Родин В.П. Основы производственныx процессов

Подождите немного. Документ загружается.

101

Глава 9. Общие сведения о печатной бумаге

Камень и кость, дерево и глину, бересту и кожу, солому

и кукурузные стебли — многое испробовали люди, прежде

чем стали делать книгу из бумаги. Изобретение бумаги от-

носится к 105 году до н. э. Считают, что это сделал китаец

Пай Лун.

Новый вид материала, более удобный и дешевый, рас-

пространялся очень медленно. В 650 году бумагу используют

в Самарканде, в 880 году — в Багдаде, в 1100 году — в Каире.

Во Франции, Испании, Италии и других странах Европы

бумагу начали изготовлять в XII–XIII веках.

До конца XIII века в Европе полученную из тряпья бу-

мажную массу вычерпывали из котлов при помощи ручного

сита.

В 2840 году саксонский ткач Келлер открыл способ про-

изводства бумаги из дерева. теперь сырье для производства

бумаги можно было добывать всюду, где рос лес.

Вскоре появилась машина по изготовлению бумаги. Она

была построена в Англии в 1803 году.

В 1817 году бумагоделательная машина появилась в Рос-

сии. В Германии такая машина появилась в 1819 году, в Аме-

рике в 1827 году.

Бумага — это тонкие и ровные листы или ленты, со-

стоящие из целлюлозных волокон, полученных из древесной

массы, хлопка, льна, макулатуры.

Масса одного кв. м. бумаги достигает 250 гр. Если масса

1 кв. м.

более 250 гр., то считается, что это уже картон.

Производство бумаги состоит из трех стадий.

1. Производство полуфабрикатов.

2. Производство бумажной массы.

3. Отлив и отделка бумаги.

102

9.1. Производство полуфабрикатов

Бумага или картон изготовляются из древесины, льня-

ного и хлопчатобумажного тряпья, соломы. Из этого сырья

вначале получают полуфабрикат, т. е. волокнистую массу,

из которой удаляют лигнин.

Лигнин — это вещество, которое придает дереву и

стеблям твердость и упругость, но отрицательно действует

на бумагу. От большого количества лигнина бумага стано-

вится хрупкой, непрочной, а под влиянием света, влаги и

кислорода быстро темнеет, буреет.

Изготавливают волокнистую массу тремя способами.

1. Механический способ.

Этим способом получают полуфабрикат из мягких по-

род дерева, в основном ели. Стволы елей распиливают на

бревна длиной до 1,5 метра, загружают во вращающийся ба-

рабан, где они очищаются от коры. Затем древесину жерно-

вами измельчают на щепу, истирают и перемешивают с го-

рячей водой. Полученную смесь пропускают через ряд сеток

со все более мелкими отверстиями. В результате этого уда-

ляются щепки и крупные волокна. После этого из получен-

ной однородной массы удаляют воду.

При этом способе в древесной массе остается большое

количество лигнина. Из такого полуфабриката изготовляют

низкокачественную газетную бумагу. В этом случае полу-

ченную волокнистую массу смешивают с древесной целлю-

лозой, чтобы бумага стала достаточно прочной. Такая бума-

га быстро желтеет.

2. Для получения более чистой и однородной волокни-

стой массы используют механико-химический способ. Для

этого способа применяют сосну. Древесину измельчают и

затем пропаривают в закрытых котлах. Пар размягчает лиг-

нин, древесина становится мягкой и легко истирается. Масса

состоит из длинных и мягких волокон. Однако раствори-

103

мые, смолистые вещества придают ей желтый или бурый

цвет. Из этой бурой древесной массы изготовляют прочную

оберточную бумагу.

Для полиграфии эту волокнистую массу отбеливают. Из

такого полуфабриката делают бумагу, на которой печатают

книги. Эта бумага желтеет не так быстро, как газетная бума-

га.

3. Химический способ получения целлюлозы. Для по-

лучения целлюлозы применяют кислотный или щелочной

методы.

Щепа, полученная при измельчении древесины, загру-

жают в большие железные герметически закрытые котлы.

При кислотном способе в котлы заливаются бисульфит

кальция и диоксид серы и подается пар. Щепа варится око-

ло десяти часов при 

150

С и давлении пара 5 атмосфер.

При щелочном способе в котлы заливают едкий натр

(каустическую соду). Варку производят в течение 5–6 часов

при давлении пара 9–10 атмосфер.

