Основою паперу та картону є целюлоза з різними добавками. Целюлоза - емпірична формула (C6H10O5)n, де п - ступінь полімеризації (СП) - утворюється в рослинах у результаті біохімічних перетворень, початком яких служить фотосинтез найпростіших вуглеводів, а саме B-D-глюкопіронози. СП природної деревної целюлози знаходиться у межах 6000... 14000 і характеризує довжину лінійних макромолекул целюлози, визначає її властивості, які залежать від довжини целюлозних ланцюгів. Целюлоза складає частину рослинних матеріалів (бавовни, деревини, соломи тощо).
Кожна молекула B-D-глюкопіронози, з яких складається ланцюг клітковини, має три гідроксильні групи. Тому целюлоза має велику кількість гідроксильних груп, які придають їй характер спирту, а сильні внутрішні і міжмолекулярні взаємодії водневих зв'язків обумовлюють високий рівень впорядкованості молекул в надмолекулярних утвореннях. Внаслідок того, що целюлоза є важко розчинним полімером у багатьох розчинах, у якого температура фазових переходів перевищує температуру розкладання, вона непридатна для безпосереднього отримання з неї плівкових матеріалів.
Целюлозу виготовляють із деревини різних порід шляхом механічної та хімічної переробки. При механічній дії отримують короткі волокна низької якості; хімічна дія дозволяє отримати високоякісну довговолокнисту целюлозу (довжина волокон коливається від 0,7 до 4,4 мм, ширина 0,1 ...0,075 мм. Межа міцності при розтягуванні 0,45...0,5 ГПа, щільність целюлози 1520...1580 кг/м3, температура експлуатації - 130... 150 °С, температура розкладання на повітрі- 170... 180 °С). При механічній та хімічній діях на деревину одержаний продукт називають паперовою масою, з якої після сушіння виготовляють різні типи паперу. Основним напівфабрикатом для отримання картону є сульфатна (одержана шляхом виварювання деревної маси в їдкому натрі - лужний метод) та сульфітна (шляхом виварювання деревної маси в кислоті - кислотний метод) целюлоза, деревна маса і макулатура. Якість паперу та картону характеризується фізичними, хімічними та механічними показниками.
До фізичних показників відносяться: маса 1 м2, товщина, об'ємна маса, прозорість, повітропроникність (пористість), лиск і гладкість, колір, відтінок, вологість та вологоміцність; до хімічних - зольність, рід та ступінь проклейки, кислотність і лужність; до механічних - пружність, опір розриву при розтягуванні, перелому при перегині, роздиранню та згортанню, розтягуванню в момент розриву.
Папір розрізняють по товщині або масі 1 м2 (г/м2). За прийнятою класифікацією маса 1 м2 друкарського паперу може складати від 40 до 250 г, більше 250 г/м2 - це вже картон.
Основні властивості картону і паперу поділяють на групи:
- Структурно-розмірні (геометричні) - формат, товщина, щільність (маса 1 м2, густина), гладкість тощо. Ці властивості залежать від складу волокна, ступеня подрібнення, умов машинного виготовлення.
- Структура паперу і картону впливає на міцність, пористість, анізотропію властивостей (різницю міцності в двох напрямках) та інші показники.
- Композиційні - склад волокна, наявність наповнювачів та інших компонентів. Змінюючи композицію паперу і картону можна в широких межах змінювати їх властивості.
- Механічні й пружнопластичні - опір розриву, зламу, розшаровуванню, стиранню, вологоміцність, жорсткість, деформація при зволоженні, пружність, здатність до рилювання та інше.
- Оптичні - колір, білизна, блиск (глянець), відтінок, світлопроникність, непрозорість тощо.
- Гідрофобні та гідрофільні - ступінь проклеювання, усотувальність, гігроскопічність, вологість тощо.
- Хімічні - наявність залишків кислот або лугів, мінеральних вкраплень, різних катіонів та аніонів.
- Електричні - електричний опір, діелектрична проникність, електрична міцність, число струмопровідних включень на 1 м2 тощо.
- Друкарські - структура поверхні, м'якість, взаємодія з друкарськими фарбами тощо.
- Спеціальні - бар'єрні: жиро-, паро-, газо- і водопроникність (сорбцій- ностійкість до дії води, здатність всмоктувати розчини друкарських фарб), во- логоміцність, термостійкість, довговічність, біостійкість тощо.
Всі показники мають тісний взаємозв'язок. Ступінь їх впливу, наприклад, на друкарські властивості паперу різна для різних способів друку.
При випробуванні визначають лише ті властивості, які найбільш повно характеризують споживчі властивості продукції і можливість її використання за призначенням. Кількісні значення цих властивостей, виражені у відповідних показниках якості, включені в Державні стандарти для кожного виду паперу і картону.
Папір і картон є композиційним волокнистим матеріалом капілярно-пористої структури, тому його властивості залежать від вологості повітря.
Папір і картон можуть піддаватись крейдуванню, тисненню, гофруванню, крепуванню (одержання на його поверхні дрібних поперечних складок - крепу) та іншому обробленню.
