Производство и применение бумаги

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Единого мнения о первенстве в начале книгопечатания не существует. Европейцы отдают пальму первенства Иоганну Гуттенбергу, воплотившему опыт предыдущих поколений в построенном им станке, позволявшем получать оттиски с печатных форм. Сроком начала печатного производства считается 1445 год. Первые печатные славянские книги были изданы в Польше в 1491 году. А первой книгой на старославянском языке считается изданный в 1564 году дьяконом московской церкви Николы Чудотворца Иваном Федоровым «Апостол». При этом специалисты, анализировавшие это издание, единодушно пришли к мнению, что судя по качеству изготовления и применённым печатным приёмам русские печатники имели опыт задолго до этого срока. По крайней мере, «Апостол» оказался первым точно датированным изданием.

Материалы, применяемые в полиграфии, делятся на основные (непосредственно входящие в состав издания) и вспомогательные (расходные материалы, применяемые в печатных процессах). К основным относятся бумага, картон, переплётные материалы, краски, полиграфическая фольга, отделочные материалы. Вспомогательные -- это печатные формы, фотоматериалы, резинотканевые пластины, различные химикаты.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

В технологическом процессе бумажного производства бумагоделательная машина является основным агрегатом. На ней производится отлив и формирование бумажного полотна, прессование, сушка и предварительная, а иногда и окончательная, отделка бумаги.

Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра, наката и привода машины. К бумагоделательной машине относят и вспомогательное оборудование: мешальные бассейны для аккумулирования массы, регуляторы и контрольно-измерительные приборы, аппараты для очистки массы (очистители и узлоловители), насосы для подачи массы и воды, вакуумные насосы, аппаратура для переработки брака, компрессоры, оборудование для циркуляционной смазки, подачи воздуха для вентиляции и др.

На сеточной части машины происходит отлив и формирование бумажного полотна, что связанно с удалением из бумажной массы основного количества воды. Бесконечная сетка, которая проходит по поддерживающим её регистровым валикам, выполняет функцию быстродвижущегося бесконечного фильтра. Тонкий слой волокон почти мгновенно оседает на сетку и затем сам действует как тонкий фильтр, задерживая остальные волокна. Сухость бумажного полотна после сеточной части 18 -- 22%.

После сеточной части бумажное полотно поступает на прессовую часть, состоящую обычно из 2-3 прессов, на которых оно последовательно обезвоживается до сухости 27 -40%. Сеточную и прессовую части машины называют мокрой частью. Дальнейшее обезвоживание (сушка) полотна бумаги происходит на сушильной части машины.

Сушильная часть состоит из тонкостенных чугунных сушильных цилиндров, обогреваемых изнутри паром. Они расположены в шахматном порядке, обычно в два яруса. По сушильным цилиндрам проходит бумажное полотно, поочерёдно соприкасаясь с нижними и верхними цилиндрами то одной, то другой своей поверхностью. Сухость бумажного полотна после сушильной части составляет 92 -- 95%. Для охлаждения бумаги до 50-55 °С и поверхностного увлажнения с целью придания бумаге лучшей пластичности и улучшения каландрирования в конце сушильной части установлены холодильные цилиндры. Далее бумажное полотно пропускают через каландр, предназначенный для уплотнения бумаги и повышения её гладкости и лоска. Каландр состоит из 3 -- 10 тщательно отшлифованных чугунных валов, расположенных друг над другом. Бумажное полотно огибает поочередно валы каландра и проходит между ними при всё возрастающем давлении. Приводным является нижний вал каландра, остальные валы приводятся в движение трением (каждый от нижележащего). Пройдя каландр, бумажное полотно поступает на накат, где непрерывно наматывается на тамбурный валик в рулоны.

После бумагоделательной машины почти все виды бумаги подвергают отделке. Для получения более высоких показателей плотности, гладкости и лоска большинство видов бумаг для печати, писчей и технической бумаги пропускают через суперкаландр. После этого бумагу направляют либо на продольно-резательный станок (где она разрезается на рулоны заданной длины), либо на бумагорезательную машину (где бумага разрезается на листы заданных размеров). Рулонную бумагу после продольной резки упаковывают на рулоноупаковочной машине. Листовую бумагу сортируют, а затем на прессах упаковывают в кипы.