В дальнейшем полученную целлюлозу промывают в

специальном бассейне, пропускают для разделения массы на

отдельные волокна через сепаратор и подают в секцию отбе-

ливания Отбеливание выполняют в несколько этапов. Мас-

са проходит через ряд емкостей с отбеливателем, пока не бу-

дет достигнута нужная степень белизны. Для отбеливания

применяют раствор хлорной извести.

В результате химической обработки имеющийся в дре-

весине лигнин разрушается и переходит в варочный рас-

твор. Из такой целлюлозы с небольшой примесью древесной

массы изготовляют высокосортную бумагу для печати.

Из тряпичных отходов также изготовляют бумагу.

Хлопчатобумажное и льняное тряпье сначала дезинфици-

руют перегретым паром в специальных камерах, потом с не-

го удаляют пыль и грязь. Отсортированное тряпье погружа-

ют в железные шарообразные вращающиеся котлы. Они ва-

104

рятся в щелочном растворе, который разрушает искусствен-

ную окраску. После варки тряпье промывают водой, раз-

мельчают и отбеливают. Бумага, изготовленная из тряпич-

ных волокон, отличается высокой прочностью, мягкостью и

отсутствием лигнина Тряпичные волокна чаще всего ис-

пользуются вместе с беленой целлюлозой.

К полуфабрикатам относится сырье, переработанное из

бумажного брака и макулатуры. Из них получают низко-

сортную печатную бумагу, упаковочную бумагу и картон.

9.2. Производство бумажной массы

Полуфабрикаты, если они прибыли на фабрику из дру-

гого места, первым делом превращают в жидкую массу. Для

этого брикеты волокнистой массы растворяют в воде. Затем

растительные волокна размельчают на специальной машине

— ролле, которая имеет вращающийся барабан. На дне

ролле и на барабане прикреплены ножи, разрывающие и

разрезающие волокна. Чем больше расщеплены волокна,

тем выше получится прочность листа бумаги. Кроме разло-

ма массы в ролле производится еще такие операции, как на-

полнение бумаги, проклейка, подцветка и окраска.

Наполнение — это добавление в бумажную массу ми-

неральных веществ, обычно каолина. Зернышки каолина

заполняют поры между волокнами и делают бумагу плот-

ной, гладкой, мягкой, способной хорошо воспринимать и

удерживать краску.

Если необходимо уменьшить способность некоторых

сортов бумаги впитывать печатные краски, ее проклеивают.

С этой целью в бумажную массу добавляют канифольный

105

клей. Чтобы усилить белизну, бумажную массу смешивают

с небольшим количество синей краски.

9.3. Отлив и отделка бумаги

Современная автоматическая бумагоделательная ма-

шина имеет длину 114 метров, ширину 8 метров. Она рабо-

тает со скоростью 800 метров бумаги в минуту.

Машина состоит из трех частей: сеточного стола, прес-

совой и сушильной частей.

Размолотая масса широким потоком поступает на се-

точный стол, который непрерывно движется и вибрирует.

Вода стекает через отверстия, а осевшие, переплетенные ме-

жду собой волокна образуют сырой тонкий слой бумаги. Во-

локна выстраиваются в направлении движения бумажной

массы в машине, в результате бумага приобретает характе-

ристику — направление волокон.

В прессованной части бумажная масса проходит сквозь

валы, которые отжимают оставшуюся воду из массы и прес-

суют ее.

В сушильной части бумажная масса прижимается к

сушильным барабанам, которые обогреваются паром. Чтобы

уберечь влажное бумажное полотно от повреждений при

прохождении прессовой и сушильной частей машины, при-

меняют подложку, которая представляет собой сукно. В су-

шильных барабанах из бумаги выпаривают остаток влаги.

На заключительном этапе бумажную ленту пропускают

через валики с хорошо отполированной поверхностью. Эти

валики уплотняют бумагу и придают ей гладкость. Затем

бумагу режут на полосы определенной ширины и наматы-

106

вают на картонную гильзу. Такая бумага называется роле-

вой. Ее отправляют в типографии.

Для издания печатной продукции используют различ-

ную бумагу. См. Таблицу 1.

