенью белизны и гладкости. Высокая гладкость - одна из наиболее важных характеристик МБ. Их гладкость достигает 1000 сек. и более, а высота рельефа не превышает 1 мкм. Показатель гладкости не только обеспечивает оптимальное взаимодействие Б и краски, но и улучшает оптические свойства поверхности, воспринимающей красочное изображение. Высокая гладкость МБ позволяет вести печать с хорошей пропечаткой при малых толщинах красочного слоя. Важнейшим печатным свойством МБ является избирательное впитывание. Пористость=30%, а размер пор <0,03 мкм. Под действием сил капиллярного давления микропоры поверхностного слоя Б впитывают преимущественно лишь маловязкий растворитель, входящий в состав печатной краски, а пигмент и пленкообразователь остаются на поверхности. Это обеспечивает получение яркого четкого красочного изображения на МБ. 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 Б хорошо впитывают краску, благодаря своей рыхлой структуре. Оптическая яркость - МБ без оптического отбеливателя имеют оптическую яркость не менее 76%, а с оптическим отбеливателем - не менее 84%. Печатные Б с содержанием ДМ должны иметь оптическую яркость не менее 72%, а вот газетная бумага может быть недостаточно белой. Её оптическая яркость составляет в среднем 65%. Мягкость Б связана с ее структурой, то есть с ее плотностью и пористостью. Так крупнопористая газетная Б может деформироваться при сжатии до 28%, а у плотной МБ деформация сжатия не превышает 6-8%.Для мелованных и немелованных бумаг готовят различные краски.

Особенности: самые белые; самые гладкие: от 700 сек, ув.разреш.способность; мин. впитывание (плотность >1г/см³, пористость 30-40%, средн.размер пор – сотые доли мкм.). Возможные проблемы: 1. медленное закрепление краски (краску нужно подбирать) 2. возможно набухание в поперечном направлении > 3% 3. возможен срыв покровного слоя (прочность по Деннисону не менее 8, лучше 9-10). 4. сильно скручивание при увлажнении, угол скручивания > 100 5. плохо работает на излом (при массе >150 г перед фальцовкой нужно биговать). Гладкость – машинная – 30-150 сек; каландрир. – 150-300 сек; высококаландрир. – 350-550 сек; МБ - 700-1000 сек и > Структура пов-ти (ровность): немелованные Б – макронеровности высота 25 мкм, микро – 3-5 мкм; МБ – макронеровности – нет, микро – 0,3-0,5 мкм; суперглазир. – 0,03-0,05 мкм. Содержание наполнителя: max %-ное содержание наполнителя в печатной бумаге не превышает 28%, у МБ >30%, т.к. сюда входит наполнитель в структуре Б и белый пигмент в меловом слое. Плотность: немелованные – 0,5г/см³, мелованные – > 1,0 г/см³ (1,0-1,3г/см³). Пористость: все немелованные, не слишком уплотненные Б, например, газетная – макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус 0,16-0,3 мкм. МБ относ. к микропористым (капиллярным) Б. Пористость составляет около 30%, размер пор 0,02-0,03 мкм (впитывает краску под действием сил капллярного давления). Остальные Б занимают промежуточное положение.

Впитывающая способность: макропористые немелованные бумаги хорошо воспринимают краску, впитывая ее как единое целое, в поры проникают как растровители, так и красящие пигменты. Т.о. концентрация пигмента на пов-ти невелика и невозможно добиться насыщ.цветов, т.е. повышенная макропористость бумаги нежелательна при иллюстрац.печати. Для микропористых характерен механизм, т.н. «избирательное впитывание», когда под действием сил капиллярного давления в микропоры поверхности слоя бумаги впитывается преимущественно маловязкий компонент краски (растворитель), а пигменты и пленкообразователь остаются на пов-ти – получается четкое изображение. Непрозрачность: для текстовой прод. - 91-93%, иллюстрир. – 96-98%. Склонность к впитыванию: офсетная – 7-8 по Дениссону, мелованная не менее 8 лучше 9-10 (может наблюдаться срыв покровного слоя).