Особливості структури і властивостей друкованих паперів
Папір є найважливішим поліграфічним матеріалом і відповідає всім технологічним, споживчими та економічним вимогам, що пред'являються до таких матеріалів. Іншими словами, правильно підібрана папір має комплекс властивостей, що визначають якість даної поліграфічної продукції відповідно до умов її використання.
Папір розрізняється по товщині або по масі одного квадратного метра (г / м 2). За прийнятою класифікацією маса 1 м 2 друкарського паперу може становити від 40 до 250 грам. Більше 250 г / м 2 - це вже картон.
Друковані властивості паперу - це властивості, що визначають її поведінку до друку (тобто проходження через бумагопроводящую систему друкарської машини), під час (взаємодія паперу з друкарською фарбою і процес закріплення зображення) і після друку (операції фальцювання, брошурування, підрізування, а також експлуатаційні характеристики готової продукції). Показники якості паперу, що визначають її друковані властивості, можуть бути об'єднані в наступні групи:
Геометричні: гладкість, товщина і маса 1 м 2. щільність і пористість;
Оптичні: білизна, непрозорість, лиск (глянець);
Механічні (міцності і деформаційні): міцність поверхні до вищипування, розривна довжина або міцність на розрив, міцність на злам, влагопрочность, м'якість і пружність при стисненні і т.д .;
Сорбційні: гідрофобність - стійкість до дії води, вбирає здатність розчинників друкарських фарб.
Всі ці показники мають тісну залежність один від одного. Ступінь їх впливу на оцінку друкованих властивостей паперу різна для різних способів друку.
Папір часто класифікують за ступенем обробки поверхні. Це може бути папір без обробки - матова, папір машинної гладкості і глазурована (інакше каландрированная) папір, яку додатково обробляли в суперкаландрах для додання їй високої щільності і гладкості.
Геометричні властивості паперу
Гладкість паперу, тобто мікрорельєф, геометрія її поверхні визначає "роздільну здатність" паперу: її здатність передавати без розривів і спотворень найтонші барвисті лінії, точки та їх комбінації. Це одне з найважливіших друкарських властивостей паперу. Чим вище гладкість паперу, тим більше повнота контакту між її поверхнею і друкованої формою, тим менший тиск потрібно докласти при друкуванні, тим вище якість зображення. Гладкість паперу визначається в секундах за допомогою пневматичних приладів або за допомогою профілограм, що дають наочне уявлення про характер поверхні паперу. Різні способи друку висувають до паперу різні вимоги по гладкості. Так каландрированная друкарська папір повинна мати гладкість від 100 до 250 сек. а офсетний папір тією самою мірою обробки може мати гладкість набагато нижче - 80-150 сек. Папір для глибокого друку відрізняється підвищеною гладкістю, що становить від 300 до 700 сек. Газетний папір не може бути гладкою в силу високої пористості. Істотно покращує гладкість поверхні нанесення будь-якого покривного шару - будь то поверхнева проклейка, пігментація, легке або просте мелование, яке, в свою чергу може бути різним: одностороннім і двостороннім, одноразовим і багаторазовим і т.д.
Поверхнева проклейка - це нанесення на поверхню паперу тонкого шару проклеюють речовин (маса покриття становить до 6 г / м 2 з метою забезпечення високої міцності поверхні паперу, що оберігає її від вищипування окремих волокон липкими фарбами, а також для зменшення деформації паперу при зволоженні для забезпечення точного збіги фарб в процесі багатокольоровим друку. Особливо це важливо для офсетного і літографської друку, коли папір піддається зволоженню водою в процесі друку.
Пігментація і крейдованого паперу відрізняються тільки масою наноситься покриття. Так вважається, що маса покривного шару в пігментованих паперах не перевищує 14 г / м 2. а в крейдованих паперах досягає 40 г / м 2. Крейдяний шар відрізняється високим ступенем білизни та гладкості. Висока гладкість - одна з найбільш важливих характеристик крейдованих паперів. Їх гладкість досягає 1000 сек. і більше, а висота рельєфу не перевищує 1 мкм. Показник гладкості не тільки забезпечує оптимальну взаємодію паперу і фарби, але і покращує оптичні властивості поверхні, що сприймає барвисте зображення. Висока гладкість крейдованого паперу дозволяє вести друк з хорошою пропечатки при малих товщинах шару фарби.
