Мелом по белому

Производство

Классификация

Свойства

Особенности печати

Применение

Мелованную бумагу невозможно недооценить — это не только один из самых востребованных сортов на рынке полиграфии, но и важный фактор, определяющий конечный вид печатной продукции. В данной статье подробно рассказывается о производстве, классификации, свойствах, особенностях печати и, конечно же, о применении мелованной бумаги.

Производство

Начальный этап производства мелованной бумаги мало чем отличается от стандартного бумагоделательного процесса. Целлюлозная масса, содержащая приблизительно 5­7% целлюлозы и 93­95% воды, наносится на быстро движущуюся сетку бумагоделательной машины. По мере прохождения сетки через машину вода удаляется и формируется бумажное полотно. В наиболее современных бумагоделательных машинах, работающих на передовых фабриках по производству бумаги, применяют так называемую двухсеточную систему формирования полотна, благодаря чему у современной мелованной бумаги сеточная сторона практически не отличается от лицевой (в противном случае разница будет очевидной). В этом случае целлюлозная масса подается между двух сеток и применяется вакуумная система сушки.

В процессе изготовления мелованная бумага непременно проходит проклейку либо в массе, либо уже на стадии отделки. Это необходимо для того, чтобы уменьшить степень впитываемости связующего печатных красок. Процедура внесения проклеивающих веществ в волокнистую массу называется машинной проклейкой, а в случае, когда проклейка проводится на заключительной стадии производства бумаги, она называется поверхностной. Такая проклейка производится специальными клеильными прессами. Эта процедура снижает вероятность выщипывания волокон при печати. Для проклейки используются канифоль, ее производные и другие связывающие вещества. Сейчас же все шире применяются синтетические химически нейтральные добавки — бумага с содержанием таких добавок называется бумагой с нейтральной проклейкой.

Важный этап производства — каландрирование. Попарно вращающиеся нагретые металлические валы — каландры — прессуют полученное полотно, сушат его и придают ему гладкость. Именно в этот момент целлюлозное полотно и становится бумагой. От степени каландрирования зависят такие параметры, как пухлость и непрозрачность бумаги. Чем сильнее бумага спрессована каландрами, тем она менее пухлая и более прозрачная. При производстве высококачественной мелованной бумаги очень важен баланс между гладкостью основы и непрозрачностью. Особенно важен данный параметр для тонких бумаг, где количество наносимого на очередной производственной стадии мелованного покрытия сравнимо с содержанием целлюлозы.

Финальное каландрирование для мелованной бумаги — процесс чрезвычайно важный, так как именно после него бумага приобретает особые поверхностные свойства. По своей сути этот процесс аналогичен каландрированию бумаги­основы. Единственное его отличие состоит в том, что в зависимости от производимого вида бумаги (глянцевой или матовой) применяют соответствующий набор валов. Современные фабрики оснащены каландрами с регулируемым усилием прижима каждого вала. Кроме того, валы покрыты пластиком, что делает каландрирование более мягким. Именно с помощью таких каландров достигается оптимальное сочетание гладкости и пухлости бумаги.

Теперь о том, что, собственно, делает бумагу мелованной — о ее покрытии, или, иначе говоря, о слоях мелования. Покрытие мелованной бумаги может быть нанесено как однократно, так и многократно. Двукратное покрытие, как правило, предусматривает нанесение покрытия на бумагоделательной машине и на отдельной меловальной установке. Однако существуют и такие бумагоделательные машины, в которых двукратное мелование производится путем последовательного нанесения покрытий. При этом второе покрытие может наноситься или на уже высушенное первое (метод «влажным по сухому»), или же без сушки первого (метод «влажным по влажному»). Трех­ и более кратное покрытие получается при комбинированном меловании бумаги на встроенных в бумагоделательную машину или на отдельно стоящих устройствах. Первый слой наносится на влажную основу для увеличения адгезии слоев. Он обеспечивает своего рода грунтовку, на которую последующие слои ложатся значительно равномернее. Благодаря этому увеличивается механическая прочность покрытия. Бумага после мелования имеет матовую поверхность, однако при каландрировании она приобретает лоск гораздо легче, чем немелованная бумага.

Производство мелованной бумаги на одной из фабрик концерна Stora Enso

Мелование подразделяется на легкое, полное и литое. При различных видах обработки не только варьируется количество наносимого состава, но и изменяется характер его проникновения в структуру бумажного полотна. Глубина проникновения состава может быть как значительной, иногда даже граничащей с пропиткой, так и небольшой.

Первый слой, наносимый в бумагоделательной машине (машинное мелование), невелик по своей массе — порядка 4 г/м² . Второй слой больше — 20­25 г/м² (до 40 г/м² ) — и наносится в меловальной машине. При шаберном меловании избыток смеси удаляется гибким ножом (шабером) или воздушной струей (воздушный шабер), а при литом меловании слой напыляется с помощью ряда форсунок, что обеспечивает более равномерное нанесение.

