Гудкова Т.И., Загаринская Л.А. Полиграфические материалы

Подождите немного. Документ загружается.

Рассмотрим основные характеристики бумаги, которые влия-

ют на ее технологические и потребительские свойства.

3.1. Размерные показатели бумаги

Важнейшие размерные показатели

бумаги

Толщина бумаги зависит от количества бумажной массы, по-

даваемой на сетку бумагоделательной машины, ее концентрации

и скорости движения сетки. Бумага неоднородна по толщине

(рис.

и при ее измерении получают усредненные значения.

Толщина оказывает существенное влияние на многие свой-

ства бумаги. Например, при прочих равных условиях с увеличе-

нием толщины растут прочность бумаги, непрозрачность, дефор-

мация сжатия и др.

Для печати применяют бумагу толщиной от 0,04 до 0,25 мм.

Чем тоньше бумага, тем плотнее, компактнее книжный блок. Ка-

чество печати в значительной мере зависит от однородности тол-

щины бумаги в листе, кипе, рулоне. Отклонения по толщине при-

водят к дефектам печати, например непропечаткам на от-

тиске.

Толщина бумаги влияет на массоемкость издания и на эконо-

мические показатели, например, от нее зависит толщина корешка

книжного блока, а следовательно,

расход всех переплетных ма-

териалов.

Допустим, печатается книга объемом 25 печ.

форматом

в каждой тетради 32 с, т. е. 16 листов.

При толщине бумаги 100 мкм толщина корешка книжного бло-

ка равна 4 см (100 мкмХ 16Х25Х

При толщине бумаги

150

толщина блока увеличивается до 6 см.

Высота корешка 20,5 см, а с учетом припуска ткани на загиб —

23 см. На корешок

блока из бумаги толщиной 150 мкм

потребуется ткани больше на 0,0046

0,0046

При тираже в 200 тыс. экз. перерасход ткани составит:

0,0046

Если 1

ледерина стоит 1 руб., перерасход в денежном вы-

ражении составит 920 руб. (без учета других материалов: карто-

на, марли, клея, каптала).

Другой важный показатель — масса бумаги площадью 1

При одинаковом составе и одинаковой степени каландрирования

Рис. 6. Измерение толщины

бумаги толщиномером:

плоскости

бумага

масса квадратного метра бумаги пропорциональна усредненной

толщине листа.

Бумагу для печати выпускают массой 1

от 30 до 300 г. Ма-

териал с массой больше 300

называют картоном.

Показатель массы 1

распространен в связи с укоренившей-

ся практикой планирования и учета потребления бумаги в весо-

вых единицах, что, однако, расходится с практикой учета потреб-

бумаги типографиями и выпуска печатных изделий в ли-

стах (печатные листы).

С целью совершенствования учета бумаги Госкомиздатом

СССР в

г. было принято постановление «Об изменении по-

рядка учета бумаги на полиграфических предприятиях и состав-

лении и утверждении отчетов о расходе

которым

предусмотрен учет бумаги в двойном

в и тон-

нах.

Это позволит нормализовать взаимоотношения между постав-

щиками бумаги и полиграфическими предприятиями, а также по-

высит ответственность изготовителей бумаги в соблюдении требо-

ваний, предусмотренных стандартом.

Действующие стандарты допускают отклонения в показателе

массы 1

печатной бумаги

Завышение массы 1

приводит к перерасходу бумаги. Поэто-

му нужно строго контролировать соответствие массы 1

ГОСТу.

Размерные показатели (толщина, масса 1

являются основ-

ными

расчете необходимого количества бумаги на издание,

а также при различных перерасчетах в процессе ее приемки от

поставщика. Например, если бумага доставляется в рулонах, бы-

вает необходимо определить длину всей ленты, чтобы знать,

сколько оттисков можно на ней получить. Для этого нужно знать

рулона, массу 1

бумаги и ширину рулона. По массе ру-

лона можно также рассчитать массу 1

бумаги,

листов за-

данного формата, полученных из рулона.

Для расчета пользуются следующими формулами.

Определение веса стопы листовой бумаги

дан-

ного формата по массе 1

где P — вес стопы, кг;

длина листа, м;

ширина листа (рулона), м;

— масса

г.

2. Определение длины бумажной ленты в рулоне по массе ру-

лона:

где

длина бумажной ленты, м;

F — масса рулона без гильзы, кг.

3. Определение площади бумажной ленты в рулоне по массе

рулона:

где S — площадь бумаги,

4. Определение числа листов бумаги, нарезанных из рулона

по заданному формату, по массе рулона и массе 1

где

листов бумаги.

5. Определение длины бумажной ленты в рулоне по толщине

бумаги, диаметру рулона и диаметру втулки:

где

диаметр рулона, мм;

диаметр втулки, мм;

толщина бумаги, мм;

длины окружности к диаметру, равное 3,14.

