Лекция №5

Вид материала

Лекция

Содержание Основными печатными свойствами бумаги являются Вышеизложенные основные свойства печатных бумаг можно

Подобный материал:

• «Социальная стратификация и социальная мобильность», 46.19kb.
• Первая лекция. Введение 6 Вторая лекция, 30.95kb.
• Лекция Сионизм в оценке Торы Лекция Государство Израиль испытание на прочность, 2876.59kb.
• Текст лекций н. О. Воскресенская Оглавление Лекция 1: Введение в дисциплину. Предмет, 1185.25kb.
• Собрание 8-511 13. 20 Лекция 2ч режимы работы эл оборудования Пушков ап 8-511 (ррэо), 73.36kb.
• Концепция тренажера уровня установки. Требования к тренажеру (лекция 3, стр. 2-5), 34.9kb.
• Лекция по физической культуре (15. 02.; 22. 02; 01. 03), Лекция по современным технологиям, 31.38kb.
• Тема Лекция, 34.13kb.
• Лекция посвящена определению термина «транскриптом», 219.05kb.
• А. И. Мицкевич Догматика Оглавление Введение Лекция, 2083.65kb.

Лекция № 5.


СВОЙСТВА, ВИДЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ БУМАГИ ДЛЯ ПЕЧАТИ.


3.1. Из истории изобретения и развития производства бумаги.


“ Бумага – продукт перетирания лохмотьев и тряпок, коль скоро сделана и отдана под печатный станок, превратившись в книгу или газету, приобретает беспримерное могущество, становится всемирным владыкой. Она изменяет наши идеи и нашу религию, переворачивает наши нравы и законы, свергает и восстанавливает царства, решает вопросы войны и мира: она, можно сказать, управляет миром. И она получила такое распространение в наши дни, такую широкую и универсальную область применения, стала столь характеризующей нашу эпоху, что наше время можно назвать “ бумажной эрой “.

А. Сим


Бумага является важнейшим элементом в процессе печати, являясь основным материалом для создания полиграфической продукции. От ее качества и свойств в значительной степени зависит внешний вид книг, журналов, газет, практически всех изделий, представляющих весь спектр современной полиграфии.


Мы до сих пор точно не знаем, когда была изобретена бумага. но доподлинно известно, что бумагу производили еще в далекой древности: египтяне делали ее из папируса, китайцы – из бамбука и пеньки, европейцы – из льна и хлопка (последний для прочности добавляется при производстве банкнот и сейчас). Распространено мнение, что в Японии бумагу делают из рисовой соломы (даже есть понятие “рисовая бумага”, на которой пишут тушью). Однако изготовить бумагу из соломы сложно. На самом деле в Японии бумагу делают из австралийского эвкалипта, вернее из эвкалиптовой стружки.

Бумага пришла на Японский архипелаг из Китая через Корею. Не удивительно, что самые развитые предприятия по производству бумаги в Японии расположены на побережье Японского моря, по соседству с Корейским полуостровом.

Китайцам бумага была известна задолго до нашей эры. Археологи утверждают, что материалы, напоминающие бумагу, существовали уже в III- IV вв. до н.э. Есть предположение, что секрет изготовления этого удивительного материала китайцы могли перенять у тюрков. Древние тюркские мастера умели изготавливать тончайший войлок, распуская небольшие кусочки шерсти в воде. Затем их отлавливали ситом, отбрасывали на специальный пресс, отжимали и сушили. Китайцы заменили шерсть растительными волокнами (толчеными кусочками коры тутового дерева, размельченными стеблями бамбука) и получили совершенно новый материал – бумагу.

Официальной датой появления бумаги в Китае считается по одним источникам 105г. до н.э., по другим – 153г. н.э. Но обе даты связаны с одной персоной – министром земледелия Цай (Тцай) Лунем. В 105 году Цай Лунь сделал императору официальный доклад о существовании технологии изготовления бумаги. В 153 году он рекомендовал своим согражданам применять для письма бумагу “ши’, изготовленную из волокон древесины “бумажного дерева” (netiabruzzo papyrifera). До этого времени китайцы применяли в качестве материала для письма камень, кости и пластинки, вырезанные из сердцевины бамбука.