Литое мелование — процесс дорогой, он обычно используется в производстве некоторых дизайнерских сортов, а также некоторых этикеточных бумаг.

Таким образом, складывается полное представление об основных компонентах мелованной бумаги. Мелованная бумага состоит из обработанной целлюлозной массы, образующей бумагу­основу, а также из наполнителей и связующих веществ, создающих мелованное покрытие. Один из лучших по качеству, но и самый дорогостоящий наполнитель — это диоксид титана. Производители используют и другие, более экономичные наполнители, к примеру каолин. По некоторым прогнозам, ожидается рост применения в качестве наполнителя карбоната кальция (мела) как при производстве мелованной бумаги, так и для наполнения. Но пока первенство принадлежит каолину.

Классификация

Мелованные бумаги делятся на разные типы: по характеру волокнистой массы, по отделке поверхности, по количеству сторон мелования, по количеству слоев мелования, по массе мелованного листа и, наконец, по формату. Рассмотрим их особенности подробнее.

По характеру волокнистой массы мелованные бумаги делятся на целлюлозные, в которых содержание древесной массы не превышает 10% (реже — 5%), и на бумаги с содержанием древесной массы (до 25%). Бумаги с содержанием древесной массы обладают большей непрозрачностью и гладкостью, но меньшей белизной и глянцем.

Отделка поверхности мелованной бумаги может быть матовой или глянцевой. Глянцевая мелованная бумага производится с нанесением дополнительного глянца на каландре вне бумагоделательной машины. Она отличается лучшими печатными свойствами, меньшим расходом краски, большей гладкостью и минимальным отмарыванием и пылением. Матовой бумаге свойственны большая жесткость и лучшее восприятие на ощупь, большие (по сравнению с глянцевой) пухлость и непрозрачность, а также способность наилучшим образом воспроизводить текстовую информацию. Глянцевую бумагу чаще используют для ярких иллюстрированных изданий, а матовую — для изданий смешанного типа с преобладанием текстовой информации. Кроме того, существует и промежуточная степень отделки поверхности — полуматовая бумага (именно полуматовая, а не полуглянцевая!). Она называется также silk или satin. В основе технологии производства такой бумаги лежит особый режим работы каландров на заключительной стадии производства.

Что касается количества сторон мелования, то, как несложно догадаться, мелованные бумаги могут быть одностороннего или двустороннего мелования. Бумаги одностороннего мелования в основном применяются для производства этикеток. А вот слоев мелования может быть от одного до трех. Чем больше слоев мелования, тем лучше показатели белизны и гладкости.

Мелованную бумагу также классифицируют по массе мелованного листа. Так, мелованную бумагу делят на легкую (до 60 г/м² ), бумагу средней плотности (70­150 г/м² ) и бумагу с высокой плотностью (более 150 г/м² ). Покрытие на легкомелованные бумаги наносят непосредственно в бумагоделательных машинах.

И конечно же, мелованную бумагу также подразделяют на рулонную и листовую. Большая часть мелованной бумаги поставляется в листах, упакованных в пачки. Такая упаковка максимально защищает бумагу от внешних воздействий при хранении и транспортировке. И хотя бумажные фабрики оснащены наиболее современным и точным резальным оборудованием, некоторая часть мелованной бумаги продается в рулонах. Как правило, эта бумага предназначена для глубокой печати или ротационной офсетной печати с горячей сушкой. Применение же подобной бумаги для листовой офсетной печати может вызвать ряд проблем.

Свойства

При выборе и использовании мелованной бумаги нелишне знать и учитывать некоторые ее особенности — такие как плотность, светопроницаемость, белизна, шероховатость, влажность и стойкость к выщипыванию. Расскажем о них подробнее.

Плотность бумаги — это масса ее квадратного метра. Как правило, производители под одной и той же торговой маркой предлагают до десяти и более разновидностей мелованных бумаг с различной плотностью. Основные плотности мелованных бумаг — 70, 80, 90, 115, 130, 150 ,170, 200, 250, 300, 350 г/м² .

Следует учитывать, что бумаги с плотностью менее 115 г/м² могут создать некоторые проблемы при полноцветной печати с двух сторон: они впитывают много краски и могут коробиться. При их использовании изображения, напечатанные красками темных тонов, необходимо располагать так, чтобы они оказались совмещены оборотными сторонами, — это сделает менее заметным «пробивание» краски. Бумаги же с плотностью более 150 г/м² труднее фальцевать, поэтому перед фальцовкой их подвергают биговке. Фальцы лучше располагать на ненасыщенном участке изображения. Участки, попадающие при обрезке под нож, также должны быть ненасыщенными — нож может вырвать частички краски и они загрязнят изображение.