Термин «проклейка бумаги» характеризует процесс, при котором в бумагу вводятся различные вещества, придающие ей специфические свойства, в зависимости от назначения бумаги: чернило- и водонепроницаемость, сомкнутость структуры, увеличение механической прочности и сопротивления истиранию поверхностного слоя. В некоторых случаях в бумагу вводятся вещества, препятствующие прониканию в неё молока, масла, различных жидкостей.

Процесс проклейки осуществляется двумя способами: введением проклеивающих веществ в бумажную массу или поверхностной обработкой соответствующими веществами готовой бумаги.

В первом случае обеспечивается как бы склеивание между собой растительных волокон, из которых состоит бумага. Благодаря этому силы связи между волокнами возрастают и бумажный лист становится более прочным.

Во втором случае при поверхностной обработке бумаги на её поверхности образуется тонкая пленка, препятсвующая проникновению чернил или воды в толщу листа; бумажное полотно приобретает прочную поверхность. Такая бумага «не пылит». Поверхностная проклейка бумаги в настоящее время широко применяется в тех случаях, когда требуется придать поверхности бумаги какие-то определенные качества.

При выработке многих видов бумаги в их композицию вводят минеральные наполнители. Чаще всего для этой цели используют каолин. Однако на многих предприятиях применяют и другие виды: мел, гипс, тальк, двуокись титана.

Минеральные наполнители увеличивают непрозрачность бумаги, её пористость и воздухопроницаемость, снижают деформацию бумаги при намокании, уменьшают склонность бумаги к скручиванию, увеличивают гладкость бумаги при каландрировании. Наличие минерального наполнителя в бумаге делает её просвет более равномерным, что одновременно с увеличением белизны бумаги, её непрозрачности, гладкости и впитывающей способности улучшает печатные свойства бумаги. О количестве наполнителя в бумаге судят по её зольности.

Окрашивание бумаги в какой-либо цвет осуществляется или крашением самой бумажной массы, из которой изготавливается бумага, или окраской бумаги с поверхности.

Если при помощи крашения бумаге придают определённый цвет, то для придания ей того или иного оттенка пользуются подцветкой бумаги. Для этого в бумажную массу вводят небольшие количества соответствующих красителей. Подцветку производят преимущественно для устранения желтизны различных видов бумаги для письма и печати и придания им видимой белизны.

Белизну бумаги можно повысить при использовании так называемых оптических отбеливателей. Оптические отбеливатели используются в весьма малых количествах и при этом придают бумаге высокую степень видимой белизны.

бумага окрашивание типографский лощеный

КЛАССИФИКАЦИЯ БУМАГИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Плотность бумаги определяет вес листа бумаги в граммах, имеющей площадь 1 м2. Основные типы бумаг, применяющиеся в офсетной полиграфии, имеют плотность от 60 до 300 г/м2. Газетная бумага имеет плотность от 40 до 60 г/м2, лист обычной бумаги для ксерокса имеет плотность 80 г/м2, для изготовления визиток применяется бумага порядка200-250 г/м2,для листовок, буклетов - 100-170 г/м2, для плакатов и календарей - 135-200 г/м2 Традиционно бумага для печати классифицируется по назначению исходя из основных способов печати. Известна бумага для высокой, офсетной и глубокой печати. Эти виды используются для «производных» способов печати -- флексографского, трафаретного, типоофсета, сухого офсета и др. Печатающие элементы высокой печати значительно возвышаются над пробельными. Поэтому печатная краска наносится красочным валиком лишь на поверхность печатающих элементов, а на пробельные элементы краска не попадает. Бумага для глубокой печати - у такой бумаги очень гладкая поверхность с обеих сторон, высокая впитываемость жидкой краски, хорошая пластичность и однородная структура. Плоский способ печати отличается тем, что печатная краска находится в одной плоскости с поверхностью печатной формы. Краска накатывается на поверхность печатающих элементов по принципу избирательного смачивания. Печатающие элементы формы зажирены и легко воспринимают масляную краску и не воспринимают воду, которой смачивают пробельные элементы формы. Смачивание пробельных элементов водой необходимо для отталкивания от них печатной краски, которая накатывается на печатную форму.

