Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. История происхождения бумаги

Бумага - материал из растительных волокон, обработанных и соединённых в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления. Cлово бумага происходит от татарского слова «бумуг», что значит хлопок. Также предположительно это слово произошло от итальянского bambagia - хлопок.

Исторические предпосылки возникновения бумажного производства берут свое начало в глубокой древности, когда у общества возникла потребность зафиксировать свои взаимоотношения.

Материалы для письма на протяжении нескольких веков претерпели значительные изменения. Изначальное и наиболее частое обращение древних людей к камню объяснялось его доступностью. Однако, определенные трудности в использовании (невозможность быстрой записи, сложность в обработке) привели к вынужденному отказу от него как от материала для письма.

Следующим этапом на пути преобразования письменного материала было использование глины - легкодоступного, повсеместно встречающегося природного материала. Мягкость и податливость глины позволяли использовать в качестве инструмента тонкую заостренную палочку. Высушенная и обожженная на огне плитка становилась твердой, как камень, и хранилась на протяжении длительного времени.

В поисках более практичных носителей информации древние люди пробовали писать на дереве, его коре, листьях, коже, металлах, кости. В странах с жарким климатом часто использовали высушенные и покрытые лаком пальмовые листья. На Руси же самым распространенным материалом для письма была береста.

В ряде европейских стран, до появления бумаги, использовали папирус. Изготовление папируса возникло в древнем Египте около 3,5 тысяч лет до нашей эры. Его готовили из тростникового растения, произрастающего в низовьях Нила. Это растение имеет прямой трёхгранный стебель высотой до 5 метров. Для приготовления материала для письма использовалась только нижняя часть стебля длиной около 60 сантиметров. Её освобождали от наружного зелёного слоя, а белую сердцевину разрезали ножом на тонкие узкие полоски и 2-3 дня выдерживали в свежей воде для набухания и удаления растворимых веществ. Размягчённые полоски прокатывали деревянной каталкой по доске, затем снова замачивали на сутки, прокатывали и опять погружали в воду. После этих операций полоски становились полупрозрачного и имели кремовый оттенок. После этого полоски стебля укладывали друг на друга, обезвоживали под прессом, после чего сушили под прессом и разглаживали гладким камнем.

Примерно в V веке нашей эры производство папируса резко сокращается, так как появились пергамент и несколько позже - бумага, а с X в.н.э. папирус потерял своё промышленное значение.

Во II в до нашей эры в Малой Азии в Пергамском царстве в городе Пергаме было организовано производство прекрасного материала для письма, но не из папируса, а из обработанных особым способом кож молодых животных - телят, ягнят, козлов, ослов. По имени города этот материал стал называться пергамент. В отличие от папируса пергамент был значительно прочнее, эластичнее, долговечнее, на нём было легче писать, причём с обоих сторон, а в случае необходимости текст можно было легко смыть и нанести новый. Но, несмотря на эти преимущества пергамента, изготовление его трудоёмко и он был дорогим материалом.

Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена в 105 г. н.э. Цай Лунем. До Цай Луня бумагу в Китае изготавливали из пеньки, а ещё раньше из шёлка, который делался из бракованных коконов шелкопряда. Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Всё это Цай Лунь смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, Цай Лунь эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги. После изобретения Цай Луня, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Со временем в бумагу стали добавлять для повышения прочности крахмал, клей, естественные красители и т.д.

В начале VII в. способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще через 150 лет, через военнопленных секрет изготовления бумаги попадает к арабам.

В VI-VIII вв. производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии.

Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII в. размалывающего аппарата - ролла. В конце XVIII в. роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 г. Н.Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 г. запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX в. бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX в. производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.

2. Ассортимент бумаги

бумага рынок ассортимент товароведный

Бумага - это материал, состоящий из целлюлозных волокон (древесная целлюлоза, древесная масса, волокна хлопка, льна, макулатурная), связанных между собой силами поверхностного сцепления, в котором могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители, химические и натуральные волокна, пигменты и красители. Длина растительных волокон, из которых образована бумага, 1-2 мм при диаметре около 25 мкм. Масса одного квадратного метра бумаги достигает 250 грамм.

Бумагу различных видов применяют для производства пачек, мешков, пакетов, для упаковывания изделий вручную и на автоматических машинах, а также в дизайне. Гофрированный плоский картон идет для производства жесткой потребительской упаковки (коробки, пачки, комбинированная тара), а также для производства транспортной (ящики) тары.

Различают бумагу различных видов:

1) оберточная бумага - это бумага для ручного упаковывания продовольственных и непродовольственных товаров, используется для производства пакетов и для формирования групповой упаковки;

Оберточная бумага изготавливается из небеленой целлюлозы и других полуфабрикатов. В зависимости от вида, назначения и качественных характеристик оберточной бумаги существует 9 марок:

A, Б, В, Г, 01, 02, Д, Е, Ж.