Светопроницаемость, или непрозрачность является довольно важным показателем бумаги. Высокая светопроницаемость — существенный недостаток, поскольку на такой бумаге становится видимым изображение на оборотной стороне оттиска. Для снижения светопроницаемости в бумагу вводят наполнители, повышающие рассеяние света (например, диоксид титана). Мелованные бумаги с плотностью 90­115 г/м² обладают непрозрачностью в 88­93%. С увеличением плотности бумаги непрозрачность растет. Бумаги с массой больше 200 г/ м 2 практически непрозрачны (98,5­99,9%). На практике эту величину можно легко оценить даже визуально — достаточно сравнить два издания, отпечатанные на материалах разной плотности.

Белизна — это не что иное, как свойство бумаги отражать падающий на нее свет. Известны не менее семи методов определения данного параметра. По российскому ГОСТу показатель белизны характеризуется коэффициентом отражения при длине волны 457 нм. Этот показатель соответствует зарубежному понятию «Brightness». Российский метод измерения справедлив только для бумаг без оптического отбеливателя. Второй показатель («Whiteness») дает возможность использовать полный спектр видимого излучения. Одна и та же бумага может иметь 92% белизны по российскому ГОСТу («Brightness») и 121% при измерении по всему спектру видимого излучения («Whiteness»). Метод CIE дает более высокие значения, чем метод ISO.

Такая характеристика, как шероховатость, или, иначе говоря, гладкость, показывает среднюю высоту микронеровностей бумаги в микронах. Для мелованных бумаг шероховатость поверхности находится в пределах 0,8­3 мкм, что гораздо меньше, чем минимально воспроизводимая офсетной печатью растровая точка. Используя стандартный метод Бекка, измеряют время (в секундах), необходимое для прохождения определенного количества воздуха между бумагой и стеклянной поверхностью. А по методу Бендстена бумагу прижимают тонкостенным стаканом и измеряют объем воздуха в миллиметрах, прошедший за минуту. Последний способ дает наиболее точные показатели. Более гладкие бумаги уменьшают расход печатной краски и повышают качество изображения.

Нанесение на бумагу мелованного слоя. Фабрика M-Real

Не менее важное свойство, присущее мелованной бумаге, — это влажность. Одна из распространенных проблем российских типографий — нарушение температурного режима при хранении бумаги и ее запечатывании. Бумага, не прошедшая длительную (до 24 часов при значительных перепадах температуры) акклиматизацию непосредственно в печатном цехе, может вызвать массу проблем при печати. Обычно равновесная влажность бумаги при относительной влажности 50­60% находится в пределах 5­6%, но возможны и отклонения в ту или другую сторону. Например, бумага с высоким содержанием древесной массы в указанных условиях может иметь влажность до 7%. Некоторые виды мелованной бумаги, наоборот, имеют более низкую влажность вследствие изолирующего влияния покрытий. В большинстве случаев увлажнение мелованной бумаги свыше 6% может привести к слипанию листов. Оптимальные условия для хранения бумаги и ее запечатывания — это относительная влажность воздуха 40­50% и температура 22­23 °С.

Говоря о свойствах мелованных бумаг, необходимо также упомянуть об их стойкости к выщипыванию. При высокой печати на мелованной бумаге иногда возникают проблемы с закреплением краски из­за того, что мелованная бумага активно впитывает связующее вещество, в результате в краску приходится вводить его дополнительное количество. Считается, что мелованная бумага для высокой печати должна иметь значение «4» стойкости поверхности к выщипыванию по Деннисону и не превышать значения «7». Именно при этих значениях обеспечивается оптимальное впитывание краски.

Особенности печати

Важнейшим печатным свойством мелованной бумаги является избирательное впитывание. Пористость ее составляет порядка 30%, а размер пор не превышает 0,03 мкм. Под действием сил капиллярного давления микропоры поверхностного слоя бумаги впитывают преимущественно лишь маловязкий растворитель, входящий в состав печатной краски, а пигмент и пленкообразователь остаются на поверхности бумаги. Это обеспечивает получение яркого четкого красочного изображения на мелованной бумаге.

Для матовой и глянцевой мелованной бумаги даже одинаковой плотности необходимы различные краски. Для высыхания красок на глянцевой мелованной бумаге требуется меньше времени, потому что ее поры впитывают лучше, нежели у матовой. Если краской, использованной для печати на глянцевой бумаге, продолжить печатать на матовой, то впитывание и высыхание займут значительно больше времени. К тому же это может привести к отмарыванию или слипанию отпечатанных листов. Что касается бумаги литого мелования, то в большинстве случаев каких­либо специальных красок не требуется. Тем не менее предпочтительно применять быстросохнущие краски с окислительным закреплением. Лучшие результаты можно получить, используя насыщенные краски, которые следует наносить более тонким слоем. Такой подход позволяет, кроме всего прочего, сократить расход краски.