6. Определение количества бумаги на издание

где

количество бумаги на издание, кг;

— объем издания, физ. печ.

тираж, экз.;

отхода бумаги

учитываю-

щий неизбежные производственные потери бумаги;

зависит от тиража и красочности издания. Он тем

больше, чем меньше тираж и выше красочность;

переводной коэффициент печатных листов в бумаж-

ные;

— коэффициент перевода массы в кг.

При расчете необходимого количества бумаги для печатания

следует учитывать нормы на технические отходы бумаги.

Нормы отходов рассчитаны для бумаги, отвечающей стандар-

там, они не учитывают обрезки, образующиеся при раскрое из-за

несоответствия формата бумаги формату печатной продукции. При

печатании на бумаге второго сорта к норме отходов добавляется

еще

от общего расхода бумаги на тираж. В табл. 4 приведе-

ны некоторые нормы на технические отходы бумаги * для основ-

ных видов изданий при печатании способами высокой, офсетной и

глубокой печати.

Одна из основных задач инженера-экономиста — обеспечить

условия экономного расходования бумаги и снижения техниче-

Нормы отходов на технические нужды производства.

1976.

Таблица 4

Некоторые нормы (укрупненные) на технические отходы бумаги

при печатании

Продолжение табл. 4

* Пределы норм отходов указаны для разного тиража изданий: нижний пре-

дел соответствует большому тиражу, верхний — малому.

I группа

работы с простыми штриховыми и растровыми эле-

ментами, занимающими до 25% площади печатного листа,

этикетки.

П группа сложности —

штриховые работы с мелкими графи-

ческими деталями, одно- и многокрасочные растровые работы с наложением и

совмещением более двух красок, например книжно-журнальные текстовые рабо-

ты, наглядные и учебные пособия, иллюстрации.

группа

высокохудожественные многокрасочные рабо-

ты со сложным сочетанием цветов и градационных переходов, например порт-

реты, репродукции музейных картин.

***** IV группа сложности — высокохудожественные трех- и четырехкра-

сочные работы с высокой точностью воспроизведения, например иллюстрации в

энциклопедические и редкие специальные издания.

отходов. Следует избегать использования бумаги завышен-

ной массы, на листовых машинах необходимо использовать листо-

вую бумагу, так как переработка в типографиях рулонной бума-

ги в листовую приводит к большим потерям. Большое значение

имеет хорошая упаковка бумаги, хранение ее в специально при-

способленных складских помещениях, организация нормальных

условий при погрузке, транспортировке и выгрузке бумаги.

Рассмотрим пример расчета расхода бумаги формата 840х

на печатание книги объемом 10 печ.

тиражом

100 тыс. экз. при использовании бумаги массой 1

1) 70 г и

2) 60 г.

Технические отходы в данном случае составят 2,2% (см.

табл.

Таким образом, применение бумаги с меньшей на 10 г массой

уменьшит ее расход на 4430 кг.

Для расчета стоимости бумаги в табл. 6 приведены цены на

основные виды печатной бумаги

Цены на бумагу устанавлива-

ют исходя из многих факторов: массы 1

состава бумаги, ка-

чества ее отделки

гладкости, глазированная, мелован-

вида (листовая или рулонная) и т. д. На бумагу

сорта

дается 5% скидки.

3.2. Структура бумаги

Важнейшими характеристиками структуры являются плотность

и пористость бумаги.

Плотность определяют отношением массы листа бумаги к

его объему и выражают в

Для различных видов бумаги плотность колеблется в преде-

лах от 0,5

— для рыхлых, пористых и до 1,2

— для

сильно уплотненных видов бумаги.

Плотность бумаги зависит от вида и степени помола волокна,

количества наполнителя, от степени каландрирования бумаги

и др. Так, бумага из древесной целлюлозы жирного помола име-

ет более высокую плотность, чем

древесной массы. Жирный

помол волокна, наполнители, каландрирование увеличивают плот-

ность бумаги.

(наличие межволоконных пространств) бума-

ги косвенно связана с плотностью. Чем больше плотность

тем меньше ее пористость.

Хорошо фибриллированные целлюлозные волокна

по-

наполнители и каландрирование снижают пористость бума-

* Прейскурант №

Оптовые цены на продукцию целлюлозно-бумаж-

ной промышленности.

1980.

ги; садкий помол волокон, наличие в бумаге древесной массы уве-

личивают пористость.

Высокая пористость бумаги обеспечивает хорошую впитываю-

щую способность и, следовательно, влияет на скорость закрепле-

ния краски, но в то же время в результате сильного впитывания

краски оттиски получаются менее контрастными, менее насыщен-

ными.

