Дефекты бумаги

Как определить некачественную продукцию? В чем заключаются основные отрицательные свойства бумаги? Какие проблемы могут возникнуть при печати и как их разрешить?

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 её использование потребителями, то бумагу бракуют, а отрицательные её свойства именуют дефектами. Влияние отрицательных свойств бумаги обычно выражается в снижении показателей качества, предусмотренных нормами стандартов на бумагу или изделий из неё: недостаточной механической прочности, низких показателях специфических свойств бумаги. Может быть также отмечено ухудшение внешнего вида бумаги или изделий из неё: наличие сорности, пятен, отверстий, морщин, складок, облачного просвета, разнооттеночности и др. Все эти и другие отрицательные свойства бумаги (колебания по влажности, толщине, массе 1 м2, волнистость и скручиваемость бумаги, скопление статического электричества и пр.) снижают выход качественной продукции. В существующих условиях производства указанные отрицательные свойства бумаги неизбежны. Но дефектами они становятся лишь в случае, если величена показателей этих свойств выходит за пределы норм, предусмотренных соответствующими техническими требованиями для данного вида продукции. Например, если для какого-то вида бумаги допустимо колебание массы 1 м~ в пределах +2.5 % от номинала, то бумага этого вида считается дефектной, если колебания её массы превышают указанную величину.

Понятие о качестве бумажной продукции не является постоянным во времени. Та продукция, которая в какой-то период времени считалась вполне качественной, может оказаться в будущем дефектной в связи возросшими требованиями потребителей. Причины этих возросших требований могут быть различными: возросшие 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 в определённый период времени характеризуется совокупностью свойств, определяющих её пригодность для практического использования по целевому назначению в рассматриваемый период времени.

Иногда при хранении бумаги с покровным слоем в кипах или 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, 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.

Возникновение дефектов бумаги возможно и от неправильного её использования потребителями при хранении бумаги, при нанесении на её поверхность печати или при других видах её использования, а также в процессах переработки бумаги.

Одно и то же свойство для некоторых видов бумаги желательно, но для других может оказаться дефектом. Так, прозрачность является положительным свойством для прозрачных видов бумаги, на которых может быть осуществлена двухсторонняя 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 фильтрованной или промокательной бумаги, но это будет дефектом для тех видов бумаги, которые предназначены для письма и должны быть проклеены канифольным клеем. Жёсткость - важнейшее потребительское свойство многих видов бумажной тары, но отрицательное свойство для большинства видов изделий из бумаги санитарно-бытового назначения (салфеток, носовых платков, пелёнок и пр.).

Колебания массы 1 м2 бумаги.

Чем более равномерной 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. Поддерживание постоянства массы 1 м изготовляемой бумаги - важная задача технологов-бумажников. Допустимые колебания массы 1 м2 регламентируются нормами действующих стандартов, и бумага с колебаниями массы 1 м , выходящим за пределы норм стандарта, не является кондиционной. Чрезмерно низкая масса 1 м2 бумаги связано часто с её ослаблением, повышением светопроницаемости (что нежелательно для писчей бумаги или бумаги для печати) и ухудшением других потребительских свойств бумаги. Чрезмерно высокая масса 1 м2 также часто ухудшает её потребительские свойства и прежде всего приводит к перерасходу волокон, применяемых для изготовления бумаги. Поэтому желательно вырабатывать бумагу с нормой массы 1 м2, соответствующей нижнему пределу, допускаемому стандартом.

Скручиваемость и волнистость.

Повышенная скручиваемость бумаги в значительной степени затрудняет её применение потребителями и может служить, например, одной из причин брака беловых товаров: блокнотов, записных книжек, альбомов, тетрадей и др. Перфокарты, используемые при механизированном машинном счёте, должны быть плоскими, так как заметная их скручиваемость вызывает нарушение нормальной работы машин, через которые они проходят.

Скручиваемость бумаги в большинстве случаев является одним из видов проявления её 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 больше различие во влажности обеих сторон бумаги, тем сильнее проявляет себя скручивание. Дело в том, что растительные волокна при полном их набухании увеличиваются по длине всего на 1-2%, а в тех же условиях по ширине на 20 - 30 %. 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 более пористой и влагопроницаемой является матовая сторона листа. Именно эту сторону у такого рода бумаги (бумаги для спичечных коробков, афишной и др.) смачивают клеем.

Волнистость и скручиваемость бумаги явления во многом сходные, основные причины их возникновения:

• Неоднородность влажности бумаги, массы 1 м2, просвета, распределения наполняющих и проклеивающих веществ.
• Различие в свойствах верхней и сеточной сторон.
• Неравномерное и чрезмерно высокое натяжение бумажного полотна на бумагоделательной машине.
• Сильная канифольная проклейка.
• Повышенные усадка и деформация.
• Жирный помол массы с наличием фибриллированных волокон.
• 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.
• Свисание края бумаги при её хранении на стеллажах или в кипах.