Типографская бумага - бумага для высокой печати. Виды: машинной гладкости для текстовых изданий и каландрированная - для изданий с иллюстрациями. Бумага производится без проклейки в массе, сообщающей бумаге гидрофобность, так как при высокой печати не происходит контакта бумаги с водой как в офсетной печати. Типографская бумага производится натуральной (без мелования). Это бумага для книг, книжно-журнальная, для бланков.

Офсетная бумага - бумага, предназначенная для офсетного способа печати (предусматривающего перенос краски с печатной формы не напрямую, а через промежуточный офсетный цилиндр; применяется в плоской печати). Офсетная бумага -- стандартная бумага офисного использования. Плотность 80-200 г/м2. Применяется для печати газет, книг, бланков и др. Подходит для использования в струйных и лазерных принтерах. Для получения такого вида бумаги на ее поверхность наносится тонкий слой клея, что предохраняет бумагу от воздействия увлажнения. Обладает рядом специфических свойств: высокая степень проклейки, ограничивающая впитывание воды; большая белизна, дающая возможность печатания многокрасочных изданий; прочная поверхность покровного слоя, исключающая выщипывание бумажных волокон или покровного слоя поверхностью резинотканевой пластины. Офсетная бумага из сульфатной целлюлозы и офсетная бумага для печатания высокохудожественных изданий состоят из 100% целлюлозы.

Бумага мелованная офсетная -- бумага для печатания художественных репродукций офсетным способом. Отличается слабокислой вытяжкой покровного слоя, небольшой линейной деформацией после намокания, высокой гладкостью и низкой сорностью. Вес от 100 до 250 г/м2. Бумага-основа для мелования на 100 % изготовлена из отбеленной целлюлозы.

Мелованная бумага (coated paper) получается при нанесении на обычную бумагу (основу) одного или нескольких слоёв мелования, что сильно меняет её поверхностные свойства и массу, придающего бумаге высокую гладкость и белизну. Дает чёткие отпечатки и приятна на ощупь. Поверхностная масса от 60 до 245 г/м2. В состав мелования входят мел, каолин и связующие вещества. Используется для печати многокрасочных иллюстрированных изданий, глянцевых журналов. Может иметь несколько слоев мелования и глянцевую либо матовую структуру поверхности.

Журнальная бумага. Поскольку журнальные публикации обычно печатаются глубокой печатью, бумага должна подходить к этому способу печати, так, чтобы она быстро воспринимала жидкую краску (на основе растворителя), но не слишком впитывала ее. Существуют два типа: а) немелованная, состоящая примерно из 60% древесной массы, и в остальном - из целлюлозы хвойных пород, полубеленной или беленной, с большим количеством наполнителей (не менее 20%), сильно каландрированная, массой 50 - 60 г/м2, обычно называемая БК (белая каландрированная); б) мелованная, с малым количеством проклеивающих веществ, пигментом из карбоната кальция, массой 40-60 г/м2.

Каландрированная бумага/картон -- бумага/картон с высокой степенью гладкости, пропущенная во время производства через большое количество валиков, выглаживающих поверхность. С помощью разных каландров получают разные сорта каландрированных материалов. Так «мягкий» каландр позволит получить матовые виды бумаги с шелковым отливом, каландры для тиснения предназначены для структурных изменений поверхности бумаги.

Лощеная бумага - бумага, которая проходит через лощильный каландр и поэтому имеет гладкую поверхность и повышенный глянец. Основное применение - обложки журналов, буклеты и рекламная продукция.

Бумага односторонней гладкости - специальная бумага, которая пропускается через лощильный цилиндр для того, чтобы получить повышенную гладкость с одной стороны.

