Descrierea planului unei foi albe de hârtie. Proprietățile de bază ale hârtiei tipărite

Atenţie! Administrația site-ului rosuchebnik.ru nu este responsabilă pentru conținutul dezvoltărilor metodologice, precum și pentru conformitatea dezvoltării cu standardul educațional de stat federal.

Participant: Musin Aidar Rustamovici
Șef: Vagapova Nailya Romanovna

Introducere

În acest moment, viața umană normală este imposibilă fără utilizarea șervețelelor, deoarece fără participarea lor este imposibil să se organizeze o singură sărbătoare, aniversare sau orice alt eveniment special la un nivel decent. Este general acceptat că cu cât calitatea șervețelelor este mai mare, cu atât este mai mare statutul social al persoanei care le folosește pentru orice eveniment. Ele variază în culoare și dimensiune, sunt netede și în relief, cu un singur strat și cu mai multe straturi și au densități de suprafață diferite. Când cumpărăm șervețele dintr-un magazin, ne întrebăm în mod constant: „Sunt de bună calitate?”

Scopul lucrării: studiază caracteristicile fizice și proprietățile șervețelelor de hârtie și identifică-le pe cele de cea mai bună calitate.

Obiect de studiu: servetele de hartie de diferite marci si tipuri.

Subiect de studiu: caracteristicile fizice (grosime, densitatea bazei, structura internă) și proprietățile (rezistență, absorbție, capilaritate) ale șervețelelor.

Obiectivele cercetării:

Faceți o clasificare a șervețelelor.
Studiați caracteristicile fizice (grosime, densitatea bazei, structura internă) și proprietățile șervețelelor (rezistență mecanică, absorbție, capilaritate).

Metode de cercetare:

Materiale de studiu pe această temă.
Efectuarea de observații și experimente.

§ 1. Principalele caracteristici ale servetelelor

Producția de șervețele de hârtie a apărut în Japonia în secolul al XIX-lea. Ca tot ce este nou, aceste produse erau destul de scumpe, iar hârtia de atunci nu era ieftină. Șervețelele de hârtie au devenit populare în anii 70 ai secolului trecut datorită germanilor. Practic, în Germania, au decis să pună producția în funcțiune pentru a face șervețele de hârtie la prețuri accesibile. Setea de confort și curățenie a depășit estetica, ceea ce a permis să apară în fiecare casă șervețele de hârtie, și pentru bani puțini.

Să ne uităm la principalele caracteristici ale șervețelelor de hârtie.

Geometric: porozitate, netezime, masa 1m2 (densitatea bazei), uniformitatea structurii.

Mecanic: rezistență la tracțiune.

sorbtiv: absorbanta.

Porozitate afectează direct absorbția hârtiei. Hârtia este un material poros-capilar și se face distincția între macro și microporozitate. Macroporii, sau pur și simplu porii, sunt spații dintre fibre pline cu aer și umiditate. Microporii, sau capilarele, sunt spații minuscule de formă nedeterminată care se formează între fibrele celulozice ale hârtiei necretate. Există și capilare în interiorul fibrelor de celuloză. Toate hârtiile necretate, nu prea compactate, cum ar fi șervețelele, sunt macroporoase. Astfel de hârtie absorb bine lichidele datorită structurii lor libere, adică a unei suprafețe interioare foarte dezvoltate.

Netezimea hârtiei, adică microrelieful său, determină capacitatea hârtiei de a transmite cele mai fine linii colorate, puncte și combinațiile lor fără întreruperi sau distorsiuni. Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți de imprimare ale hârtiei. Cu cât netezimea hârtiei este mai mare, cu atât este mai mare contactul dintre suprafața acesteia și placa de imprimare, cu atât mai puțină presiune trebuie aplicată la imprimare, cu atât calitatea imaginii este mai mare. Astfel, pentru a obține un model de înaltă calitate pe un șervețel, suprafața acestuia trebuie să fie netedă.