Для крейдування основним компонентом є мінеральні пігменти, на частку яких припадає 70...90 % від маси покриття. Найчастіше використовують каолін з білизною не менше 84 % з додаванням крейди, для підвищення непрозорості - діоксид титану, для підвищення блиску, білизни - сатинвейс. 5...25 % складають зв'язувальні компоненти - різні види крохмалю, латекс, полівініловий спирт (ПВС), натрій. 0,1 ...0,5 % компонентів покриттів - невеликі добавки ди- спергаторів пігментів (поліфоефати, силікати (рідке скло), захисні колоїди, поверхнево активні речовини (ПАР), поліелектроліти тощо).
Також вводять невеликі добавки змочувачів, регуляторів в'язкості, пластифікаторів, барвників, піногасників, антисептиків.
Структурно-розмірні властивості паперу. Гладкість, тобто мікрорельєф і мікрогеометрія поверхні, визначає "дозвільну здатність" паперу - можливість передавати без розривів і спотворювань найтонші лінії фарб, точки та їх комбінації. Це одна з найважливіших друкарських властивостей паперу.
Чим вища гладкість паперу, тим більша повнота контакту з його поверхнею, вища якість зображення, тим менший тиск потрібно прикладати під час друку.
Гладкість паперу по Бекку визначається в секундах, за допомогою пневматичних приладів, або профілограм, які дають наглядне представлення про характер поверхні паперу.
Різні способи друку пред'являють до паперу різні вимоги по гладкості.
Так каландрований типографський папір повинен мати гладкість від 100 до 250 с. Газетний папір не може бути гладкий у зв'язку з високою пористістю.
Суттєво покращує гладкість поверхні нанесення різних покривних шарів - поверхневе проклеювання, пігментування, легке або просте крейдування, яке може бути одно-, двостороннім.
Поверхневе проклеювання - це нанесення на поверхню паперу тонкого шару клеючих речовин (маса покриття складає до 6 г/м2) з метою забезпечення високої міцності поверхні паперу, яка запобігає вищипуванню окремих волокон липкими фарбами, а також для зменшення деформації паперу при зволоженні для досягнення точного співпадіння фарб в процесі багатофарбного друку.
Пігментування і крейдування паперу відрізняються тільки масою покриття, що наноситься.
Вважається, що маса покривного шару пігментованого паперу не перевищує 14 г/м2, а крейдованого досягає 40 г/м2.
Крейдяний шар відрізняється високим ступенем білизни і гладкості. Гладкість - одна з найбільш важливих характеристик крейдованого паперу - досягає 1000 с і більше, а висота рельєфу не перевищує 1 мкм. Висока гладкість крейдованого паперу дозволяє вести друк за малих товщин фарбового шару.
Зворотною величиною гладкості є шорсткість, яка вимірюється в мікрометрах. Вона напряму характеризує мікрорельєф поверхні паперу.
Важливою геометричною характеристикою паперу, поряд із товщиною і масою 1 м2, є пухкість. Вона характеризує ступінь спресованості паперу і дуже тісно зв'язана з такою оптичною характеристикою як непрозорість. Чим пухкіший папір, тим він більш непрозорий при однаковій вазі.
Пухкість друкарських паперів коливається в середньому від 2 см3/г (для рихлих, пористих) до 0,73 см3/г (для високощільних каландрованих паперів). В практичному використанні це означає, що якщо брати більш пухкий папір меншої ваги, то при однаковій непрозорості, в тоні паперу буде більше листів.
Пористість безпосередньо впливає на всмоктувальну здатність паперу.
Папір є пористо-капілярним матеріалом, при цьому розрізняють макро- і мікропористість. Макропори або просто пори - це простір між волокнами, що заповнений повітрям і вологою. Мікропори, або капіляри - дрібніший простір невизначеної форми, який пронизує покривний шар крейдованого паперу, а також простір, що утворюється між частинками наповнювача або між ними і стінками целюлозних волокон у некрейдованих паперів.
Капіляри є і всередині целюлозних волокон.
Всі не крейдовані - не досить ущільнені папери, наприклад, газетний папір макропористий. Загальний об'єм nop в таких паперах досягає 60 %, а середній радіус nop складає біля 0,16...0,18 мкм. Такі папери добре всмоктують фарбу, завдяки своїй рихлій структурі, тобто помітно розвинутій внутрішній поверхні.
Крейдований папір відноситься до мікропористих, капілярних паперів. Він теж добре всмоктує фарбу, але під дією сил капілярного тиску. Тут пористість складає всього лише 30%, а розмір nop не перевищує 0,03 мкм. Решта паперів займають проміжне положення.
При друкуванні на крейдованому папері діаметр nop крейдяного шару настільки малий, що в пори всмоктуються тільки розчинники, в той час як частина пігменту залишається на поверхні паперу. Тому зображення отримується дуже насичене.
Партнеры:
http://www.luksor.ru/novosti/osk-i-safu-sozdaiut-severodvinskiy-klaster-profobrazovaniya-05-08-2013