Бумага таких марок, как Б, Г, Е, Ж используется для упаковки продуктов питания, если она не содержит в своем составе макулатуры и другого низкосортного сырья. Она используется в основном для упаковки непродовольственных товаров, это бумага «непищевая». Она обладает естественным цветом волокон, с оттенками серого или бежевого цветов.

2) бумага для упаковки пищевых продуктов на автоматах;

Бумага, которая используется для упаковывания пищевых продуктов на автоматах, необходима для производства коробок, пачек, пакетов под бакалейные товары, кондитерскую продукцию, хлебобулочную, под сахар-песок, сахар-рафинад, стаканчиков для фасованного мороженого и др., а также для использования в общественном питании (одноразовые). Ее выпускают таких марок: 0; А-I, А-II, Б-I, Д, Е-I, Е-II, B, Г, ПВ-260.

3) растительный пергамент;

Пергамент - это растительный жиростойкий и влагопрочный материал. Получается пергамент методом обработки бумаги специальных видов с концентрированной серной кислотой, в течение 2-3 секунд. Этого достаточно для того, чтобы в поверхностных слоях бумаги произошло интенсивное набухание целлюлозы. Далее она отжимается, и набухшая целлюлоза заполняет межволоконные пространства. Далее она промывается и сушится, при этом образуется довольно плотная, непористая структура. Она определяет свойства будущего пергамента.

Пергамент может быть пищевой, сюда входит также пергамент для выстилки банок, предназначенных для консервирования крабов, а также медицинский пергамент и полуфабрикат, применяемый в качестве основы для кашировки или металлизации (напылением или с алюминиевой фольгой).

4) Подпергамент;

Этот вид бумаги представляет собой малопористый, условно жиронепроницаемый материал. Подпергамент предназначается в основном для внутреннего пакета в пачке или коробке, а также для выстилки дна ящиков при упаковке кондитерских изделий, при упаковке мясных продуктов и других видов изделий. Низкая пористость структуры подпергамента достигается в результате тщательного размола бумажной массы при формировании материала. Выпускают нескольких марок в зависимости от его назначения: ЖВ, ПЖ, П.

Продукцию, которая содержит жиры и влагу, упаковывают в специальные жиростойкие виды бумаг: пергамент, подпергамент и парафинированную бумагу.

5) Парафинированная бумага.

Парафинированную бумагу делают из специальной бумаги-основы, пропитывая ее расплавленным парафином. В процесс парафинирования влагостойкость бумаги существенно улучшается. Парафиновая бумага предназначается для упаковки карамели и конфет на автоматах, а также для творожных изделий, для плавленых сырков и других подобных изделий.

6) Этикеточная бумага, бумага с микровосковым покрытием.

7) Ашированная бумага или ламинированная бумага.

8) Писчая бумага.

9) Бумага для печати.

10) Пергамин

Полупрозрачная клееная бумага, изготовленная из беленой целлюлозы без наполнителя. Она служит для производства кальки и упаковывания продуктов питания.

3. Классификация и характеристика бумажно-беловых товаров

Бумажно-беловые товары - это изделия из бумаги и картона, предназначенные для письма, черчения, рисования, хранения фотографий, марок и т.д. Эта группа товаров весьма обширна - тетради, альбомы, блокноты, записные книжки и др. Кроме того, в количественном отношении она довольно значительна.

В мире производится свыше 300 млн. тонн бумаги и картона в год, что составляет около 50 кг на каждого жителя Земли. Наиболее общее деление бумаги по назначению выглядит так:

· для письма и печати (графические виды);

· газетная (традиционно выделяется в отдельный сектор из-за существенного объема производства и значения для общества);

· бумага и картон для упаковки;

· санитарно-гигиеническая;

· техническая.

Самый крупный потребитель бумаги - полиграфия. Из всего производимого в мире объема бумаги и картона около 30% составляют графические виды, т.е. бумага для печати, письма, рисовальная, для копировально-множительной и цифровой печатной техники.

Согласно ГОСТ 9327-60 «Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы». Бумага делится на 11 классов:

1. Для печати (типографская, офсетная, иллюстрационная для глубокой печати, картографическая, мелованная и др.) - отличается высокой гладкостью, белизной; хорошо впитывает печатную краску. К этому классу относятся также газетная бумага из более дешевых волокнистых материалов без проклейки и наполнителей или с низким содержанием наполнителей и бумага для обоев.

