Что мы знаем о бумаге1

Николай Дубина

Трудно представить себе нашу жизнь без полиграфической продукции, так же трудно представить газету, журнал или книгу без бумаги. Недаром старые печатники считали, что если душа книги — ее содержание, то тело книги — это бумага, на которой она напечатана. «Бумага — изобретение не менее чудесное, чем книгопечатание, для которого она служит основой. Развитие бумажного производства шло медленно, и история его покрыта мраком», — говорил известный французский писатель Оноре де Бальзак.

Считается, что бумагу изобрели в Китае во II в. до н.э., а уже в 76-ом году ее применяли для изготовления книг. Из Китая бумага проникла в Японию, а затем через Персию — в Северную Африку, на Кипр; в 1154 году — в Испанию и затем в ряд других стран. Она постепенно стала вытеснять применявшиеся до этого для письма папирус и другие материалы.

Основными операциями при изготовлении бумаги были варка, промывка и измельчение бумажной массы, которое вначале производилось молотками в ручных ступах, затем в ножных толчеях. В XIII-XV веках появились механические толчеи. В конце XVII века в Голландии бумажную массу стали измельчать ножами, насаженными на металлические валы (роллы), заключенные в чане. Измельченную бумажную массу вместе с водой загружали в подогреваемые чаны, из которых ее затем черпали формой, состоящей из прямоугольной рамки с прикрепленной к ней сеткой из проволоки. После того как лишняя вода стекала сквозь сетку, массу выкладывали на листы грубого сукна или войлока. Стопу листов войлока с бумажной массой пропускали через пресс для удаления остатков влаги. Затем листы проклеивали, сушили, обрабатывали молотами, лощили и упаковывали. В 1799 году француз П.Л.Робер предложил механизированный отлив бумаги на непрерывно движущейся бесконечной сетке, расположенной над черпальным чаном. Позднее появилась первая бумагоделательная машина, состоящая из следующих основных частей: сеточной, прессовой, сушильной, отделочной. Для получения отдельных высококачественных видов и бумаги специального назначения до сих пор применяется ручной отлив.

Первые бумажные мельницы появились в Москве, по-видимому, одновременно с началом книгопечатания — в 50-60 годах XVI века. Но впервые производство бумаги, пригодной для печати, было организовано в 1716 году Петром I. До начала XIX века бумагу в России производили ручным способом. В 1818 году на Петергофской бумажной фабрике была установлена одна из первых в России бумагоделательных машин, изготовленная на русских заводах. В 60-х годах XIX века бумагоделательная машина уже состояла в основном из тех же частей, которые имеются в современных машинах. Вместо тряпичного сырья стали использовать древесное. Старые роллы постепенно вытеснялись размалывающими аппаратами непрерывного действия.

Наиболее распространенный способ производства бумаги — «мокрый», который основывается, как правило, на использовании плоско- или двухсеточных бумагоделательных машин. Такая бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой, сушильной частей, каландра (пресса, состоящего из 2—20 валов, между которыми пропускают бумагу) и наката (устройства для наматывания бумаги в рулон). Сеточная часть имеет одну или две бесконечно движущиеся сетки, на которые (в плоскосеточных машинах) или в зазор между которыми (в двухсеточных машинах) непрерывным потоком равномерно по всей их ширине поступает разбавленная водой бумажная масса. При обезвоживании бумажной массы происходит формирование бумажного полотна, которое далее обезвоживается в прессовой части и окончательно высушивается в сушильной части машины. Прессовая часть состоит из нескольких двухвальных (иногда трехвальных) прессов, между валами которых проходит бумажное полотно (находящееся на прессовом сукне). При этом часть влаги из него отжимается. Сушильная часть состоит из двухъярусных батарей сушильных вращающихся цилиндров, обогреваемых изнутри паром. Сырое бумажное полотно, проходя между горячими поверхностями цилиндров и сушильным сукном каждой батареи, высушивается до влажности 5-7%. В конце сушильной части имеется холодильный цилиндр (иногда два) для охлаждения бумаги. Затем бумага проходит каландр, придающий ей машинную гладкость, и наматывается в рулон на накате.

С 1950-х годов в производстве бумаги находят применение полимерные пленки и синтетические волокна, на основе которых выпускают синтетическую бумагу. Такая бумага отличается высокой механической прочностью в сухом и влажном состоянии, хорошей стабильностью линейных размеров при увлажнении, долговечностью, высокой эластичностью. Для отделки бумаги применяются суперкаландры (система вращающихся с разной скоростью валов, между которыми под давлением пропускают увлажненное бумажное полотно), обеспечивающие более ровную гладкую поверхность и глянец. Такая бумага называется каландрированной (глазированной) и высококаландрированной (если она дважды пропускается через суперкаландр). Для придания бумаге глянца (для получения лощеной бумаги) бумажное полотно пропускают через лощильный (или фрикционный) каландр, валы которого совершают возвратно-вращательное движение, не оказывая большого давления на бумагу.

