Дурная слава: дефекты бумаги

Немного теории

Причины появления дефектов

Виды дефектов

Проблемы, возникающие при печати на бумаге с дефектами

Дефекты и отрицательные свойства бумаги могут привести к некоторым проблемам при печати полиграфической продукции. Чтобы избежать возможных осложнений, нужно иметь некоторое представление о недостатках тех или иных сортов бумаги.

Немного теории

Влияние негативных свойств бумаги обычно заключается в снижении показателей качества, предусмотренных нормами стандартов на бумагу или изделий из нее, — в недостаточной механической прочности, низких показателях специфических свойств бумаги и пр. В случае если величина показателей некоторых свойств бумаги выходит за пределы норм, предусмотренных техническими требованиями для соответствующего вида бумаги, невозможно употребление бумаги по целевому назначению или же затрудняется ее использование потребителями, то бумагу бракуют, а отрицательные ее свойства именуют дефектами.

Помимо этого может быть отмечено ухудшение внешнего вида бумаги или изделий из нее: наличие сорности, пятен, отверстий, морщин, складок, облачного просвета, разнооттеночности и т.д. Все эти и другие негативные характеристики бумаги (колебания по влажности, толщине, массе 1 м², волнистость и скручиваемость бумаги, скопление статического электричества и пр.) безусловно сказываются на ухудшении изменения качества продукции. В существующих условиях производства указанные недостатки бумаги неизбежны. Но дефектами они становятся лишь в случае, если величина показателей этих свойств выходит за пределы норм, предусмотренных соответствующими техническими требованиями для данного вида продукции. Например, если для какого­то вида бумаги допустимо колебание массы 1 м в пределах +2,5% от номинала, то бумага этого вида считается дефектной при колебаниях ее массы выше указанной величины.

Проверка качества бумаги на одной из фабрик M-Real (фото: M-Real Image Bank)

Понятие о качестве бумажной продукции со временем меняется. Та продукция, которая в какой­то период времени считалась вполне качественной, может оказаться в будущем дефектной в связи с возросшими требованиями потребителей. Причины изменения требований могут быть различными: повышенные эстетические потребности населения, использование потребителями более совершенных и производительных машин для переработки бумаги или другие изменения в технологии обработки, переработки или непосредственного использования бумаги и пр. Поэтому качество бумажной продукции характеризуется совокупностью свойств, определяющих ее пригодность для практического использования по целевому назначению в рассматриваемый период времени.

Иногда при хранении бумаги с покровным слоем в кипах или в рулонах наблюдается слипание сопряженных поверхностей бумаги. При разделении прилипших друг к другу поверхностей они теряют лоск. Если бумага была лакированной, часто при этом полностью или частично отрывается слой лака. Слипанию способствуют: повышенное давление между сопряженными поверхностями, высокая температура или влажность окружающей среды, наличие остатков растворителя в покровном слое бумаги, увеличение содержания в этом слое пластификаторов, а также наличие мономерных или низкомолекулярных компонентов в связующем покровного слоя.

Причины появления дефектов

Возникновение дефектов бумаги возможно и по причине неправильного ее хранения, запечатывания, при нанесении на ее поверхность печати или других видов ее использования, а также в процессе переработки бумаги. Одно и то же свойство для некоторых видов бумаги будет желательным, а для других может оказаться дефектом. Так, прозрачность является положительным свойством для прозрачных видов бумаги, на которых может быть осуществлена двусторонняя печать. Отсюда очевидно, что применение древесной массы и каолина в композиции некоторых видов бумаги для печати желательно с целью снижения просвечивания текста на противоположную сторону листа. Однако это недопустимо при выработке высокопрозрачных видов бумаги.

Высокая впитывающая способность необходима для фильтровальной или промокательной бумаги, но это будет дефектом для тех видов бумаги, которые предназначены для письма, поэтому они должны быть пропитаны канифольным клеем.

Жесткость — важнейшее потребительское свойство многих видов бумажной тары, но недостаток для большинства видов изделий из бумаги санитарно­бытового назначения (салфеток, носовых платков, пеленок и пр.).