Таблица 1

Сорта бумаги

№

п/п

Назначение Вид Плотность г/м

1 Бумага для печатания газет Газетная бумага 48–51

2 Бумага для книг Офсетная 60–100

3. Бумага для цветной иллюстрации Мелованная 80–115

4 Бумага для форзаца Мелованная 80–140

5 Бумага для обложек книг Мелованная 220–250

6 Бумага для переплетов Офсетная 110–130

7 Бумага для суперобложек

Мелованная

(глянцевая или

матовая)

100–130

107

Ключевые слова

Бумага

Картон

Полуфабрикаты

Бумажная масса

Лигнин

Газетная бумага

Волокнистая масса

Целлюлоза

Отбеливание

Высокосортная бумага

Тряпичные волокна

Макулатура

Низкосортная печатная бу-

мага

Упаковочная бумага

Ролл

Наполнение бумаги

Проклеивание бумаги

Белизна

Сеточный стол

Направление волокон

Прессованная часть маши-

ны

Сушильная часть машины

Ролевая бумага

Вопросы для самопроверки

108

Глава 10. ПЕЧАТНЫЕ КРАСКИ

Задолго до изобретения бумаги люди применяли крас-

ки. Находки археологов показывают нам цветные рисунки

на скалах, в гробницах, в развалинах домов.

Цветные фрески, обнаруженные в Африке, относятся к

XV веку до н. э. В основном использовали при раскрашива-

нии охру.

Охра — это природная минеральная краска желтого

или красного цветов Ее добывали растиранием глины, со-

держащей марганец или минералов, содержащих железо.

В рукописных книгах использовали киноварь — расти-

тельную краску красного цвета, которую получали в Индии

из смолы драконового дерева.

В настоящее время печатная краска, как и бумага, явля-

ется важным полиграфическим материалом для производст-

ва книг, журналов, газет, репродукций и др. печатной про-

дукции.

10.1. Состав красок

В отличие от красок, применяемых для предохранения

материалов от атмосферного воздействия или декоративно-

художественного оформления, или санитарно-

гигиенических целей, печатные краски обладают специ-

альными свойствами, которые обеспечивают высококачест-

венную печать на различных материалах. Например, при

печати на бумаге краска должна наноситься тонким слоем,

быстро впитываться и быстро высыхать.

Печатные краски, применяемые в полиграфии, состоят

из трех частей

1. Красящего вещества.

2. Связующих веществ.

109

3. Добавки.

Красящие вещества (пигменты) получают из минера-

лов, растений, животных, искусственным путем.

Пигменты, полученные из минералов, — это частицы

твердого красящего вещества, которые придают отпечатку

необходимый цвет. Они не растворяются в воде. Их смеши-

вают со связующими веществами.

Растительные красители представляют из себя порош-

кообразные красящие вещества, которые растворяются в во-

де и связующих веществах.

Некоторые красители, например, ярко-красный кармин

извлекали из насекомых, живущих в Мексике с помощью го-

рячей воды.

Но естественные красящие вещества не отвечали всем

требованиям, предъявляемым к ним полиграфией, и стали

изготовлять искусственные красящие вещества, которые

получали химическим путем из минеральных солей, кислот

каменноугольного дегтя и других химических веществ.

Сажа — черный пигмент. Она используется для печати

однокрасочных книжных изданий и делается двух сортов.

При сжигании нефтяного газа получают сажу более высоко-

го качества, которую применяют при изготовлении красок

для печати книг, журналов.

При сжигании нефтяных продуктов получают сажу, а

затем краску для печати газет.

Добавки применяют для улучшения печатных свойств

красок.

1. Для быстрого высыхания добавляют сиккативы.

Сиккативы — вещества, растворимые в растительных

маслах и служащие катализаторами их высыхания. По хи-

мическому составу — свинцовые, кобальтовые, марганцевые

соли или кислоты, канифоль и другие вещества. Они входят

в состав олиф, алкидных лаков, печатных красок и т. д.

110

2. Усилители тона краски (подцветка). Например, от-

тиски, сделанные черной краской, которая состоит из сажи и

связующего вещества, имеют рыжеватый оттенок. Чтобы по-

высить черноту, в черную краску добавляют подкраску:

пигмент милори и индулин.

3. Наполнители — это различные химикаты, которые

применяются, чтобы изменить вязкость краски и др. свойст-

ва.

Применение той или иной краски зависит от многих

факторов. Таких, например, как вид печати: высокая, офсет-

ная, глубокая, трафаретная. Тип машины: плоская, ротаци-

онная. Запечатываемые материалы: бумага, картон, ткань,

кожа, керамика, пленка и др.

Цветная печать триадными красками основана на спо-

собе получения различных цветов путем наложения голу-

бой, пурпурной, желтой и черной красок.