Зворотною величиною гладкості є шорсткість. яка вимірюється в мікрометрів. Вона безпосередньо характеризує мікрорельєф поверхні паперу. Як правило, в технічних специфікаціях папери вказують одну з двох цих величин.
Важливою геометричною характеристикою паперу, поряд з товщиною і масою 1 м 2. є пухкість. Вона характеризує ступінь спресованості паперу і дуже тісно пов'язана з такою оптичної характеристикою, як непрозорість. Тобто, чим пухлее папір, тим вона більш непрозора при рівному граммаже. Пухлість вимірюється в см 3 / г. Пухлість друкованих паперів коливається, в середньому, від 2 см 3 / г (для пухких, пористих) до 0,73 см 3 / г (для високоплотних каландроване паперів).
Пористість безпосередньо впливає на поглинаючу здатність паперу, тобто на її здатність сприймати друкарську фарбу і цілком може служити характеристикою структури паперу. Папір є пористо-капілярним матеріалом, при цьому розрізняють макро- і мікропористість. Макропори, або просто пори, - це простору між волокнами, заповнені повітрям і вологою. Мікропори, або капіляри, - дрібні простору невизначеної форми, що пронизують покривний шар крейдованих паперів, а також утворюються між частинками наповнювача або між ними і стінками целюлозних волокон у крейдованого паперів. Капіляри є і всередині целюлозних волокон. Всі некрейдовані, не дуже ущільнені папери, наприклад, газетний - макропористі. Загальний обсяг часу в таких паперах досягає 60% і більше, а середній радіус пір складає близько 0,16-0,18 мкм. Такі папери добре вбирають фарбу, завдяки своїй пухкої структурі, тобто сильноразвитой внутрішньої поверхні.
Крейдовані папери відносяться до мікропористий, інакше капілярним паперів. Вони теж добре вбирають фарбу, але вже під дією сил капілярного тиску. Тут пористість становить усього лише 30%, а розмір пор не перевищує 0,03 мкм. Інші папери займають проміжне положення.
Оптичні властивості паперу
Особливе місце в структурі друкованих властивостей паперу займають оптичні властивості, тобто білизна, непрозорість, лиск (глянець).
Білизна - це здатність паперу відбивати світло неуважно і рівномірно у всіх напрямках. Висока білизна для друкованих паперів досить бажана, так як чіткість, легкість для читання видання залежить від контрастності запечатаних і пробільних ділянок відбитка.
Ще одним важливим практичним властивістю друкованого паперу є її непрозорість. Особливо важлива непрозорість при двосторонньому друці. Для підвищення непрозорості підбирають композицію волокнистих материлов, комбінують ступінь їх помелу, вводять наповнювачі.
До оптичних властивостей паперу ставиться також її лиск або глянець. Лоск, або глянець, - це результат дзеркального відображення поверхнею паперу падаючого на неї світла. Природно, це тісно пов'язано з мікрогеометрією поверхні, тобто з гладкістю паперу. Зазвичай з підвищенням гладкості лиск теж збільшується. Однак, цей зв'язок неоднозначна. Слід пам'ятати, що гладкість визначається механічним способом, а лиск - це оптична характеристика. Глянець глазурованої папери може складати 75-80%, а матовою - до 30%.
Більшість споживачів друкованої продукції віддає перевагу глянсовим паперів, однак глянець потрібен у виданнях далеко не завжди. Так, при відтворенні тексту або штрихових ілюстрацій застосовують папір з мінімальним глянцем, наприклад, папір машинної гладкості. А різні проспекти, етикетки, репродукції з картин прекрасно виходять на папері з високим глянцем.
Механічні властивості паперу
Наступна група друкованих властивостей - це механічні властивості паперу, які можна поділити на міцність і деформаційні. Деформаційні властивості проявляються при впливі на матеріал зовнішніх сил і характеризуються тимчасовим або постійним зміною форми або об'єму тіла. Основні технологічні операції поліграфії супроводжуються сущетвенним деформацією паперу, наприклад: розтягування, стиснення, вигину. Від того, як веде себе папір при цих впливах, залежить нормальне (безперебійне) протягом технологічних процесів друкування і наступної обробки друкованої продукції. Так, при друкуванні високим способом з жорстких форм при високому тиску папір повинна бути м'якою, тобто легко стискуватися, вирівнюватися під тиском, забезпечуючи найбільш повний конакт з друкарською формою.