Бумага готова и нарезана. Фабрика Stora Enso

Традиционно от отмарывания и перетискивания оттиск предохраняется с помощью противоотмарывающего порошка. Слой порошка разделяет листы в стопе, что позволяет воздуху проходить между листами и способствует более быстрому высыханию краски. При печати на мелованной бумаге и нанесении в линию дисперсионного лака можно вообще обойтись без порошка, если машина оборудована удлиненной секцией сушки. При работе с высокоглянцевыми бумагами следует учитывать, что избыточное пыление может сильно снизить глянец оттиска.

Мелованная бумага, предназначенная для офсетной печати, должна быть прочнее подобной бумаги для высокой печати. Это необходимо для того, чтобы выдержать воздействие офсетного вала, а также большое натяжение, оказываемое тонкой пленкой вязкой печатной краски.

При подготовке оригинал­макета издания, тираж которого будет производиться на мелованной бумаге, необходимо учитывать суммарную плотность красок C+M+Y+K. Для мелованной бумаги предельной величиной суммарного красконаложения является 320% (в некоторых случаях — до 360%).

Применение

Область применения мелованной бумаги достаточно широка: это и художественные альбомы, в которых необходимо максимально достоверно воспроизвести все нюансы оригиналов, и дорогие детские издания — иллюстрированные энциклопедии, художественные книги. Конкуренция на этом рынке настолько велика, что малейшая разница в уровне исполнения может стать причиной резкого падения спроса. Кроме того, на мелованной бумаге печатаются цветные вклейки с иллюстрациями и рекламой, различные крупноформатные календари, плакаты, годовые отчеты компаний, журналы, рекламные издания повышенного качества и другие виды печатной продукции, заказчики которой ценят прежде всего высокое качество.

Односторонне мелованные бумаги плотностью от 70 до 120 г/м² используются для изготовления разнообразных этикеток и мягкой упаковки, а плотностью от 100 до 150 г/м²  — для плакатов, постеров и афиш, где рабочей является только одна сторона листа. В настоящее время ряд фирм предлагает специализированную бумагу одностороннего мелования для печати плакатов и постеров, называемую также афишной. Масса таких бумаг, как правило, колеблется от 115 до 150 г/м² . Помимо мелованного покрытия эти бумаги проходят специальную обработку на влагостойкость, непрозрачность и прочность приклеивания, а некоторые из них уже имеют нанесенный на оборотную сторону сухой клеевой слой. Такие бумаги обеспечивают высокую точность передачи изображения, присущую мелованным бумагам, и удовлетворяют специфическим требованиям, предъявляемым к материалам для наружной рекламы. Их разновидностью являются цветные (флюоресцентные) афишные бумаги.

Более плотные бумаги одностороннего мелования (до 450 г/м² ) используются для производства как представительской продукции (визиток, обложек буклетов), так и упаковки.

Также следует упомянуть картоны с мелованным покрытием на основе первичных волокон. Они представляют собой древесную или макулатурную массу, покрытую слоем целлюлозы, на которую и наносится мелованный слой. Если мелование осуществляется только с одной стороны (или на лицевую и тыльную стороны наносится разное количество слоев мелования), то такой картон принято относить к упаковочному сектору — он используется для производства коробок для промышленных и пищевых товаров. Картоны с двусторонним мелованием применяются для изготовления обложек буклетов, визитных карточек, папок. Они могут иметь поверхность как глянцевую, так и с различными вариантами тиснения.

Двусторонне мелованные бумаги используются в основном для изготовления рекламной и представительской продукции, дорогих книг, буклетов, художественных альбомов и прочей подобной продукции. Такая бумага может быть как традиционно белой, так и цветной.

Для листовок, информационных листков прямой почтовой рассылки обычно применяется легкая бумага плотностью от 50 до 90 г/м² , что обеспечивает достаточно низкую себестоимость продукции и небольшой вес письма. Эти бумаги имеют преимущественно однослойное или двухслойное покрытие и древесную массу в основе.

Проспекты и буклеты чаще всего печатаются на бумаге плотностью от 80 до 150 г/м² (обложки для них — на бумаге плотностью 200­250 г/м² ), имеющей многослойное мелованное покрытие. Согласно последним тенденциям в полиграфии для обложки используется глянцевая бумага, а для тетрадей — матовая. Визитные карточки, рекламные папки, карманные календари обычно печатаются на мелованных бумагах плотностью от 200 до 450 г/м² .

Высокоглянцевые бумаги литого мелования наибольшее применение находят при изготовлении визитных карточек, папок, обложек буклетов. Такая бумага выпускается плотностью от 70 до 450 г/м² и часто бывает цветной.

По материалам «Комус ПСКБ» и ГК «Регент»

КомпьюАрт 9'2005