2. Для письма (писчая, почтовая, конвертная, для карточек и др.) - отличается хорошей проклейкой малой впитывающей способностью и высокой гладкостью. Бумага первых двух классов выпускается из небеленой и беленой сульфатной и сульфитной целлюлозы, а также с применением тряпичной полумассы и древесной массы.

3. Чертежно-рисовальная (рисовальная, чертежная, чертежная прозрачная, чертежная калька и др.) - вырабатывается обычно без наполнителя или с небольшим его содержанием, хорошо проклеивается, а для придания прозрачности некоторые сорта сильно увлажняются и каландрируются при высоком давлении валов. Изготовляется из сульфатной беленой целлюлозы с добавлением в отдельные виды древесной массы, тряпичной и хлопковой полумассы.

4. Электроизоляционная (конденсаторная, кабельная, телефонная изоляционно-намоточная и др.) - отличается высокой механической прочностью хорошими диэлектрическими свойствами. Вырабатывается обычно из сульфатной небеленой целлюлозы с малой зольностью и высокой чистотой, без наполнителей и проклеивающих веществ.

5. Папиросная (мундштучная, папиросная, сигаретная, курительная) - по композиции, свойствам и технологии изготовления бумаги этого класса весьма разнообразны. Сырье - беленая или небеленая сульфитная целлюлоза с добавлением беленой древесной массы или отходов льнопенькового производства (очесы).

6. Впитывающая (фильтровальная, промокательная, пропиточная) - применяется для производства фибры, пергамента, санитарно-гигиенических изделий и т.п.; отличается высокой пористостью, хорошо впитывает жидкости.

7. Бумага для аппаратов (телеграфная лента, лента Крида, перфокарточная и др.) - характеризуется повышенной механической прочностью. Изготовляется из небеленой сульфитной или сульфатной (перфокарточки) целлюлозы с добавлением в отдельных случаях белой древесной массы.

8. Светочувствительная (основы) - фотоподложка, служащая для изготовления фотографической бумаги, светочувствительная для светокопий и др.; отличается высокой механической прочностью, хорошей проклейкой и рядом специальных свойств. Вырабатывается из беленой и небеленой сульфитной и сульфатной целлюлозы.

9. Переводная (основы - копировальная, переводная и др.) - подвергается специальной обработке.

10. Оберточная - применяется для упаковки пищевых продуктов и промышленных товаров - мешочная, чайная, спичечная, бутылочная, фруктовая, растительный пергамент, светонепроницаемая, основа для парафинирования, армированная и др. Изготовляется из прочных волокнистых материалов, а также отходов производства. Некоторые виды бумаги этого класса подвергаются битумированию, парафинированию, ламинированию (получение бумаги слоистой структуры) и т.п.

11. Промышленно-техническая разного назначения. Наиболее обширный класс бумаги: патронная, наждачная, диффузорная, для звукозаписи, для пряжи и др. К этому классу относятся так называемые длинноволокнистые бумаги (шелковка, асбестовая, стеклянная и др.), изготовляемые из хлопкового волокна, асбеста и искусственных волокон обычным способом бумажного производства, а также и «сухим формованием». Отличается высокой эластичностью и механической прочностью.

К качеству бумаги предъявляются определенные требования и нормы, и отклонения от них более допустимого предела называются дефектами.

4. Дефекты бумаги

К внешним дефектам относятся грубые следы материала - сукна или сетки - машины для производства бумаги, складки, морщины, пузыри, дырки, матовые полосы, соринки, неоднородная толщина, косина листов. Как правило, вышеперечисленные дефекты являются следствием нарушения технологии производства.

- Колебания массы 1 мІ бумаги.

Чем более равномерной поддерживается масса 1 мІ бумаги, тем, как правило, более равномерной оказывается бумага и по другим показателям качества: влажности, толщине, плотности, просвету, показателям механической прочности и др. Поддерживание постоянства массы 1 м изготовляемой бумаги - важная задача технологов-бумажников. Допустимые колебания массы 1 мІ регламентируются нормами действующих стандартов, и бумага с колебаниями массы 1 м, выходящим за пределы норм стандарта, не является кондиционной. Чрезмерно низкая масса 1 мІ бумаги связано часто с её ослаблением, повышением светопроницаемости (что нежелательно для писчей бумаги или бумаги для печати) и ухудшением других потребительских свойств бумаги. Чрезмерно высокая масса 1 мІ также часто ухудшает её потребительские свойства и прежде всего приводит к перерасходу волокон, применяемых для изготовления бумаги. Поэтому желательно вырабатывать бумагу с нормой массы 1 мІ, соответствующей нижнему пределу, допускаемому стандартом.

- Скручиваемость и волнистость.