На более плотной, менее пористой бумаге достигается более

высокая четкость изображения.

Неоднородность структуры бумаги. Бумага является капил-

лярно-пористым неоднородным материалом. Неоднородность бу-

маги обусловлена многокомпонентностью ее состава и особенно-

стями технологии изготовления. В процессе дефибрирования дре-

весины и размола целлюлозы получают волоконца разных разме-

ров. Сами волокна распределяются в толще листа также нерав-

номерно, образуя более или менее плотные участки, которые хо-

рошо видны при рассматривании бумаги «на просвет». Неравно-

мерно и распределение частиц наполнителя в толще листа. Содер-

жание наполнителя с сеточной стороны на

меньше, чем

с верхней.

Неоднородность структуры бумаги оказывает влияние на мно-

гие ее свойства. Так, бумага имеет неравномерную толщину, раз-

личную гладкость и впитывающую способность с верхней и сеточ-

ной сторон листа, разную прочность в машинном и поперечном

направлениях и др. Неоднородность свойств бумаги ухудшает ее

и вызывает большие трудности в работе с ней.

Государственные стандарты нормируют допустимые отклоне-

ния показателей свойств, которые должны соблюдаться изготови-

телями бумаги.

3.3. Характеристика поверхности бумаги

основное свойство бумаги, характеризующее

ее поверхность. Гладкая бумага обеспечивает полный контакт

с поверхностью жесткой печатной формы, к которой бумага при-

жимается под определенным давлением. От полноты контакта

бумаги с формой зависит точность воспроизведения элементов

изображения. Таким образом, чем выше гладкость поверхности

бумаги, тем больше ее разрешающая способность, т. е. возмож-

ность воспроизведения на ней самых мелких деталей изображения,

а следовательно, выше качество печати. На очень гладкой поверх-

ности полная пропечатка всех элементов изображения может быть

достигнута при минимальном давлении.

Получить бумагу с абсолютно гладкой поверхностью невоз-

можно. Поверхность бумаги всегда имеет микронеровности, обра-

зующиеся в процессе ее изготовления в результате переплетения

волокон и наличия частичек наполнителя на ее поверхности. Пло-

хое измельчение и скопление волокон, а также случайные грубые

включения образуют макронеровности. Кроме того, на стороне

листа, обращенной к сетке бумагоделательной мащины, остаются

следы сетки, что увеличивает

сеточной стороны бу-

маги.

Иногда размеры неровностей на поверхности бумаги соизме-

римы с размерами печатающих элементов, а иногда и значительно

больше их. В этом случае при печатании между бумагой и печа-

тающими элементами не будет полного контакта, что вызовет на

отдельных участках потерю элементов изображения, т. е. непро-

печатку.

Гладкость бумаги значительно повышается при введении на-

полнителя и особенно при нанесении на ее поверхность в процессе

мелования покровного пигментного слоя, который закрывает не-

ровности бумаги-основы. Только на высокогладкой мелованной

бумаге могут быть воспроизведены мелкие печатающие элементы

с высоколиниатурных форм.

Для оценки гладкости бумаги применяют пневматический при-

бор

Условной характеристикой гладкости служит время в

необходимое для прохождения 10 мл воздуха между поверхностью

бумаги и полированной поверхностью стеклянного кольца пло-

щадью в 10

при среднем вакууме в приборе 506,5 гПа (0,5 атм),

при давлении на бумагу в 980,6 гПа (1

Гладкость, изме-

ренная этим прибором, находится в следующих пределах: для

бумаги машинной

от 30 до 100 с; глазированной

150 до 300 с; высокоглазированной от 350 до 550 с; высокоглази-

рованной

до 2000

Хорошее качество печати может быть достигнуто и на не очень

гладкой бумаге, но под определенным давлением, когда в

печатания происходит сжатие бумаги и выравнивание ее поверх-

ности. Гладкость, определенная под давлением, называется эффек-

тивной или печатной гладкостью. Сглаживание поверхности бу-

маги в момент ее контакта с печатной формой увеличивает разре-

шающую способность бумаги, улучшает точность воспроизведения

оригинала, увеличивает переход краски с формы на бумагу. Сле-

довательно, качество печати зависит не только от первоначальной

гладкости поверхности бумаги, а и от эффективной гладкости, т. е.

способности бумаги деформироваться под давлением.

3.4. Механические свойства бумаги

Механические свойства проявляются в реакции материала

механические воздействия. Под действием приложенного напря-

жения материал может или деформироваться (изменять форму)

без разрушения, или испытывать разрушение, если приложенное

напряжение больше предела прочности. Таким образом, механи-

ческие свойства

две группы свойств:

— прочностные свойства, характеризующие сопротивление ма-

териала разрушению при механических воздействиях,

— деформационные свойства, характеризующие деформируе-

мость материала без разрушения.