Весьма интересен вопрос о происхождении в русском языке самого слова “бумага”. Существует множество объяснений. Вполне возможно, что первооснова – греческое слово bambagia (хлопчатая бумага). Поскольку в Китае бумагу делали из молодых побегов бамбука, то вполне вероятно, что слово происходит от старого названия бамбука. В европейских языках название бумаги (французский и немецкий – papier, английский -paper) явно ведет свое происхождение от греческого papyrus. Однако надо заметить, что принципы изготовления бумаги и папируса разные.

В продолжение истории о Цай Луне и изобретении бумаги интересны следующие факты. В VI – VII вв. в Китае уже имели хождение бумажные деньги “Фэнь – Тань” (летающие монеты). Фактически это были первые бумажные деньги в истории человечества.

Китайцы ревностно охраняли секрет изготовления бумаги. Технологию ее производства под страхом смертной казни было запрещено вывозить за границу. Тем не менее, из Китая новый материал, а затем и технология его изготовления попали в соседние страны – Корею и Японию. В VII в. началось великое путешествие бумаги на Запад: Китай – Средняя Азия (Самарканд) – Ближний Восток – Европа (Сицилия). К XIII веку Северной Италии уже были созданы и работали первые бумажные мануфактуры и мастерские по изготовлению бумаги.

В России бумага появляется в XIV в., до этого времени материалом для письма был пергамент. Изготовление российской бумаги было налажено во времена царствования Ивана Грозного.

Из года в год технология производства бумаги совершенствовалась. Ко времени начала книгопечатания в Европе появилось множество бумажных мельниц, которые вырабатывали (исключительно из льняных и пеньковых тряпок) превосходную, не протекающую, белую бумагу, довольно плотную и прочную, “звонкую” и гибкую, сохранившуюся до наших дней в прекрасном виде. Как папирус с IX века был вытеснен пергаментом, так бумага с XII века начинает вытеснять пергамент. Дешевизна бумаги в сравнении с пергаментом дала возможность расширить ее производство до достаточно больших объемов, что явилось толчком к изобретению технологии печатания, к возникновению и развитию полиграфической отрасли.


Процесс изготовления бумаги на старинных бумажных мельницах можно в следующей последовательности:


а) материал, предназначенный для выделки бумаги, очищается от грязи и промывается;


б) после высыхания полученное сырье поступает на жернова водяной или ветряной мельницы, где перетирается, превращаясь в достаточно однородную массу;


в) подготовленная масса помещается в чаны, наполненные водой, где с помощью пестов, разрыхляется окончательно, волокна разделяются, чтобы превратиться в ровную кашицу молочного цвета;


г) рабочий, используя форму в виде деревянной рамы с натянутой на нее тонкой проволочной сеткой, зачерпывает из чана нужное для листа бумаги количество жидкой кашицы и трясет раму над чаном, чтобы вода стекала и волокна свойлачивались;


д) после того как лист на сетке примет нужную форму, рабочий переворачивает раму на кусок войлока или сукна;


е) сверху на этот еще сырой лист накладывается еще кусок войлока, на него кладется новый лист бумаги и т.д.;


ж) когда наберется два – три десятка листов, вся кипа поступает под пресс и подвергается сильному сжатию, затем листы развешиваются на веревках для окончательной просушки.


Иногда, особенно при изготовлении писчей бумаги, к массе в чане добавляли клей, так как на проклеенной бумаге чернила не растекались. Благодаря строению металлической сети, на бумаге (при рассмотрении на свет) получались тонкие линии. Отсюда и наименование бумаги – верже (от французского vergeures).Так назывались продольные полоски проволоки.

Готовые, высушенные листы разбирались по сортам и продавались пачками. Владельцы бумажных предприятий путем вплетения какой-либо фигурки из проволоки в сетку оттискивали свое фабричное клеймо (водяной знак, филигран) – в виде колокола, орла, единорога, короны, цветов, кисти винограда, монограммы I.H.S. (Иисус Христос), своих инициалов, годов и т.д.