Densitatea bazei arată ce masă are 1 m2 din acest șervețel. Unitatea de măsură a densității bazei este g/m2. Conform clasificării acceptate, masa de 1 m 2 de șervețele de hârtie poate fi mai mică de 24 g (șervețele cu densitate mică) și mai mare de 24 g (șervețele de densitate mare).

Clearance-ul hârtiei caracterizează gradul uniformitate structura sa (distribuția uniformă a fibrelor în ea). Lumenul hârtiei este judecat prin observare în lumină transmisă. Hârtia foarte tulbure este extrem de eterogenă. Locurile sale subțiri sunt și cele mai puțin durabile. Imprimarea pe hârtie de tip nor se dovedește a fi de proastă calitate din cauza neuniformității percepției hârtiei asupra cernelii de imprimare. Zonele groase ale benzii de hârtie sunt colorate mai intens, iar zonele subțiri mai puțin intens.

Putere hârtia depinde de rezistența structurii hârtiei în sine, care se formează în timpul procesului de producție a hârtiei. Această proprietate este de obicei caracterizată forta de rupereîn newtoni.

Absorbție hârtia arată cât de lichid poate absorbi hârtia:

Tabelul nr. 1 prezintă clasificarea șervețelelor. Am selectat 10 mostre de șervețele de hârtie pentru testare (Fig. 1).

Tabelul 1. Clasificarea șervețelelor de hârtie

Șervețel cu perforare și în relief, cu model „Fulg de zăpadă”, monostrat.
Cu perforare și gofrare, alb, un singur strat.
Cu perforare, colorată cu model, într-un singur strat.
Cu perforare și în relief, cu model „Omul de zăpadă”, monostrat.
Cu perforare, colorată cu model, în două straturi.
Cu perforare și ștanțare, alb, în două straturi.
Cu perforare și ștanțare, cu model „Flori”, într-un singur strat.
Cu perforare și ștanțare, cu model „Flori”, în trei straturi, neted.
Cu perforare și gofrare, netedă, cu model „Struguri”, într-un singur strat.

§ 2. Studiul caracteristicilor șervețelelor de hârtie

Structura internă a șervețelelor studiat cu ajutorul unui microscop (mărire de 50x). Observațiile au arătat că cele mai libere exemplare de șervețele sunt numerele 1, 7, 8, 9 (Fig. 2). Aceste șervețele ar trebui să absoarbă lichidele mai bine decât altele.

Șervețelele numerotate 3, 5 și 6 aveau o suprafață netedă, cu perforații de-a lungul marginii. La microscop puteți observa că calitatea imprimării color pe acestea este mai mare decât pe șervețelele numerotate 1, 7 și 8, care au fost în relief pe toată suprafața (Fig. 3). Astfel, pentru servetelele in relief, un mic design colorat pe fond alb este optim.

Calitatea imprimării color pe șervețele

Grosimea șervețelelor măsurată prin metoda seriei. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 2.

Densitatea bazei a fost determinată prin împărțirea masei șervețelului la suprafața acestuia (g/m2). Greutatea a fost determinată folosind cântare de laborator, iar dimensiunile au fost determinate cu o riglă. Densitatea șervețelelor a fost determinată prin împărțirea masei lor la volum (g/cm3). Șervețelele numerotate 5, 8 și 9 au cea mai mare densitate a suprafeței.Rezultatele măsurătorilor și calculelor sunt prezentate în Tabelul Nr. 2.

Tabelul 2. Densitatea șervețelelor

№	Grosime h,cm	Petreceri A · b,cm	Greutate m,G	Densitate ρ , g/cm 3
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Greutatea șervețelului. Pentru a determina masa unui șervețel, masa întregului pachet a fost măsurată pe o scară electronică, iar rezultatul a fost împărțit la numărul de șervețele din pachet.

Volum. Volumul unui șervețel a fost determinat ca produsul suprafeței și grosimii acestuia.

