Потребительские свойства бумаги. Основные факторы, определяющие потребительские характеристики бумаги

 

Основные потребительские свойства бумаги:

Функциональные - обуславливают соответствие бумаги ее целевому назначению.

Надежность - обуславливает сохранение основных параметров бумаги в процессе ее использования.

Эргономические свойства характеризуют удобство использования бумаги.

Основными факторами, формирующими потребительские свойства бумаги, являются исходное сырье и материалы, из которых формируют волокнистые полуфабрикаты [21].

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.

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 [2, с.132].

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

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.

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.

Требования к качеству 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:

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%.