Пылимость и выщипывание с поверхности

Наиболее отрицательным свойством бумаги, особенно для печатных видов, является её пылимость.

Пылимость характеризуется, с одной стороны, отделением с её поверхности или с кромок под влиянием механических воздействий (трения, перегиба, удара) мелких обрывков волокон, а также частиц наполнителя, проклеивающих веществ или красителей. С другой стороны, 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 чёткой или, как говорят полиграфисты, "рябой". Бумажная пыль прилипает к печатной форме, забивает её, возникает необходимость часто останавливать печатную машину для чистки печатных форм и валов. Минеральная же пыль (частицы наполнителя) вследствие своего абразивного действия разрушающим образом влияет на печатную форму, особенно при глубоком способе печати.

Иногда трудно разграничить пыление бумаги от выщипывания при печати с её 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 могут наблюдаться как местные отделения покровного слоя, так и отдельные волокна и частицы наполнителя, что говорит о недостаточной связанности структуры бумаги-основы.

Выщипывание бумаги наиболее вероятно при офсетном способе печати, при котором резиновое полотно печатной формы плотно прилегает к поверхности увлажненной бумаги. При его отделении от поверхности бумаги возникают значительные усилия отрыва. При этом нельзя однозначно сказать, что выщипывание происходит только из-за качества бумаги. Порой это происходит и по причине использования 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, как следствие, вязкость и липкость её возрастают, опасность выщипывания усиливается).

Из сказанного видно, что явления пыления бумаги и выщипывания печатной краской волокон поверхностного слоя часто в своей основе имеют одну и ту же причину -недостаточную прочность поверхности бумаги.

Электризация бумаги

В целлюлозно-бумажной промышленности электризация бумаги характеризуется электростатическим зарядом бумаги, который вызывает слипание листов.

В типографиях применение бумаги, заряженной статическим электричеством, вызывает серьёзные затруднения из-за слипания отдельных листов бумаги. Наэлектризованность бумаги часто является причиной невозможности нанесения 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.

Разносторонность

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 её 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.

Воздушные пузыри и пятна

При отливе бумажного полотна одним из нежелательных компонентов массы является воздух. Воздушные пузыри в бумаге легко обнаружить при рассмотрении её на просвет. Они выглядят в виде просвечивающих пятен круглой формы.

Бумага с воздушными пузырями из-за 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 и часто наблюдается расслоение картона. Установлено также, что наличие в бумажной массе большого количества воздуха приводит к снижению механической прочности бумаги; снижается её гладкость, ухудшается структура листа, растёт воздухопроницаемость.

Появление пятен на бумаге связано с попаданием в бумажную массу или на поверхность бумаги различного рода посторонних включений: сор, костра, масло, краски, частицы угля, слизь, смола.

ДЕФЕКТЫ ПРИ ПЕЧАТИ

Несоблюдение технологических режимов подготовки машин к печатанию, применение материалов, не отвечающих технологическим требованиям, и неправильная их подготовка, недостаточный контроль за процессом печатания приводят к неполадкам при печатании продукции и снижению её качества.  

Основные дефекты, возникающие при печатании на листовых и рулонных машинах:

• образование царапин на хромовом покрытии биметаллических форм, воспроизводимых на оттиске; причина:
  неосторожное обращение с формой при её установке, наличие абразивных частиц в губках и тампонах, используемых для обработки форм
• невосприятие печатной краски слоем краски на оттиске, отпечатанным ранее; причина:
  пересушивание раннее отпечатанных оттисков, длительное пролёживание тиража, избыток сиккатива в краске
• образование статического электричества, что приводит к подаче самонакладом двух листов и к усилению отмарывания; причина:
  большая сухость бумаги и низкая относительная влажность в цехе
• накапливание краски на резинотканевой пластине при печатании на многокрасочных машинах; причина:
  быстрое впитывание связующего краски бумагой, печатные свойства самих красок
• выщипывание поверхности бумаги в процессе печатания; причина:
  недостаточная прочность поверхностного слоя бумаги, повышенная липкость краски, повышенная липкость поверхности резинотканевой пластины, слишком большое давление между офсетным и печатным цилиндрами
• плохое закрепление краски на оттиске; причина:
  несоответствие свойств печатной краски свойствам применяемой при печатании бумаги, большое содержание воды в краске, повышенная кислотность увлажняющего раствора, повышенная влажность бумаги или воздуха, пониженный рН бумаги
• образование лёгкой сплошной тени на оттисках; причина:
  применение жирной или жидкой краски, избыточная подача краски, зажириваие пробельных элементов из-за плохой гидрофилизации формы, неправильная регулировка рН увлажняющего раствора
• недостаточная насыщенность оттиска; причина:
  излишняяя подача увлажняющего раствора, недостаточная подача краски на форму, плохое качество печатной формы, ослабление давления, высокая кислотность увлажняющего раствора, абразивное действие бумаги, плохое натяжение декеля
• разнооттечность оттисков при печатании тиража; причина:
  частые остановки машины в процессе печатания, нетщательно смыта предыдущая краска с красочного аппарата, неравномерное увлажнение печатной формы, плохая регулировка подачи краски, применение красок, не соответствующих по печатным свойствам данной работе
• общая пятнистость оттисков,удлинённая точка на растровом изображении; причина:
  резинотканевая пластина впитывает растворитель, что приводит к набуханию и размягчению её поверхности
• несовмещение на оттиске изображений, печатаемых отдельными красками на двух-и многокрасочных машинах; причина:
  плохая приладка печатных форм, неправильно подобранная толщина декеля, недостаточное натяжение резинотканевой пластины, слабый прижим клапанов печатного цилиндра, плоскостность бумаги, применение волнистых коробленных листов, пересушенная бумага, косо подрезанная бумага, неправильное качение цилиндров печатного аппарата
• непропечатка на оттиске отдельных деталей изображения; причины:
  неустойчивость печатающих элементов на отдельных участках формы, наличие на отдельных участках формы или резины плохо смытого слоя защитного коллоида, образование на поверхности резинотканевой пластины вмятин или продавленных участков, неравномерность толщины декеля, дефекты на поверхности накатных красочных валиков, налипание краски на печатные цилиндры
• образование продольных полос на оттисках ("полошение"); причины:
  биение накатных красочных или увлажняющих валиков, наличие грубых швов на увлажняющих валиках, люфт в шестернях раскатных цилиндров, износ подшипников печатных цилиндров, слабо натянутый декель, грязные или сухие увлажняющие валики
• изображение, отпечатанное ранее, проявляется на светлых участках оттиска; причина:
  неудовлетворительная смывка резинотканевой пластины, поверхность пластины набухла, впиталось связущее краски и может происходить зажиривание пробельных элементов формы, с которой печатают позже
• двойное изображение печатных элементов на оттиске; причины:
  завышенная толщина декеля, высокое давление, ослабление натяжения или набухание поверхности с образованием рельефа на резинотканевой пластине. Двоение может происходить из-за коробления бумаги, неодинаковой деформации листов, неплотного прижима листов захватами
• исчезновение глянца на оттиске после высыхания краски или неравномерный глянец; причины:
  матовость бумаги, избыточная впитывающая способность бумаги, пробивание красочного слоя с лицевой стороны оттиска на оборотную сторону, неравномерное высыхание краски
• слой краски на оттиске не прочен на истирание. В процессе проведения брошюровочно-переплетных операций происходит перетискивание и смазывание краски ("осыпание" краски); причины:
  связующее краски впиталось в бумагу, в то время как пигмент остался в порошкообразном состоянии на поверхности оттиска
• образование морщин на листах (оттисках); причины:
  волнистость бумаги из-за плохих условий её хранения. Бумага впитывает влагу и становится волнистой по краям или коробится во время печатания под давлением, на этих местах образуются морщины (складки). Небольшие складки вызваны неравномерным растяжением бумаги
• волнистость краёв бумаг; причина:
  набухание бумаги у краёв, большая сухость бумаги и большая влажность воздуха в производственном помещении. Если бумага переохлаждена при транспортировке, после распаковки в тёплом помещении на боковых поверхностях стопы конденсируется влага и это вызывает деформацию краёв бумаги
• скручивание листов, в особенности у задней кромки, что осложняет стапелирование бумаги и ведёт к отмарыванию оттисков; причины:
  чрезмерно высокое давление между офсетным и печатным цилиндрами, липкая поверхность резинотканевой пластины, печатание вязкой краской на тонкой бумаге, высокая гигроскопичность бумаги, печатание на бумаге полос-плашек параллельно оси цилиндров
• отмарывание печатной краски, т.е. перетискивание свежеотпечатанной краски на оборотную сторону листа, лежащего сверху. Сильное отмарывание сопровождается склеиванием оттисков; причины:
  плохое впитывание связующего красок, небрежное обращение с только что отпечатанной продукцией, плохо отрегулировано приёмное устройство, большая подача краски и наложение нескольких красок одна на другую, скручивание бумаги, что вызывает отмарывание задней кромки листа, применение маловпитывающей бумаги
• несовмещение красок при повторных прогонах бумаги в машине; причины:
  неправильная подача листов бумагопроводящей системой, деформация бумаги