Процессы отделки бумаги и их влияние на ее свойства.
Для повышения качества бумаги, придания ей соответствующих свойств, товарного вида и обеспечения сохранности при пользовании, её подвергают отделке.
Каландрирование. Формирование бумажного листа заканчивается в сушильной части машины. Далее, как правило, все виды бумаги подвергаются каландрированию. Эта операция происходит непосредственно в бумагоделательной машине, в её отделочной части - «машинном каландре». Он состоит из металлических полированных валов, расположенных друг над другом. Проходя между валами, бумага сжимается под их давлением. Волокна сближаются, наполнитель проникает между ними и заполняет неровности поверхности. В результате уменьшается толщина и выравнивается поверхность бумаги, повышаются её однородность по толщине, гладкость, плотность и снижается пористость.
При необходимости бумага подвергается дополнительной отделке в суперкаландре. Он отличается от обычного каландра тем, что металлические валы в нем чередуются с валами из плотно спрессованных бумажных листов. В результате линейная скорость поверхности бумажного вала в зоне контакта снижается, и он скользит относительно металлического вала. Возникают касательные напряжения, которые как бы втирают выступающие участки поверхности бумаги в соседние углубления, что существенно повышает её гладкость и придает ей лоск. В зависимости от назначения бумага выпускается: матовая (без отделки); машинной гладкости (каландрированная в машинном каландре); каландрированная или высококаландрированная (отделанная в суперкаландре).
Тиснение. Эта дополнительная отделка заключается в создании на поверхности бумаги или картона рельефного рисунка. Производится на увлажненной бумаге (или картоне) на тиснильных каландрах, металлические валы которых имеют на поверхности рельеф, соответствующий рисунку. В каландре для сатинирования бумаги или картона получают особую поверхностную структуру (тонкую или грубую структуру льна или тиснение типа удара молотком).
Поверхностная проклейка и окраска. Поверхностная проклейка повышает прочность бумаги, и особенно её поверхностного слоя, сопротивление выщипыванию, снижает её пылимость. Такой обработке подвергается офсетная бумага, документная и денежная, а также писчая и чертежно-рисовальная. Для поверхностной проклейки применяют крахмал, животный клей (желатин), карбоксиметилцеллюлозу. Раствор клея или красителя наносят с одной или с обеих сторон в клеильных прессах. Клей частично впитывается в бумагу, но основная его часть остается на поверхности, образуя пленку, закрывающую почти все поры бумаги. Это ограничивает впитывание в нее краски и чернил.
Нанесение покровного пигментного слоя (мелование). Покровный слой в виде смеси белых пигментов с пленкообразующим наносится на поверхность бумаги-основы в красильных машинах. Связующие в суспензии для мелования обеспечивают равномерное распределение пигментов и закрепление их на бумаге. Используются связующие, имеющие различную рецептуру. Избыток пигментно-клеевой суспензии удаляется гибким шабером или воздушной струей (воздушным шабером). Затем бумага подсушивается и каландрируется. Бумага может покрываться с одной или с обеих сторон, однократно или двукратно.
Мелование бумаги оказывает целенаправленное влияние на ее свойства - белизну или цвет, структуру или шероховатость. Этим самым достигают результатов печати, не получаемых на натуральных немелованных бумагах.
Вспомогательные операции отделки. (для придания ей товарного вида и обеспечения её сохранности при транспортировке и хранении). К ним относятся: перемотка, разрезание на рулоны стандартной ширины и листы стандартных форматов, сортировка и упаковка.
Основные свойства бумаги. Показатели свойств бумаги, предусмотренные стандартом.
Экспертиза бумаги проводится на соответствие требованиям ГОСТов к показателям качества бумаги различных видов. Так на каждый вид бумаги есть свои требования к значениям показателей качества.
Основные свойства бумаги и их показатели:
Функциональные - обуславливают соответствие бумаги ее целевому назначению.
а) Масса 1 м2. Зависит от вида и состава волокон, степени размола, вида и количества наполнителей и других компонентов.
б) Толщина измеряется в микрометрах или миллиметрах. В зависимости от назначения бумагу изготавливают разной толщины.
в) Линейная плотность определяется путем деления массы 1м2 на толщину бумаги и выражается в г/см3. Например, плотность рисовальной бумаги марок Б, Ф, А, О должна составлять -,65, 0,86, 0,60, 0,63
г) Водо- и влагопроницаемость, воздухопроницаемость характеризуют бумагу специального назначения (например, пергамент, подпергамент и т.д.). Значения показателя влагопроницаемость определяют измерительным методом, описанным в ГОСТ 9841-94 "Бумага и картон. Метод определения водонепроницаемости".
Надежность. Обуславливает сохранение основных параметров бумаги в процессе ее использования.
а) Сопротивление разрыву характеризуется разрывной длиной в метрах или разрывной нагрузкой.
б) Сопротивление излому определяется с помощью специального прибора путем многократного двойного перегиба полосок бумаги на 180 градусов при некотором ее натяжении до полного перелома (разрыва).
в) Сопротивление продавливанию - способность бумаги противостоять силам, действующим перпендикулярно ее поверхности (кгс/см2). Большое значение этот показатель имеет для копировальной бумаги, так как она испытывает значительное давление букв при печатании.
г) Сопротивление деформации - способность бумаги сохранять свои размеры и форму при увлажнении и последующей сушке.
д) Влажность бумаги - количество влаги, содержащееся в бумаге. Бумага легко принимает и быстро отдает влагу, изменяя при этом свои линейные размеры. Стандартная влажность печатных бумаг равна 7±1%.
Эргономические свойства характеризуют удобство использования бумаги.
а) Степень проклейки. Выражается в миллиметрах и оценивается по величине штриха, нанесенного чернилами, тушью, не прошедшего на обратную сторону листа (после окончательного высыхания чернил). Степень проклейки разных видов бумаги - от 0,5 до 2 мм.
б) Гладкость. Характеризует степень обработки поверхности бумаги. Гладкость выражается числом секунд, необходимых для прохождения 10 см3 воздуха между поверхностью образца бумаги и стеклянной полированной пластинкой при постоянном давлении на бумагу 1 кгс/см3.
Эстетические свойства. Характеризуются внешним видом и отделкой бумаги.
а) Белизна бумаги - свойство бумаги диффузно отражать световой поток в синей области спектра. Показатель белизны выражается в процентах по отношению к эталону белого цвета (пластинка, покрытая сернокислым барием).
б) Цвет. Определяют для цветных бумаг путем сравнения с эталонами цветов.
в) Оттенок. Должен соответствовать оттенку стандартного образца или эталона.
г) Прозрачность - свойство бумаги пропускать (поглощать) или не пропускать (отражать) световой поток. Если бумага пропускает световые лучи, то она прозрачная.
д) Сорность. Характеризуется количеством посторонних включений размером от 0,5 до 2 мм на площади 1 м2, имеющих иной цвет, чем тон бумаги на обеих сторонах листа. Допустимая сорность писчей бумаги - -200, чертежной, рисовальной - -200.
е) Зольность бумаги - доля массы минеральных веществ в виде зольного остатка в бумаге, выраженная в процентах. Определяется методом, описанным в ГОСТ 7629-93. "Бумага и картон. Метод определения золы". Например, для бумаги для почтовых документов этот показатель должен быть не менее 7%.