С позиций сегодняшнего дня, конечно же, старая бумага была изготовлена плохо: в некоторых образцах встречаются длинные волокна, иногда даже видны кусочки тряпок. Тряпичное сырье для изготовления бумаги использовали вплоть до XVIII века. Потребности в бумаге росли год от года, поэтому фабриканты и технологи искали новые виды сырья для производства бумаги в необходимом количестве. Поиск нового сырья параллельно сопровождался совершенствованием существующих технологий, В частности, рабочий бумажной фабрики в Эзонне Луи Робер в 1799 году изобрел прообраз современной машины, производящей бумагу в виде бесконечной ленты. Опыты Келлера и Фельтера, начатые в 1845 году, привели (к 1857 году) бумажное дело к возможности полного перехода на новое сырье – древесную массу. Обработанная едким натром древесная масса (ель, пихта, осина) давала бело-сероватую массу целлюлозы.

Весь процесс получения бумаги достаточно громоздкий и многоэтапный. Сегодня на бумажных фабриках для изготовления бумаги может применяться и механически измельченная древесная масса, и древесная или соломенная целлюлоза; и хлопчатобумажные, полотняные, холщовые, льняные, пеньковые, джутовые и прочие тряпки. Широко используется также старая, бывшая в употреблении бумага, с которой в процессе варки в котлах и химической очистки удаляются чернила или типографская краска. Из одной тряпичной массы бумагу, как правило, делают сравнительно в небольшом количестве, главным образом для ценных бумаг, акций и других высших сортов бумаги. Для изготовления пергаментной и восковой бумаги, готовую бумагу пропускают в течение нескольких секунд через ванну с серной кислотой, затем промывают водой, раствором соды и снова водой. Серная кислота, во-первых, делает бумагу непроницаемой для жиров и некоторых кислот, во-вторых, придает ей полупрозрачность, а в-третьих, - прочность. В продажу бумага поступает в двух видах: в рулонах (ролах) и флатовая (листовая, нарезанная на листы или отлитая листами разного размера).

Следует отметить, что при современном грандиозном развитии машинного производства, до сих пор сохранилось производство бумаги ручным способом, особенно при выработке дорогих сортов, использующихся для выполнения тонких рисунков акварелью, веленевой (похожей на пергамент), рыхлой китайской и плотной японской (для печатания роскошных изданий с гравюрами и офортами).


Сегодня технологии производства бумаги продолжают бурно совершенствоваться. Увеличивается ширина бумажного полотна, для отделки бумаги широко применяются суперкаландры – системы вращающихся с разной скоростью валов, между которыми под давлением пропускают увлажненное бумажное полотно. Использование систем суперкаландров обеспечивает более ровную гладкую поверхность и глянец. Такая бумага называется каландрированной и высококаландрированной. Используются различные добавки и клеевые составы. В зависимости от степени прочности различают бумагу слабоклеенную, клееную и высококлеенную. В бумажную массу вводят наполнители – белые порошкообразные, нерастворимые в воде минеральные вещества: каолин, сернокислый барий, тальк, двуокись титана и т.д.


3.2. Свойства и параметры классификации печатных бумаг.


.Рассматривая бумагу, предназначенную для печати с применением полиграфических технологий, мы должны, прежде всего, обратить внимание на параметры и свойства, определяющие ее поведение в технологическом процессе. Допечатные свойства бумаги зависят, как правило, от влажности, упаковки и хранения. Свойства бумаги, называемые печатными включают характеристики, определяющие прохождение бумаги через бумагопроводящую систему печатной машины, а также особенности, обусловливающие качество печатного оттиска как непосредственно при взаимодействии с печатной краской, так и в процессе закрепления красочного изображения на оттиске.


Основными печатными свойствами бумаги являются:

- белизна

- гладкость

- упругоэластичность

- пластичность

- впитываемость (пористость и капиллярность)

- непрозрачность

- сорность

- прочность поверхности

- плоскостность.


Послепечатные свойства бумаги определяют ее поведение в процессах разрезки, обрезки, фальцовки, шитья, высечки и тиснения, а также условия и требования полуфабрикатов, их хранения и сушки.