В качестве основных компонентов композиционного состава бумаги используют волокна растительного происхождения, выделяемые из древесины хвойных и лиственных пород, из стеблей однолетних растений, семенных коробочек и листьев некоторых растений. В зависимости от метода производства, выхода гемицеллюлоз (веществ, сходных с целлюлозой, но с меньшей молекулярной массой) и лигнина (инкрустирующего вещества), получают различные полуфабрикаты: древесную массу, полухимическую массу (полуцеллюлозу), небеленую, беленую и облагороженную целлюлозу.

Для снижения гидрофильности и гигроскопичности (впитывания при смачивании и поглощения воды из воздуха) бумагу проклеивают гидрофобными (с водоотталкивающими свойствами) смолами и парафинами. Для повышения прочности, гладкости (уменьшения ворсистости), стойкости к выщипыванию (липкой краской при печатании) и истиранию наиболее эффективна поверхностная проклейка в клеильных прессах крахмальным, карбоксиметилцеллюлозным и др. клеями. Проклейка необходима для офсетной, карто-графической, фототипной, форзацной, обложечной, чертежной, писчей и др. бумаг, которые увлажняются в процессах полиграфического производства (при печатании, склеивании) или при пользовании. В зависимости от степени проклейки различают бумагу слабо-клееную, клееную и высококлееную. В бумажную массу вводят наполнители — белые порошкообразные нерастворимые в воде минеральные вещества: каолин, сернокислый барий, тальк, двуокись титана и др. Они повышают белизну, гладкость и непрозрачность бумаги, делают ее более мягкой, легко деформируемой (пластичной), но и менее прочной.

Повышенное содержание наполнителей (зольность) необходимо бумаге для высокой печати, так как повышенная пластичность позволяет снизить давление для хорошей пропечатки оттиска, а при глубокой печати — для лучшего впитывания и снижения растекаемости жидкой краски на оттисках. Белая пигментно-клеевая композиция наносится на поверхность мелованной бумаги для получения высокой гладкости и глянца, что необходимо в производстве рекламных и высококачественных иллюстрированных многокрасочных изданий. По содержанию наполнителей различают мало-, среднезольную, повышенной зольности и высокозольную бумагу. Бумагу машинной гладкости, имеющую матовую поверхность, применяют преимущественно для печатания текстовых или содержащих штриховые иллюстрации изданий, а каландрированную и высококаландрированную — для изданий, содержащих тоновые (растровые) иллюстрации. Важнейшие показатели — масса бумаги площадью 1 м2, толщина, плотность, прочность, гладкость, пористость, белизна, непрозрачность, оттенок, стоимость и др. Листовая и рулонная бумага для печати выпускается с массой площади
40-250 г/м2. Ниже приведены характеристики некоторых видов бумаг, применяемых в издательском деле и полиграфии.

Типографская (для высокой печати) — 50-70 г/м2, на основе древесной целлюлозы или с добавлением 20-75% древесной массы, белая, малоклееная, среднезольная или повышенной зольности, машинной гладкости, каландрированная или высококаландрированная. Предназначена для печати текстовой и иллюстрационно-текстовой продукции. Бумага с массой площади
40-50 г/м2, чистоцеллюлозная или с небольшим добавлением древесной массы, повышенной зольности, малоклееная, каландрированная, с органической прозрачностью предназначена для печатания справочников и других книг с большим количеством текста.

Офсетная — 60-250 г/м2, чистоцеллюлозная или с содержанием до 75% древесной массы, белая, клееная, с хорошей стойкостью поверхности к выщипыванию, низкой деформацией при увлажнении, машинной гладкости или каландрированная. Предназначена для печатания иллюстрационно-текстовых изданий и изобразительной продукции офсетным способом.

Для глубокой печати — 60-220 г/м2, чистоцеллюлозная, белая слабоклееная, высокозольная, обладающая ровной сомкнутой (мелкопористой) поверхностью, каландрированная. Предназначена для печатания иллюстрационно-текстовых изданий и изобразительной продукции.

Газетная — 45-49 г/м2, низкозольная, неклееная, машинной гладкости, в композиции преобладает древесная масса. Предназначена для печатания газет и приложений к ним, массовых брошюр способами высокой и офсетной печати.