Писчая бумага должна быть хорошо проклеенной (чтобы не растекались водные чернила), гладкой, достаточно непрозрачной и иметь высокую степень белизны (обычно она содержит также оптические отбеливатели). При ее изготовлении часто используют следующие компоненты: беленную натронную целлюлозу, небольшое количество древесной массы или без нее; малое количество наполнителей и крахмала в массе.

Листовая бумага (картон) - выпускается в листах определенного формата. Листовую бумагу иногда называют флатовой.

Газетная бумага - малозольная бумага относительно малой плотности, низкой белизны, с высоким содержанием древесной массы; предназначенная для печатания газет или аналогичной полиграфической продукции, рассчитанной на одноразовое применение и не предполагающей длительного срока службы. Газетная бумага состоит в основном из механической древесной массы (не менее 80%), отчего быстро желтеет, стареет, становится ломкой. Остальной компонент - сульфитная целлюлоза. Один из самых дешевых видов бумаги. Масса в среднем равна 45-60 г/м2.

Бумага самоклеящаяся - это бумага, которая имеет на оборотной стороне клей, закрытый до момента приклеивания специальной бумагой, очень легко отделяющейся от основы.

Бумага силиконизированная - своеобразная бумага, которая обрабатывается кремнийорганическим соединением силиконом, для упаковывания и прокладок липких продуктов.

Туалетная бумага - бумажные изделия санитарно-гигиенического назначения.

Калька - полупрозрачная бумага, применяемая при черчении. Калька обычно вырабатывается из сульфатной беленой целлюлозы с добавлением в некоторые её виды древесной массы, тряпичной и хлопковой полумассы без наполнителя или с небольшим его содержанием и хорошо проклеивается. Применяется для копирования чертежей, изготовления разного рода палеток.

Веллум - полупрозрачная бумага (калька), в скрапбукинге (оформлении фотоальбомов) используется для украшения.

Вощеная бумага - бумага, с одной или двух сторон покрытая воском, парафином, или другими аналогичными веществами. Клееная бумага изготавливается из сульфатной небеленой целлюлозы. Применяется для упаковки товаров (в т.ч. лекарств) и почтовой корреспонденции. Часто используется для хранения продуктов или выпечке. Бумага устойчива к температуре до 220°С, прочная, водонепронецаема.

Термобумага является относительно новым явлением на рынке российской бумаги. Главным её преимуществом является устойчивость к высоким температурам. На сегодняшний день ни одна офисная техника не сможет обойтись без термобумаги. Термобумага нашла применение не только в печатном деле. Она также широко используется во многих устройствах, работа которых основана на поглощении или выделении тепла.

Бумажная тара - собирательный термин, включающий в себя упаковочные изделия из бумаги: мешки, пакеты, конверты, коробки, стаканы, этикетки, а также упаковку для завертки кондитерских и молочных продуктов и проч.

Бумага мешочная -- бумага, из которой изготовляют мешки различных типов, в том числе битумизированные и влагопрочные. Вырабатывается из сульфатной небеленой целлюлозы, весом от 60 до 125 г/м2. Характеризуется высокими значениями сопротивления раздиранию, удлинению при разрыве, излому, продавливанию и высокой степенью проклейки , которая не обязательна для Б. м., предназначенной для битумизирования. Парафинированная бумага - бумага, изготовленная из бумажной основы и пропитанная парафином, для упаковки различных изделий и продуктов.

Пергамин - тонкая прочная (вес до 40г/м2) клееная без наполнителя бумага с высокими показателями механической прочности, жиро- и маслонепроницаемости. Предназначена для изготовления кальки, а также для упаковки пищевых продуктов. Пергамин вырабатывается из белёной сульфитной и сульфатной целлюлозы.

Крепированная бумага - бумага, подвергнутая процессу влажного крепирования. Применяют для изготовления внутреннего слоя некоторых видов упаковки (в т.ч. хрупких изделий), для изготовления декоративного материала, санитарно-гигиенических изделий, изоляционных прокладок. Крепированная бумага имеет повышенную прочность.