3.2.1. Белизна бумаги.


Степень белизны бумаги зависит от того, насколько полно и равномерно она отражает лучи различной длины волны во всем спектре дневного рассеянного света. Иногда бумага заметно поглощает коротковолновые (синие) лучи и поэтому кажется слегка желтоватой. Для повышения видимой белизны бумаги, а также для устранения нежелательных оттенков применяется подсветка или крашение бумаги. На бумажных фабриках крашение бумаги осуществляется двумя способами: а) добавлением в бумагу некоторого количества органических или неорганических красителей; при этом способе красители равномерно и прочно закрепляются на компонентах бумаги, что способствует однородной окраске всей структуры бумаги; б) нанесением растворов красителей на поверхность готового бумажного полотна; способ применяется в основном для крашения бумаги и картона массой более 180 г/кв. м.

На полиграфических предприятиях осуществляют тонирование поверхности листа бумаги полиграфическими красками. При этом в зависимости от способа печати получается заданная толщина красочного слоя с заданным рисунком.

Многочисленные группы красителей и отбеливающих веществ различаются по своему строению и химическому составу, поэтому они по-разному окрашивают волокна бумаги. Подбор красителей и пигментов – дело достаточно сложное и для получения оптимального эффекта требует правильного смешивания цветов. Процесс крашения во многом зависит от большого количества переменных факторов – строения и химического состава волокон, из которых изготавливается бумага, наличия в бумажной массе окрашиваемых наполнителей и приклеивающих веществ.

Высокая степень белизны печатной бумаги весьма желательна, так как удобочитаемость издания зависит от контрастности запечатанных (текст, иллюстрации) и пробельных участков оттисков. При многокрасочной печати воспроизведение цвета на оттиске с минимальными отклонениями от оригинала возможно только при печатании на достаточно белой бумаге.


3.2.2. Гладкость бумаги.


Гладкость бумаги – одно из важнейших печатных свойств, которое зависит от микрогеометрии поверхности бумаги, то есть от рельефа, образованного выступами и впадинами между растительными волокнами и частичками наполнителя.

Поверхность хорошо отглазированной мелованной бумаги имеет в основном микронеровности в пределах 0,1–0,5 мкм, суперглазированной высокогладкой мелованной бумаги – 0,03-0,05 мкм. Макронеровности у этой бумаги отсутствуют. Глянцевость и матовость бумаги зависят от микрогеометрии ее поверхности. Очень гладкие бумаги будут глянцевыми, шероховатые – матовыми. В основном, эффективная гладкость бумаги определяется ее микрорельефом, так как макронеровности подавляются в процессе печатания.

Гладкость (шероховатость) – весьма важный фактор, от которого зависят печатные свойства бумаги. В то же время, это довольно трудно определяемый для бумаги показатель.


3.2.3. Упруго-эластические и пластические свойства бумаги.


В полиграфическом производстве бумага, проходя различные технологические процессы, испытывает разного рода воздействия и деформации. В одних случаях деформации бумаги должны быть обратимыми, то есть исчезающими при снятии напряжения, в других – необратимыми, то есть сохраняющимися после снятия напряжения.

Свойство бумаги мгновенно изменять свою форму и размеры под действием соответствующей нагрузки, а после прекращения ее действия также мгновенно восстанавливать первоначальную форму и размеры называется упругостью. Следовательно, упругие деформации – это мгновенно возникающие и полностью обратимые деформации.

Эластичность – свойство материала изменять форму и размеры под действием нагрузки в течение некоторого промежутка времени и постепенно полностью восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после прекращения действия. Эластические деформации возникают постепенно, вслед за упругими деформациями, и также постепенно исчезают после прекращения действия соответствующего напряжения.

Свойство материала сохранять полученную деформацию после снятия механического воздействия называется пластичностью. Следовательно, упруго-эластические деформации полностью обратимы, а пластические являются остаточными. В полиграфии необходимы как упруго-эластические, так и пластические (остаточные) деформации. Упруго-эластические свойства положительно сказываются на процессе печатания, но зачастую бывают недостаточными для надлежащего выравнивания поверхности бумаги и компенсации неровностей как печатной формы, так и самой бумаги. Пластические деформации бумаги технологически необходимы при фальцовке, биговке, штриховке, тиснении. Такие противоречивые требования к свойствам бумаги удовлетворяются не путем компромисса, а посредством создания различных ее видов и сортов.