Повышенная скручиваемость бумаги в значительной степени затрудняет её применение потребителями и может служить, например, одной из причин брака беловых товаров: блокнотов, записных книжек, альбомов, тетрадей и др. Перфокарты, используемые при механизированном машинном счёте, должны быть плоскими, так как заметная их скручиваемость вызывает нарушение нормальной работы машин, через которые они проходят.

Скручиваемость бумаги в большинстве случаев является одним из видов проявления её разносторонности. Чем больше различие в ориентации волокон на сторонах бумажного листа при одной и той же массе 1 мІ бумаги и при всех прочих равных условиях, а также чем больше различие во влажности обеих сторон бумаги, тем сильнее проявляет себя скручивание. Дело в том, что растительные волокна при полном их набухании увеличиваются по длине всего на 1-2%, а в тех же условиях по ширине на 20 - 30%. Таким образом, в результате неравномерной ориентации волокон на обеих сторонах листа возникают даже при одинаковой степени увлажнения различные по величине напряжения. Под воздействием большего напряжения, или вернее, под влиянием разности этих напряжений и происходит скручивание бумаги.

Бумага односторонней гладкости имеет склонность к повышенному скручиванию. У такой бумаги более пористой и влагопроницаемой является матовая сторона листа. Именно эту сторону у такого рода бумаги (бумаги для спичечных коробков, афишной и др.) смачивают клеем.

Волнистость и скручиваемость бумаги явления во многом сходные, основные причины их возникновения:

- Неоднородность влажности бумаги, массы 1 мІ, просвета, распределения наполняющих и проклеивающих веществ.

1. Различие в свойствах верхней и сеточной сторон.

2. Неравномерное и чрезмерно высокое натяжение бумажного полотна на бумагоделательной машине.

3. Сильная канифольная проклейка.

4. Повышенные усадка и деформация.

5. Жирный помол массы с наличием фибриллированных волокон.

6. Различная влажность сушильных сукон в соответствующих группах верхнего и нижнего рядов сушильных цилиндров.

7. Механическое скручивание при длительном хранении бумаги в рулонах.

8. Хранение чрезмерно влажной бумаги при сухом воздухе или пересушенной бумаги во влажном воздухе.

9. Свисание края бумаги при её хранении на стеллажах или в кипах.

- Пылимость и выщипывание с поверхности.

Наиболее отрицательным свойством бумаги, особенно для печатных видов, является её пылимость.

Пылимость характеризуется, с одной стороны, отделением с её поверхности или с кромок под влиянием механических воздействий (трения, перегиба, удара) мелких обрывков волокон, а также частиц наполнителя, проклеивающих веществ или красителей. С другой стороны, с поверхности бумаги, на которую нанесена печать, может отделяться печатная краска. Как правило, на поверхностном слое бумаги оказывается относительно мало связующего, что облегчает отделение пигмента краски от поверхности бумаги. Качество печати при использовании пылящей бумаги резко ухудшается. Печать становится недостаточно чёткой или, как говорят полиграфисты, «рябой». Бумажная пыль прилипает к печатной форме, забивает её, возникает необходимость часто останавливать печатную машину для чистки печатных форм и валов. Минеральная же пыль (частицы наполнителя) вследствие своего абразивного действия разрушающим образом влияет на печатную форму, особенно при глубоком способе печати. Иногда трудно разграничить пыление бумаги от выщипывания при печати с её поверхности отдельных волокон. Силы, вызывающие выщипывание, действуют кратковременно и обычно направлены вертикально к поверхности бумаги. При этом на поверхности бумаги может произойти отрыв участка поверхностного слоя с расщеплением бумаги в плоскости, параллельной к поверхности.

- Электризация бумаги

В целлюлозно-бумажной промышленности электризация бумаги характеризуется электростатическим зарядом бумаги, который вызывает слипание листов.

В типографиях применение бумаги, заряженной статическим электричеством, вызывает серьёзные затруднения из-за слипания отдельных листов бумаги. Наэлектризованность бумаги часто является причиной невозможности нанесения печати при больших скоростях. Кроме того, наблюдается прочное прилипание к бумаге бумажной пыли. Особенно сильно электризуется пересушенная бумага. Мелованные бумаги электризуются в значительно меньшей степени по сравнению с натуральными.

- Разносторонность

Разносторонностью бумаги называют различие в свойствах сторон бумажного листа. В той или иной степени разносторонность наблюдается у каждой бумаги, изготовленной на обычной плоскосеточной бумагоделательной машине. Причина её заложена в существующей технологии бумажного производства.

Ориентация волокон по толщине бумаги неодинакова. В связи с тем, что сетка ориентирует волокно преимущественно в машинном направлении, расположение волокон в этом направлении на сеточной стороне больше, чем на верхней стороне.

Обычно сеточная сторона является более шероховатой, а значит и менее гладкой по сравнению с верхней стороной.