Виды дефектов

Чем более постоянной поддерживается масса 1 м² бумаги, тем, как правило, более равномерной оказывается бумага и по другим показателям качества: влажности, толщине, плотности, просвету, показателям механической прочности и др. Поддержание постоянства массы 1 м изготавливаемой бумаги — важная задача технологов­бумажников. Допустимые колебания массы 1 м² регламентируются нормами действующих стандартов, и бумага с колебаниями массы 1 м², выходящими за пределы норм стандарта, не является кондиционной. Чрезмерно низкая масса 1 м² бумаги зачастую обусловливает ее ослабление, повышение светопроницаемости (что нежелательно для писчей бумаги или бумаги для печати) и ухудшение других потребительских свойств бумаги. Очень высокая масса 1 м² также ухудшает ее потребительские свойства и прежде всего приводит к перерасходу волокон, применяемых для ее изготовления. Поэтому желательно вырабатывать бумагу с нормой массы 1 м², соответствующей нижнему пределу, допускаемому стандартом.

Повышенная скручиваемость бумаги значительно затрудняет ее применение потребителями и может служить, например, одной из причин брака беловых товаров: блокнотов, записных книжек, альбомов, тетрадей и др. Или, к примеру, при изготовлении перфокарт, используемых при механизированном машинном счете, должна применяться бумага без указанного дефекта, поскольку заметная их скручиваемость вызывает нарушение нормальной работы машин, через которые они проходят.

Скручиваемость бумаги в большинстве случаев является одним из видов проявления ее разносторонности. Чем больше различие в ориентации волокон на сторонах бумажного листа при одной и той же массе 1 м² бумаги и при всех прочих равных условиях, а также чем сильнее различается влажность обеих сторон бумаги, тем заметнее проявляет себя скручивание. Дело в том, что растительные волокна при полном их набухании увеличиваются по длине всего на 1­2%, а в тех же условиях по ширине — на 20­30 %. 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 (бумага для спичечных коробков, афишная и др.) более пористой и влагопроницаемой является матовая сторона листа — именно поэтому ее смачивают клеем.

Волнистость и скручиваемость бумаги — явления во многом сходные, основные причины их возникновения одинаковы: неравномерная влажность бумаги, неоднородность массы 1 м², просвета, распределения наполняющих и проклеивающих веществ. Причина также может быть в различии в свойствах верхней и сеточной сторон, неравномерном и чрезмерно высоком натяжении бумажного полотна на бумагоделательной машине, сильная канифольная проклейка, повышенные усадка и деформация и жирный помол массы с наличием фибриллированных волокон. Существует еще несколько факторов, которые могу стать причиной возникновения волнистости и скручиваемости бумаги, — это различная влажность сушильных сукон в соответствующих группах верхнего и нижнего рядов сушильных цилиндров, механическое скручивание при длительном хранении бумаги в рулонах, хранение чрезмерно влажной бумаги при сухом воздухе или пересушенной бумаги во влажном воздухе либо свисание края бумаги при ее хранении на стеллажах или в кипах.

Наибольшим недостатком бумаги, особенно для печатных видов, является ее пылимость. Во­первых, пылимость характеризуется отделением с ее поверхности или с кромок под влиянием механических воздействий (трения, перегиба, удара) мелких обрывков волокон, а также частиц наполнителя, проклеивающих веществ или красителей. Во­вторых, 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 четкой или, как говорят полиграфисты, «рябой». Бумажная пыль прилипает к печатной форме, забивает ее, возникает необходимость часто останавливать печатную машину для чистки печатных форм и валов. Минеральная же пыль (частицы наполнителя) вследствие своей абразивности действия разрушающе воздействует на печатную форму, особенно при глубоком способе печати.

Иногда трудно разграничить пыление бумаги от выщипывания при печати с ее 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. В случае использования мелованной бумаги можно наблюдать как местное отделение покровного слоя, так и отдельных волокон и частиц наполнителя, что говорит о недостаточной связанности структуры бумаги­основы.