Необходимо отметить, что правильный выбор бумаги для того или иного издания на 50% определяет качество и отсутствие проблем при его изготовлении.


3.2.4. Впитывающая способность бумаги.


Надлежащая впитывающая способность бумаги является очень важным условием своевременного и полного закрепления краски. При впитывании краски часть связующего (преимущественно его низковязкие и низкомолекулярные компоненты – масла и органические растворители) проникает в толщу бумаги. Впитывание связующего краски в бумагу определяется ее пористо-капиллярным строением. Впитывающая способность бумаги особенно важна для тех способов печати и лакирования, где закрепление краски и лака в основном определяется впитыванием.

Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги, например газетные, относятся к макропористым сортам. Они хорошо впитывают краску, адсорбируя ее связующее благодаря развитой внутренней поверхности. Чрезмерная впитывающая способность бумаги вследствие ее большой макропористости нежелательна для иллюстрационной печати, так как приводит к потере насыщенности и глянца краски.

Мелованная бумага относится к микропористым бумагам. Она тоже хорошо впитывает краску, но уже под действием капиллярных сил. Поэтому для печати на немелованных и мелованных бумагах используют различные типы краски.


3.2.5. Прочность поверхностного слоя бумаги.


Прочность поверхности бумаги к истиранию и выщипыванию имеет большое значение для иллюстрационной, особенно многокрасочной печати, где четкость растровых элементов и тонких штрихов достигается применением липких и довольно вязких красок. Прочность поверхности бумаги повышается при использовании разработанной длинноволокнистой бумажной массы, а также вследствие ее проклейки карбамидной смолой и крахмалом. Мелованная бумага приобретает хорошую прочность поверхностей, если для ее мелования применяются латексы, полиметилметакрилатная и поливинилацетатная дисперсии (эмульсии), а также термоактивная карбамидная смола.


3.2.6. Плоскостность бумаги.


Это свойство не имеет количественного выражения и оценивается визуально. Плоскостность во многом определяется климатическими условиями хранения, транспортировки и упаковки бумаги. Бумага не должна подвергаться негативному воздействию влаги и температурных колебаний. Заботиться о климатических условиях необходимо потому, что бумага обладает гигроскопичностью – способностью поглощать влагу из воздуха и отдавать ее назад. Если бумага хранится в помещении без упаковки, защищающей ее от атмосферных воздействий, то она отдает или воспринимает влагу из окружающего воздуха до тех пор, пока не будет достигнута равновесная влажность.

При поглощении влаги бумагой на ее краях образуется более или менее ярко выраженная волнистость. Если бумага, наоборот, отдает влагу, то ее края загибаются, то есть происходит коробление. И в том и в другом случае нарушение плоскостности листов вызывает проблемы в работе листовых печатных машин, послепечатного и отделочного оборудования с полистной подачей. Прежде всего, затрудняется прохождение бумаги через машину: нарушается точность позиционирования листов, приводящая к неприводке красок на оттиске.

Чтобы избежать этих проблем, в типографии проводят акклиматизацию бумаги, то есть ее адаптацию к условиям печатного цеха. Бумагу выдерживают несколько дней при постоянной температуре и влажности на складе или непосредственно в помещении, в котором установлена печатная машина.


Вышеизложенные основные свойства печатных бумаг можно

объединить в группы следующим образом:


- геометрические: гладкость, толщина и масса 1 кв. м,

плотность и пористость;


- оптические: белизна, непрозрачность, лоск (глянец);


- показатели однородности структуры: равномерность просвета,

разносторонность, сорность;


- механические (прочностные и деформационные): прочность поверхности

выщипыванию, разрывная длина (или прочность на разрыв), прочность

на излом, влагопрочность, эластичность, пластичность и упругость

при сжатии и другие;


- сорбционные: гидрофобность, пористость, впитывающая способность.


Приложение № 3.1.