Uniformitatea structurii. Uniformitatea structurii șervețelelor poate fi judecată după lumenul lor - observație în lumină transmisă. Șervețelul a fost lipit de geamul ferestrei și fotografiat. Șervețelele numerotate 2, 4, 9 au fost puternic tulbure, adică. erau foarte eterogene. Au, de asemenea, o densitate scăzută a bazei.

§ 3. Studiul proprietăților fizice ale șervețelelor de hârtie

Rupere mecanică

Șervețelele au fost tăiate în fâșii de 10 cm lungime și 2 cm lățime.O margine a șervețelului a fost presată cu un deget pe masă, iar de cealaltă a fost atașat un dinamometru cu o clemă (Fig. 4). Proba a fost întinsă, iar citirile dinamometrului au fost înregistrate în momentul ruperii.

Pentru fiecare probă, s-au efectuat 6-7 măsurători și s-a găsit valoarea medie aritmetică a forței de rupere. Rezultatele sunt prezentate în Tabelul nr. 3.

Tabelul 3. Rezistența mecanică a șervețelelor

№
1
2
3
4
5
6
7
8
9

S-a dovedit că șervețelele au anizotropie a proprietăților mecanice. Acest lucru se datorează structurii șervețelelor (orientarea fibrelor celulozice și gradul de uniformitate al distribuției lor). Experiența a arătat că probele cu o densitate de bază de până la 18 g/m2 au o rezistență mecanică mai mică. Mai mult, rezistența mecanică s-a dovedit a fi mai mică pentru șervețele cu o structură neuniformă.

Absorbție

Întregul șervețel a fost scufundat în apă timp de 1 minut și apoi, când excesul de apă s-a scurs, a fost cântărit pe o cântar de laborator. Diferența dintre masele șervețelelor umede și uscate a fost împărțită la masa șervețelului uscat și înmulțită cu 100%. Rezultatele măsurătorilor și calculelor sunt prezentate în tabelul nr. 4. Cele mai bune rezultate au fost găsite în șervețele cu o structură liberă și densitate scăzută a bazei.

Tabelul 4. Absorbție

№	Greutate			Absorbție,%
№	m uscat, G	m umed, G	∆m, G	Absorbție,%
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Capilaritate

Fâșii de șervețele de 20 cm lungime și 2 cm lățime au fost scufundate în lichide (Suc cu pulpă, suc fără pulpă, ulei de floarea soarelui, apă) în poziție verticală. S-a măsurat până la ce înălțime vor urca lichidele (cm). Rezultatele experimentului sunt prezentate în Tabelul nr. 5. De asemenea, au cea mai mare densitate, macro și microporozitate.

Tabelul 5. Capilaritate

№	Suc cu pulpăh , cm	Such , cm	Uleih , cm	Apăh , cm
1
2
3
4
5
6
7
8

Rezultatele muncii

1. Structura internă a șervețelelor a fost studiată cu ajutorul unui microscop (mărire de 50 de ori), a fost măsurată grosimea șervețelelor cu un micrometru cu un dispozitiv electronic de citire digitală, masa șervețelelor a fost determinată cu ajutorul unei cântar de laborator, iar Forța de rupere a fost determinată cu un dinamometru de laborator. S-a calculat densitatea bazei șervețelului.

2. În timpul experimentelor, s-a dezvăluit că șervețelele netede cu cea mai mare densitate de bază și structură uniformă (49,6 g/m2, 33,3 g/m2, 33,1 g/m2) rezistă la cea mai mare forță de rupere. Cu toate acestea, au o absorbție slabă (485%, 458% și 494%), deși datorită dimensiunii lor mari și naturii cu mai multe straturi, astfel de șervețele pot absorbi o cantitate semnificativă de lichid (17,8–26,2 g față de 5,5–9,0 g pentru un singur). -cele stratificate). Aceste șervețele au o capilaritate bună. Șervețelele cu cea mai mică densitate de bază și structură liberă au cea mai mare capacitate de absorbție, dar au rezistență mecanică scăzută și rupere atunci când sunt umede. Toate șervețelele prezintă anizotropie a proprietăților mecanice, care este asociată cu o anumită orientare a fibrelor de celuloză. Șervețelele colorate pot păta lichidul.