- Воздушные пузыри и пятна

При отливе бумажного полотна одним из нежелательных компонентов массы является воздух. Воздушные пузыри в бумаге легко обнаружить при рассмотрении её на просвет. Они выглядят в виде просвечивающих пятен круглой формы.

При выработке многослойного картона наличие воздуха в бумажной массе приводит к заметному снижению межслоевой прочности и часто наблюдается расслоение картона. Установлено также, что наличие в бумажной массе большого количества воздуха приводит к снижению механической прочности бумаги; снижается её гладкость, ухудшается структура листа, растёт воздухопроницаемость.

Появление пятен на бумаге связано с попаданием в бумажную массу или на поверхность бумаги различного рода посторонних включений: сор, костра, масло, краски, частицы угля, слизь, смола.

5. Требования по нормативной документации, предъявляемые к показателям качества бумаги

Качество бумаги характеризуется потребительскими свойствами, показатели которых регламентируются стандартами. Важнейшими из этих свойств являются состав волокнистых полуфабрикатов, масса 1 м², толщина, плотность, гладкость, степень проклейки, зольность, белизна и сортность. Так же характеризуется прочностью на разрыв, линейной деформацией при увлажнении и высыхании, прозрачностью, воздухопроницаемостью и другими свойствами.

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. Исследуя образцы бумаги и определяя значения показателей качества, эксперты могут делать выводы о соответствии данного вида бумаги требованиям и его качественности или наличии дефектов. А так же измеряя и рассчитывая значения показателей качества экспертируемого образца бумаги, вид которой требуется определить, эксперты могут определить вид, сравнивая полученные значения показателей со значениями, представленными в ГОСТах.

Основные свойства бумаги и их показатели:

1. 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.

Масса бумаги чертежной должна быть равна 52 ± 2 г, обложечной высшего сорта - 110 ± 7 г, первого 80 ± 4 г, рисовальной марок Б, Ф, А, О - 160 ± 7, 135 ± 6, 200 ± 8, 100 ±5 и др.

б) Толщина измеряется в микрометрах или миллиметрах. В зависимости от назначению 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 - 0,65, 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».

2. Надежность. Обуславливает сохранение основных параметров бумаги в процессе ее использования.

а) Сопротивление разрыву характеризуется разрывной длиной в метрах или разрывной нагрузкой. По прочности на разрыв бумагу делят на очень прочную - свыше 5000 м (калька бумажная), прочную - 3500 - 5000 м (чертежная), средней прочности - 2000-3500 м (писчая), слабую - до 2000 м (промокательная).

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). Для чертежной бумаги этот показатель равен 500, для бумаги для почтовых документов он должен быть не менее 15 и т.д.

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. Определяется этот показатель при помощи гидравлического прибора с электроприводом методом, описанным в ГОСТ 13525.8-86 «Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию». Для рисовальной бумаги марок Б, Ф, А, О этот показатель должен быть равен - 196, 180, 150, 157 КПа.

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%. Высокая влажность не только приводит к деформации и изменению размеров листа, но и сильно снижает прочность бумаги. Низкая влажность способствует увеличению жесткости и хрупкости бумаги, что приводит к ухудшению восприятия краски в процессе печатания и сильному возрастанию степени электризации бумаги при прохождении бумаги по тракту оборудования, напр., в печатной машине. Влажность чертежной прозрачной бумаги должна составлять 6,0 ± 1,0%, рисовальной бумаги - 4-7%, бумаги для почтовых документов 5-8%, писчей бумаги 5±1,0.

3. 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. Для чертежной прозрачной бумаги показатель должен равняться 1,2 ± 0,2, для обложечной тетрадной - 1,0, для рисовальной бумаги различных марок 1,8 - 2,0, для писчей бумаги различных марок - 1,2 - 1,6 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. Определяется этот показатель с помощью специального пневматического прибора методом описанным в ГОСТ 12795-89. «Бумага и картон. Метод определения гладкости по Беку». Гладкость бумаги для почтовых документов должна быть равна 70 с, для бумаги писчей различных марок - 100 - 220, 90 - 200, 80 - 250 и др.

Глянцевитость или матовость бумаги также зависит от микрогеометрии её поверхности. Очень гладкие бумаги будут глянцевыми, шероховатые - матовыми.

4. 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).

Показатель белизны определяют фотометрическим прибором методом описанным в ГОСТ 30113-94 «Бумага и картон. Метод определения белизны»

Степень белизны некоторых видов бумаги: Мелованная с оптическим отбеливателем - 84%, Мелованная без оптического отбеливателя - 78%, Чистоцеллюлозная печатная бумага с оптическим отбеливателем - 83%, Тоже самое без - 78%, Печатная бумага с белой древесной массой - 72%, Газетная бумага - 65%, писчая бумага без оптического отбеливателя - 64-80% (для разных марок), тоже самое с оптическим отбеливателем - 80 - 85%.