Мелованная — с пигментированно-клеевым покровным слоем (мелованным), нанесенным на волокнистую чистоцеллюлозную или содержащую древесную массу бумагу — основу для получения микропористой и микрошероховатой поверхности. Различают бумагу одно- и двукратного мелования, с одно- и двусторонним покрытием мелованным слоем. Предназначена для печатания одно- и многокрасочной изобразительной продукции, различных иллюстрационно-текстовых изданий способами высокой, офсетной и глубокой печати. Разновидность — тонкая мелованная бумага 60-70 г/м2, предназначена для издания массовой иллюстрационно-текстовой продукции способами офсетной и глубокой печати.

Обложечная — светопрочная, чистоцеллюлозная или с содержанием до 40% древесной массы, клееная, малозольная бумага с небольшими усадкой и скручиваемостью при одностороннем увлажнении, каландрированная и машинной гладкости. Предназначена для изготовления обложек (140-200 г/м2) и склейки переплетных крышек (80-120 г/м2).

Форзацная — клееная, среднезольная бумага 80-160 г/м2, чистоцеллюлозная, машинной гладкости или каландрированная, отличается повышенным сопротивлением излому, ограниченной скручиваемостью после одностороннего увлажнения. Предназначена для изготовления форзацев книг.

Картографическая — 85-160 г/м2, композиция на основе древесной целлюлозы и из хлопкового линта (отхода хлопкового производства), малозольная, клееная, машинной гладкости или каландрированная, прочная в сухом и влажном состоянии, повышенной белизны. Предназначена для печатания гидро-, топо-, географических и других карт и атласов офсетным способом.

Писчая — 45-80 г/м2, чистоцеллюлозная (с добавлением целлюлозы из хлопкового линта) или содержащая небольшую часть древесной массы, белая или цветная, клееная, машинной гладкости или каландрированная. Предназначена для изготовления бланков, унифицированных систем документации, бумажно-беловых изделий, бумаг потребительских форматов, школьных тетрадей и т.п.

Документная — на основе льнопеньковых и хлопковых волокон, малозольная, высококлееная, иногда с водяными знаками, долговечная, стойкая к механическим воздействиям. Предназначена для печатания денежных знаков, облигаций, банковских чеков и других документов.

Афишная и билетная — белая или цветная, малозольная, слабо-клееная, машинной или односторонней гладкости. Предназначена для печати афиш, билетов, абонементных талонов, бланков способом высокой печати.

Баритованная — белая или подцвеченная красителем толстая бумага с баритовым (из сернокислого бария) покровным слоем, нанесенным на чистоцеллюлозную, малозольную, высококлееную основу повышенной белизны для улучшения качества поверхности. Используется в качестве основы фотобумаги.

Ватманская (ватман) — белая чертежная высокосортная ручного отлива, на основе механически обработанного тряпья (тряпичной полумассы), с поверхностной проклейкой. Отличается большим сопротивлением к истиранию и шероховатой поверхностью. Предназначена для чертежных работ, выполняемых карандашом, тушью и акварельными красками.

Веленевая — белая писчая высокосортная бумага. Используется для рисования миниатюр, пастельной живописи, графических работ, изданий улучшенного типа.

Верже — белая или цветная чистоцеллюлозная высокосортная
с водяными знаками в виде близко расположенных узких полос, иногда пересеченных, под прямым углом к машинному направлению, редко расположенными полосами. Предназначена для изготовления подарочных изданий, а также форзацев и суперобложек книг.

Эстампная — бумага с ограниченной линейной и остаточной деформацией при увлажнении. Предназначена для печатания художественных гравюр.

Этикеточная — 45-120 г/м2, малоклееная или клееная, одно- или двусторонней гладкости, односторонне мелованная, с ограниченными поверхностной впитываемостью, линейной деформацией при увлажнении и скручиваемостью при одностороннем смачивании водой. Предназначена для печатания этикеток способами высокой и офсетной печати.

Крафт-бумага — особый вид оберточной бумаги на основе очень крепкой, так называемой крафт-целлюлозы. Отличается высокой механической прочностью. Предназначена для обертки, упаковки.

В представленном сегодня обзоре мы намеренно не стали рассматривать известные марки бумаг из коллекций Metsa-Serla, MoDo или российских компаний-оптовиков «Александр Браун», «Берег», «Регент», а также стандарты ISO или JIS. Все это — темы для отдельных статей, которые журнал «КомпьюАрт» планирует опубликовать в будущих номерах.

КомпьюАрт 6'2000