М'якість паперу пов'язана з її структурою, тобто з її щільністю і пористістю. Так крупнопористая газетний папір може деформуватися при стисненні до 28%, а у щільному крейдованому паперу деформація стиснення не перевищує 6-8%. Для високого друку важливо, щоб ці деформації були повністю оборотними, щоб після зняття навантаження, папір повністю відновлювала первинну форму. В іншому випадку, на відбитку видно сліди оборотного рельєфу, що свідчать про те, що в структурі паперу відбулися серйозні зміни. Якщо ж папір призначений для обробки тисненням, то метою стає, навпаки, залишкова деформація, а показником якості є її незворотність, тобто стійкість рельєфу тиснення.
Для офсетного друку на високошвидкісних ротаційних машинах дуже важливими є міцнісні характеристики паперу, а саме: міцність на розрив, злам, стійкість до вищипування, влогопрочность. Міцність паперу залежить не від міцності окремих компонентів, а від міцності самої структури паперу, яка формується в процесі паперового виробництва. Це властивість характеризується звичайно розривною довжиною в метрах або розривним зусиллям в ньютонах. Так для більш м'яких друкарських паперів, розривна довжина становить не менше 2500 м, а для жорстких офсетних, ця величина зростає вже до 3500 м і більше.
Папери, призначені для плоского друку, повинні мати мінімальну деформацію при зволоженні. так як за умовами технології друкованого процесу, вони стикаються зволоженими поверхнями. Папір - матеріал гігроскопічний. При збільшенні вологості її волокна набухають і розширюються, головним чином по діаметру; папір втрачає форму, жолобиться і морщиться, а при висушуванні відбувається зворотний процес: папір дає усадку, в результаті чого змінюється формат. Підвищена вологість різко знижує механічну міцність паперу на розрив, папір не витримує високих швидкостей друкування і рветься. Зміна вологості паперу в процесі багатокольоровим друку призводить до несуміщення фарб і спотворення кольору.
Для підвищення вологостійкості паперу до складу паперової маси при виготовленні додають гідрофобні речовини (ця операція називається проклейкою в масі) або ж проклеюючі речовини наносяться на поверхню вже готового паперу (поверхнева проклейка). Високо проклеюються офсетні папери і особливо ті з них, які при використанні піддаються різким змінам кліматичних умов, наприклад, картографічні папери
Сорбційні властивості паперу
Нарешті, ми впритул підійшли до одного з найважливіших властивостей друкованого паперу - її всмоктуючої здатності. Правильна оцінка всмоктуючої здатності означає виконання умов своєчасного і повного закріплення фарби і, як результат - отримання якісного відбитка.
Вбирає здатність папери, в першу чергу залежить від її структури, так як процеси взаємодії паперу з друкарською фарбою принципово різні. Перш ніж говорити про особливості цієї взаємодії в тих чи інших випадках, необхідно ще раз згадати основні типи структур сучасних друкованих паперів. Якщо зобразити структури паперу у вигляді шкали, то на одному з її кінців розмістяться макропористі паперу, що повністю складаються з деревної маси, наприклад, газетні. Інший кінець шкали, відповідно, займуть чистоцеллюлозние мікропористі папери, наприклад, крейдовані. Трохи лівіше розташуються чистоцеллюлозние мікропористі папери, наприклад, крейдовані. Трохи лівіше розташуються чистоцеллюлозние некрейдовані папери, теж мікропористі. А все решта займуть залишився проміжок.
Макропористі паперу добре сприймають фарбу, вбираючи її як єдине ціле. Фарби тут маловязкие. Рідка фарба швидко заповнює великі пори, всмоктуючись на досить велику глибину. Причому надмірне її всмоктування може навіть викликати "пробивання" відбитка, тобто зображення стає видним з обороною боку аркуша. Підвищена макропористістю паперу небажана, наприклад, при ілюстраційні друку, коли надмірна поглинання призводить до втрати насиченості і глянсуватості фарби. Для мікропористих (капілярної) паперів характерний механізм так званого "виборчого вбирання", коли під дією сил капілярного тиску в мікропори поверхневого шару паперу вбирається, переважно, малов'язкі компонент фарби (розчинник), а пігмент і пленкообразователь залишаються на поверхні паперу. Саме це і потрібно для отримання чіткого зображення. Так як механізм взаємодії папір-фарба в цих випадках різний, для крейдованих і крейдованого паперів готують різні фарби. Джерело: www.bereg.net