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. Для проведения испытаний используют фотометрический прибор типа лейкометра Цейса, пластины коэффициента зонального отражения, черную подложку. Испытания проводят по методу, описанному в ГОСТ 8874-80. «Бумага. Методы определения прозрачности и непрозрачности». Например, для чертежной бумаги прозрачность должна быть не менее 44%.

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 - 125-200, чертежной - 200, рисовальной - 100-200.

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%.

5. Основными факторами, формирующими потребительские свойства бумаги, являются исходное сырье и материалы, из которых формируют волокнистые полуфабрикаты.

Состав волокнистых полуфабрикатов определяют путем исследования образцов, как описано в ГОСТ 7500-85.» Бумага и картон. Методы определения состава по волокну». Например, состав по волокну чертежной прозрачной бумаги: отходы хлопчатобумажных 25%, целлюлоза сульфатной беленой хвойной марок ХБ-5, ХБ-6 - 75%. Исследуя состав бумаги, можно определять ее вид, если он неизвестен или определять соответствует ли количество компонентов в исследуемом образце требованиям нормативных документов или существуют ли отклонения, ведущие к снижению потребительских свойств бумаги, ее качества.

6. Производство и свойства бумаги

Производство бумаги

Главным сырьём для получения бумаги является целлюлоза. Сухое дерево содержит приблизительно 40% такой целлюлозы. Остальная часть дерева - это различные полимеры, состоящие из сахаров различных видов, в том числе фруктозы, сложных веществ - фенолспиртов, различных дубильных веществ, солей магния, натрия и калия, эфирных масел.

Получение целлюлозы связано с механической переработкой древесины и затем проведением химических реакций с опилками.

Деревья измельчают до мелких опилок. Эти опилки помещают в кипящий раствор, содержащий NaHSO4 (гидросульфид натрия) и SO2 (сернистый газ). Кипячение проводят при высоком давлении (0,5 МПа) и в течении длительного времени (около 12 часов). При этом в растворе происходит химическая реакция, в результате которой получается вещество гемицеллюлоза и вещество лигнин (лигнин - это вещество, представляющее собой смесь ароматических углеводородов или ароматическую часть дерева), а также основной продукт реакции - чистая целлюлоза, которая выпадает в виде осадка в ёмкости, где проводится химическая реакция. Кроме того, в свою очередь лигнин взаимодействует с сернистым газом в растворе, в результате чего получается этиловый спирт, ванилин, различные дубильные вещества, а также дрожжи пищевые.

Целлюлозу можно получать из любой породы дерева, преимущественно из древесины малосмолистых пород - ели, пихты, бука - которые можно перерабатывать любым из применяющихся в промышленности способов варки. Смолистые породы (лиственницу, сосну) перерабатывают щелочными методами.

Для производства одной тонны целлюлозы различного назначения требуется порядка 4-5м³ древесины.

Процесс получения целлюлозы связан с измельчением осадка при помощи роллов, в результате чего получаются частицы целлюлозы около 1 мм. Когда такие частицы попадают в воду, то сразу набухают и образуют бумагу. На этом этапе бумага ещё не похожа на себя и выглядит, как взвесь волокон целлюлозы в воде.

На следующем этапе бумаге придают её основные свойства: плотность, цвет, прочность, пористость, гладкость, для чего в ёмкость с целлюлозой добавляют глину, оксид титана, оксид бария, мел, тальк и дополнительные вещества, связывающие волокна целлюлозы.

Дальше волокна целлюлозы обрабатывают специальным клеем на основе смолы и канифоли. В его состав входят резинаты. Если добавить в этот клей алюмокалиевые квасцы, то происходит химическая реакция и образуется осадок резинатов алюминия. Это вещество способно обволакивать целлюлозные волокна, что придаёт им влагонепроницаемость и прочность.

Получившаяся масса равномерно наносится на движущуюся сетку, где она отжимается и высыхает. Здесь уже происходит формирование бумажного полотна.

Для придания бумаге большей гладкости и блеска её пропускают сначала между металлическими, а затем между плотными бумажными валами (проводят каландрирование), после чего бумагу режут на листы специальными ножницами.

Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской сеткой) бумагоделательная машина. Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся замкнутую в кольцо сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. Дальнейшее обезвоживание и уплотнение полотна производится в прессовой части, образуемой несколькими вальцовыми прессами, между валами которых бумажное полотно транспортируется цельным в течение всего процесса шерстяным сукном, служащим эластичной прокладкой. Окончательное удаление воды происходит в сушильной части, где полотно бумаги попеременно соприкасается своими поверхностями с обогреваемыми изнутри паром чугунными шлифовальными цилиндрами, расположенными в шахматном порядке в двух ярусах. Поверхность бумаги получается гладкой благодаря тому, что она прижимается к цилиндрам верхними и нижними сукнами. Затем бумажное полотно отделывается в каландре, представляющем собой вертикальную батарею из 5-8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.

Свойства бумаги

Свойства бумаги определяют ее внешний вид, качество и предназначение. К ним относятся - структурные, геометрические, механические, оптические, химические, электрические и свойства, определяемые при помощи микроскопа.

К структурным и геометрическим свойствам бумаги относят такие параметры, как масса, толщина, гладкость, пухлость, просвет и пористость.

Механические свойства бумаги можно подразделить на прочностные и деформационные. Деформационные свойства проявляются при воздействии на материал внешних сил и характеризуются временным или постоянным изменением формы или объема тела. В ходе основных технологических операций полиграфии бумага подвергается существенному деформированию бумаги, например: растяжению, сжатию, изгибу.

Основными показателями оптических свойств являются: белизна, светонепроницаемость, прозрачность (непрозрачность), лоск и цвет.

Химические свойства бумаги определяются в основном видом применяемой древесины, методом и степенью варки и отбелки, а также типом и количеством добавленных неволокнистых компонентов и имеют важное значение, поскольку определяют физические, электрические и оптические свойства.

Структурные и геометрические свойства. Согласно ГОСТ Р53636-2009 «Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения»

Масса или вес.

Масса (или вес) одного квадратного метра бумаги является наиболее распространенным показателем, так как большинство бумаг продают по массе 1м². Массу бумаги чаще относят к единице площади, чем к единице объема (как это делают в отношении других материалов), - ведь бумагу используют в виде листа и площадь в данном случае играет более важную роль, чем объем. По принятой классификации масса 1м² печатной бумаги может составлять от 40 до 250г. Бумаги с массой выше 250г/м² относятся к картонам.

Толщина

Толщина бумаги, измеряется в микронах (мкм), определяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительские свойства - в первую очередь прочностные - готового изделия.

Гладкость

Гладкость характеризует состояние поверхности бумаги, обусловленное механической отделкой, и определяет внешний вид бумаги - шероховатая бумага, как правило, на вид малопривлекательна. Гладкость важна для писчих видов бумаги, для печатных бумаг, а также при склейке бумаги.

Противоположной гладкости величиной является шероховатость, которая измеряется в микронах (мкм). Она напрямую характеризует микрорельеф поверхности бумаги. В технических спецификациях бумаги обязательно присутствует одна из двух этих величин.

Пухлость

Пухлость измеряется в кубических сантиметрах на грамм (см³ /г). Пухлость печатных бумаг колеблется в среднем от 2см³/г (для рыхлых, пористых) до 0,73см³ /г (для высокоплотных каландрированных бумаг). На практике это означает, что если брать более пухлую бумагу меньшего граммажа, то при равной непрозрачности в тонне бумаги будет больше листов.

Просвет

Просвет бумаги характеризует степень однородности ее структуры, то есть степень равномерности распределения в ней волокон. О просвете бумаги судят по наблюдению в проходящем свете. Бумага с сильно облачным просветом крайне неоднородна. Ее тонкие места являются и наименее прочными и легко пропускают воду, чернила, печатную краску. Из-за неравномерности восприятия бумагой печатной краски печать на облачной бумаге получается низкого качества.

Бумага с облачным просветом трудно окрашивается, образуется разнотоновая облачность. Интенсивнее окрашиваются толстые участки бумажного полотна и менее интенсивно-тонкие.

Пористость

Пористость непосредственно влияет на впитывающую способность бумаги, то есть на ее способность воспринимать печатную краску, и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Бумага является пористокапиллярным материалом; при этом различают макро- и микропористость. Макропоры, или просто поры, - это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры, - мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также пространства, образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон. Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги, например газетные, - макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус пор составляет около 0,160,18 мкм. Такие бумаги хорошо впитывают краску за счет рыхлой структуры, то есть сильно развитой внутренней поверхности.

Механические свойства

Механическая прочность.

Прочность бумаги на разрыв зависит не от прочности отдельных компонентов, а от прочности самой структуры бумаги, которая формируется в процессе бумажного производства. Это свойство характеризуется обычно разрывной длиной в метрах или разрывным усилием в ньютонах. Так, для более мягких типографских бумаг разрывная длина составляет не менее 2500 м, а для жестких офсетных эта величина возрастает уже до 3500 м и выше.

Сопротивление излому.