Выщипывание бумаги наиболее вероятно при офсетном способе печати, в этом случае резиновое полотно печатной формы плотно прилегает к поверхности увлажненной бумаги. При его отделении от поверхности бумаги возникают значительные усилия отрыва. Утверждать однозначно, что выщипывание действует разрушающе только из­за качества бумаги, нельзя — порой это может быть вызвано использованием густых, вязких и липких красок. Необходимо учитывать также толщину наносимого слоя краски (чем тоньше слой, тем меньше выщипывание), скорость печатания и другие особенности нанесения печати (сроки хранения краски, низкая температура, при которой вязкость и липкость ее возрастают и опасность выщипывания усиливается).

Явления пыления бумаги и выщипывания печатной краской волокон поверхностного слоя часто имеют одну и ту же причину — недостаточная прочность поверхности бумаги.

Пробная печать на новой бумаге на фабрике Oulu концерна StoraEnso (фото: StoraEnso Image Bank)

В целлюлозно­бумажной промышленности электризация бумаги характеризуется электростатическим зарядом бумаги, вызывающим слипание листов. В типографиях применение бумаги, заряженной статическим электричеством, вызывает серьезные затруднения из­за слипания отдельных листов бумаги. Наэлектризованность бумаги часто является причиной невозможности 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.

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 ее 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.

При отливе бумажного полотна одним из нежелательных компонентов массы является воздух. Воздушные пузырьки в бумаге легко обнаружить при рассмотрении ее на просвет — они выглядят как просвечивающие пятна круглой формы. Бумага с воздушными пузырями из­за своей неоднородности неравномерно воспринимает печатную краску, что отрицательно сказывается на качестве печати.

При выработке многослойного картона наличие воздуха в бумажной массе приводит к заметному снижению межслоевой прочности, вследствие чего зачастую происходит расслоение картона. Установлено также, что наличие в бумажной массе большого количества воздуха способствует уменьшению механической прочности бумаги, снижается ее гладкость, ухудшается структура листа, растет воздухопроницаемость.

Появление пятен на бумаге связано с попаданием в бумажную массу или на поверхность бумаги разного рода посторонних включений: сора, костры, масла, красок, частиц угля, слизи, смолы.

Проблемы, возникающие при печати на бумаге с   дефектами

Применение материалов, не отвечающих технологическим требованиям, и неправильная их подготовка, недостаточный контроль за процессом печатания приводят к неполадкам при печатании продукции и снижению ее качества. Далее мы расскажем об основных дефектах, возникающих при печатании на «проблемных» бумагах на листовых и рулонных машинах.

Весьма распространенная проблема — выщипывание поверхности бумаги в процессе печатания. Причиной может послужить недостаточная прочность поверхностного слоя бумаги, повышенная липкость краски, повышенная липкость поверхности резинотканевой пластины или слишком большое давление между офсетным и печатным цилиндрами.

Исчезновение глянца на оттиске после высыхания краски или неравномерный глянец может возникнуть из­за избыточной впитывающей способности бумаги, пробивания красочного слоя с лицевой стороны оттиска на оборотную сторону и неравномерного высыхания краски.

Если на оттисках образуются морщины, то, скорее всего, причина кроется в волнистости бумаги, возникшей вследствие плохих условий ее хранения. Бумага впитывает влагу и становится волнистой по краям или коробится во время печатания под давлением, и на этих местах образуются морщины (складки). Небольшие складки вызваны неравномерным растяжением бумаги.

Еще одна проблема, связанная с деформацией бумаги, — волнистость ее краев. Причиной этого могут быть набухание бумаги у краев, большая сухость бумаги и высокая влажность воздуха в производственном помещении. Если бумага переохлаждена при транспортировке, после распаковки в теплом помещении на боковых поверхностях стопы конденсируется влага, что и вызывает деформацию краев бумаги. Деформация бумаги также может привести к несовмещению красок при повторных прогонах бумаги в машине.

Скручивание листов, в особенности у задней кромки, осложняет стапелирование бумаги и ведет к отмарыванию оттисков. Появиться оно может из­за чрезмерно высокого давления между офсетным и печатным цилиндрами, липкой поверхности резинотканевой пластины, печатания вязкой краской на тонкой бумаге, высокой гигроскопичности бумаги или же при печатании на бумаге полос­плашек параллельно оси цилиндров.

Редакция выражает благодарность холдингу «Регент» за предоставление информации.

КомпьюАрт 1'2006