Бумага для гофрирования (флютинг) - бумага, которая предназначена дли изготовления гофрированного слоя гофрокартона. Такая бумага имеет массу 80-160 г/м2. Обладает большим сопротивлением плоскостному и торцовому сжатию. Бумага для гофрирования обладает так же высокой жесткостью и малой впитываемостью клея. При производстве гофрокартона и тары из него флютинг играет, пожалуй, самую важную роль: гофр принимает на себя основную нагрузку, и именно от технических характеристик бумаги для гофрирования зависят амортизационные свойства гофрокартона и тары из него. Флютинг обычно изготовляют однослойным и подразделяют на два вида - полуцеллюлозный и макулатурный. В обоих случаях в композицию могут добавляться первичные целлюлозные волокна, в основном хвойные сульфатные.

Влагопрочная бумага, картон бумага, картон, подвергнутые специальной поверхностной обработке или полученные с введением в массу некоторых синтетических смол для повышения прочности во влажном состоянии

Грунтованная бумага - бумага с покровным слоем для последующего нанесения на него печатных красок.

Фальцованная бумага - это непрерывный лист значительной длины, перфорированный через интервалы. Предназначена для использования в некоторых типах печатных устройств, в частности, матричных и барабанных принтерах.

Этикеточная бумага. Односторонняя мелованная бумага, обычно плотностью 65-115 г/кв.м. Этикеточная бумага применяется для печатания этикеток в силу того, что она имеет ограниченную деформацию при намокании.

Гуммированная бумага - бумага с односторонним клеевым покровным слоем, способным при смачивании водой или при нагревании приклеиваться к другим предметам. Используется для производства этикеток. Основные показатели, характеризующие свойства различных видов бумаги: плотность, зольность, степень проклейки, гладкость, белизна, прозрачность, сопротивление разрыву, излому, вдавливанию, деформация при намокании, впитывающая способность и др.

Оберточная бумага - бумага таких сортов как светонепроницаемая, пергамент, мешочная, бутылочная, спичечная, фруктовая, чайная и многих других. Изготавливается этот класс, из высокопрочных волокнистых материалов. В качестве обработки некоторых сортов, применяются такие операции как парафинирование, ламинирование и др.

Крафт-бумага - высокопрочная оберточная бумага из слабопроваренной длинноволокнистой сульфатной целлюлозы. Используется для упаковочных целей, а также изготовления бумажных изделий, обязанных быть прочными и износостойкими. Обычно крафт-бумага производится коричневого цвета, однако может быть и отбеленной. На фото - конверты и крафт-бумаги.

Ватман считается лучшей чертежной бумагой. Он хорошо проклеен, не ломается на сгибах и под действием солнечных лучей долго не теряет своей белизны. На ватмане хорошо ложатся тушь, краски и карандаш. Ввиду значительной пористости он особенно пригоден для работы акварелью.

Акварельная бумага должна быть плотной (от 170 до 850 гр.) для улучшения впитываемости. Поверхность акварельной бумаги почти всегда шершавая, с различными фактурами. Это качество позволяет краске «цепляться» за поверхность и ложиться лучше. Кроме того, неровная, бугристая поверхность создает определенный оптический эффект, ведь акварель - техника, дающая прозрачные, воздушные изображения. И фактурная бумага придает им дополнительный эффект объемности.

Миллиметровая бумага применяется для составления профилей и эскизных чертежей, на которой отпечатаны тонкими линиями клетки со стороной 1 мм и более толстыми - со стороной 1 см. Наиболее толстыми линиями обозначены клетки со стороной 5 см.

Крепированная электроизоляционная бумага изготовляется из сульфатной целлюлозы с нанесенными на ней поперечными линиями крепа. Благодаря поперечному крепу (гофрировке) она дает удлинение до 50 % при натяжении. Предназначена для изоляции отдельных узлов маслонаполненного оборудования при температуре до 105 С. Бумизы - литые изделия из бумажной массы. Бумажный ледерин. Переплетный покровный материал на бумажной основе, который покрыт нитрополиамидным слоем и полиамидным лаком.

Размещено на Allbest.ur