Показатель сопротивления излому зависит от длины волокон, из которых образована бумага, от их прочности, гибкости и от сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и крепко связанных между собой волокон.

Сопротивление продавливанию.

Большое значение этот показатель имеет для упаковочнооберточных бумаг. Он связан с показателями разрывного груза бумаги и удлинения ее при разрыве.

Растяжимость.

Удлинение бумаги до разрыва, или ее растяжимость, характеризует, способность бумаги растягиваться. Это свойство особенно важно для упаковочной бумаги, мешочной бумаги и картона, для производства штампованных изделий, для основы парафинированной бумаги, применяемой для автоматической завертки.

Мягкость.

Мягкость бумаги связана с ее структурой, то есть с ее плотностью и пористостью. Так, крупнопористая газетная бумага может деформироваться при сжатии до 28%, а у плотной мелованной бумаги деформация сжатия не превышает 68%.

Линейная деформация при увлажнении.

Увеличение размеров увлажненного листа бумаги по его ширине и длине, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа, называется линейной деформацией при увлажнении. Значения деформации бумаги при намокании и остаточной деформации являются важными показателями для многих видов бумаги (для офсетной, диаграммной, картографической, для основы фотоподложки, для бумаги с водяными знаками). Высокие значения этих показателей приводят к несовмещению контуров красок при печати и, как следствие, к получению некачественной печати. Однако следует отметить, что в ГОСТ 12057-81 «Бумага и картон. Методы определения линейной деформации.» заложены очень жесткие условия испытаний (намокание калиброванной полоски бумаги в течение определенного времени), использование которых для большинства печатных видов бумаги нецелесообразно. Европейские нормы предполагают использование термина «влагорасширение», определяющего изменение линейных размеров полоски бумаги при изменении влажности воздуха от 30 до 80%. Повышенная влажность резко снижает механическую прочность бумаги на разрыв.

Оптические свойства

Оптическая яркость.

Оптическая яркость - это способность бумаги отражать свет рассеянно и равномерно во всех направлениях.

Белизна.

Истинная белизна бумаги связана с ее яркостью или абсолютной отражательной способностью, то есть с визуальной эффективностью. Белизна базируется на измерении отражения света белыми или почти белыми бумагами с одной длиной волны (ГОСТ 30113-94 «Бумага и картон. Метод определения белизны.» предусматривает 457 миллимикрон, то есть в видимом спектре) и определяется как отношение количеств упавшего и распределенно отраженного света (%).

Пожелтение.

Пожелтение бумаги - это термин, которым условно называют снижение ее белизны от воздействия световых лучей или повышенной температуры. От светового разрушения бумага может быть защищена хранением ее в помещении без окон или с такими окнами, которые закрыты плотными шторами.

Светонепроницаемость, или непрозрачность.

Светонепроницаемость - это способность бумаги пропускать лучи света. Свойство непрозрачности бумаги определяется общим количеством пропускаемого света (рассеянного и нерассеянного). Непрозрачность обычно определяется степенью проникновения изображения в испытываемый материал, помещенный прямо напротив рассматриваемого предмета.

Чаще применяется термин «непрозрачность бумаги» - отношение количества света, отраженного от листа, лежащего на черной подложке к свету, отраженному светонепроницаемой стопой этой бумаги.

Прозрачность

Прозрачность определенным образом связана с непрозрачностью, но отличается от нее тем, что определяется количеством света, который проходит без рассеивания. Коэффициент прозрачности является лучшей оценкой высокопрозрачных материалов (калек), тогда как измерение непрозрачности более пригодно для относительно непрозрачных бумаг.

Лоск или глянец.

Лоск (глянец) является свойством бумаги, выражающим степень лощености, глянца или способности поверхности отражать падающий на нее свет. Этот показатель можно рассматривать как свойство поверхности бумаги отражать свет под данным углом. Таким образом, лоск (глянец) можно охарактеризовать как отношение количества света, отраженного в зеркальном направлении, к количеству упавшего света.

Химические свойства.

Влагопрочность.

О влагопрочности бумаги судят по степени сохранения ею во влажном состоянии первоначальной своей прочности, то есть по той прочности, которую она имела до увлажнения, находясь в воздушносухом состоянии.

Влажность.

Содержание влаги в бумаге влияет на ее вес, прочность, неизменяемость, устойчивость размеров и на электрические свойства. Влажность имеет очень важное значение при каландрировании, печатании, покрытии и пропитке. При испытании бумаги ее обычно кондиционируют для того, чтобы создать постоянную, строго определенную влажность.

Зольность.

Зольность бумаги зависит от количественного содержания наполнителей в ее композиции. Бумага высокой прочности должна иметь низкое содержание золы, поскольку минеральные вещества уменьшают прочность бумаги.

Размещено на Allbest.ru

...