Прочностные свойства

Прочность бумаги, т. е. ее сопротивление разрушению при ме-

ханических воздействиях — важная характеристика, определяю-

щая возможность использования бумаги в печатных и других ма-

шинах и обеспечивающая сохранность и долговечность готовых

печатных изделий. Прочность бумаги имеет и большое экономи-

ческое значение.

Например, при печатании газет из-за недостаточной прочности

бумаги может произойти обрыв бумажного полотна. Проводка

в машине занимает не менее 15 мин. За это время простоя

печатной машины, работающей со сравнительно невысокой ско-

ростью (20 000 об/ч), можно отпечатать 20 000 экз. газет (за один

оборот выходят четыре четырехполосные

Таким образом, недостаточная прочность бумаги приводит к не-

производительным простоям печатных машин. Кроме того, низкая

прочность бумаги заставляет снижать скорость печатания.

Прочностные свойства бумаги зависят от ее состава и струк-

туры. При механическом воздействии на бумагу возможно раз-

рушение самих волокон, но более вероятно нарушение связей

между ними. Поэтому прочность бумаги, как правило, определя-

ется не прочностью самого волокна, а прочностью связей между

волокнами.

Расщепление, фибриллирование волокон в процессе их

ла способствует увеличению числа связей между волокнами и,

следовательно,

прочности бумаги. Частицы наполните-

ля, располагаясь между волокнами, служат как бы

и ослабляют эти связи. Различные проклеивающие вещества по-

разному влияют на прочность. Гидрофобные (например, кани-

фоль), не имеющие сродства с целлюлозными волокнами, обра-

зуют хрупкие, легко разрушающиеся связи. Гидрофильные про-

клеивающие вещества, близкие по молекулярной природе к волокну

(например, крахмал), повышают прочность бумаги. Увлажнение

•бумаги приводит к

снижению ее прочности.

Прочность бумаги зависит от ее структуры и поэтому неодно-

родна в различных направлениях листа. Прочность на разрыв

в машинном направлении может в несколько

превышать проч-

ность на разрыв в поперечном направлении.

зависит

от толщины бумаги: при сравнении бумаги одного состава, но раз-

ной толщины более толстая оказывается более прочной.

Для испытания прочностных свойств бумаги применяют

ные методы, воспроизводящие условия различных стадий техно-

логического процесса при изготовлении полиграфической продук-

ции. Значения этих показателей условны и зависят от способа их

•определения.

бумаги на

и удлинение при

характеризуются усилием (в

необходимым для

разрыва полоски бумаги стандартной ширины (15 мм), и изме-

ряется на специальном

динамометре. По ГОСТу проч-

ность бумаги на разрыв определяется разрывной длиной. Это рас-

четная длина такой полоски бумаги в метрах, при которой она

разрывается от собственного веса, будучи свободно подвешенной

за один конец.

Разрывную длину L можно рассчитать, зная усилие, при

ром разрывается полоска бумаги определенной ширины:

где Q — разрывное усилие, г;

масса 1 бумаги, г;

— ширина полоски, м.

Так как вес бумаги пропорционален толщине (при условии

неизменной плотности

то, заменив в знаменателе вес на

ее толщину, получим значение предела прочности:

где h — толщина

Таким образом, разрывная длина является условной характе-

ристикой предела прочности и, будучи величиной, независимой от

толщины бумаги, характеризует общую прочность структуры бу-

маги. Показатель разрывной длины введен в стандарт изготови-

телями бумаги и позволяет контролировать процесс изготовления

бумаги, определять влияние отдельных факторов (вид волокна,

степень помола, количество наполнителя, проклейки и др.) на

структуры бумаги.

Важным показателем, предопределяющим

бумаги

при растяжении, является относительное значение удлинения (е)

где

— первоначальная длина;

— длина в момент разрыва.

На практике возможны случаи, когда менее прочная, но склон-

ная к большему растяжению бумага оказывается не поврежден-

ной и, наоборот, более прочная, но жесткая бумаги рвется в бума-

системе ротационной печатной машины.

Прочность бумаги на излом играет большую роль

в процессе использования полиграфической продукции. Особенно

важен этот показатель для бумаги картографической, обложечной,

форзацной, документной, предназначенной для изготовления круп-

ноформатных вклеек, вкладок, которые при использовании подвер-

гаются многократным перегибам при

Прочность

на излом характеризуется числом двойных перегибов на 180°,

выдерживаемых бумагой без разрушения, и определяется на при-

боре — фальцере. Полоску бумаги подвергают многократному из-

гибанию металлической планкой, имитируя многократно повторя-

ющийся процесс фальцовки.