Tabelul 6. Proprietățile fizice ale fiecărui șervețel

№	Densitate ρ , g/cm3	Forța minimă de rupere, N	Forța maximă de rupere, N	Absorbție,%	Capilaritate
1
2
3
4
5
6
7
8

Concluzie

Metodele propuse pentru studierea șervețelelor au făcut posibilă efectuarea unei analize cuprinzătoare a proprietăților lor fizice. Pe baza rezultatelor experimentelor mele, putem spune că șervețelele care sunt în relief pe întreaga zonă se absoarbe bine numai în cazul contactului prelungit cu lichidul, dar nu dau un rezultat bun dacă trebuie să ștergeți rapid. Acestea sunt numerele 1, 2, 3, 4, 7. Dacă aveți nevoie ca șervețelele să absoarbă lichidul într-un timp scurt, atunci sunt potrivite șervețelele numerotate 6, 5. Absorb rapid apa și sucul cu pulpă. Dar nu vor da un rezultat mai bun cu contactul prelungit cu lichidul. Șervețelele numerotate 8,9, multistratificate, dense, au micropori, ceea ce afectează o absorbție slabă în timpul contactului prelungit cu apa, dar la contactul pe termen scurt dau rezultate bune. Șervețelul numărul 8 absoarbe apa deosebit de bine. Cu cât șervețelul este mai dens, cu atât va fi nevoie de mai multă forță pentru a-l rupe. Aceasta înseamnă că există mai puține șanse ca bucăți de șervețele să rămână pe mână. Acestea sunt șervețele numerotate 9, 8, 6, 5. Șervețelele numerotate 3, 2, 1, 7 sunt mai slabe ca rezistență la rupere. După părerea mea, șervețelele de calitate superioară sunt cele care:

se absoarbe rapid;
nu se umezesc în mod deosebit atunci când stau mult timp în lichid;
rezistență la tracțiune mai mare.

Aceste cerințe îndeplinesc șervețelele numerotate 9, 8, 6, 5. Atunci când cumpărați șervețele, acordați atenție faptului că sunt în două straturi, nu au relief pe întreaga zonă și asigurați-vă că desenele nu sunt prea caustice. După ce am studiat materialul teoretic despre realizarea șervețelelor, am ajuns la următoarele concluzii. Șervețelele de calitate nu foarte înaltă se caracterizează prin a fi prea luminoase, culori otrăvitoare. Există o șansă mai mare de vopsea de calitate scăzută, care se poate păta cu ușurință.

Pe lângă obișnuitele șervețele albe cu un singur strat, cele mai scumpe au devenit recent populare. servetele cu mai multe straturi, pe stratul superior al căruia se aplică un model sau ornament colorat. Aceste șervețele de hârtie, la fel ca și cele albe obișnuite, sunt destinate pentru aranjarea mesei (de obicei pentru o ocazie specială sau festivă), dar au și o altă utilizare. Astfel de șervețele sunt folosite pentru decoupage - decorarea suprafețelor dure (mobilier, plăci de tăiat, cutii, ghivece de flori etc.). Această tehnică folosește stratul subțire superior al unui șervețel cu model. Mai mult decât atât, șervețelele colorate, ca și cele obișnuite, pot fi achiziționate la pachete (de obicei în ambalaje mai mici decât șervețelele obișnuite - nu 100, ci 10, 30, 50 de bucăți), dar se vând și individual în magazinele de artizanat specializate. Peste 80% din producția internă totală de șervețele este alcătuită din produse cu un singur strat, iar peste 90% din șervețele decorative cu două și trei straturi sunt produse ale companiilor străine.

Cutii decorate folosind tehnica decoupage

Pentru producția de șervețele de hârtie se folosește hârtie specială. Materia prima lichida se bate cu mixerul pana devine o mousse cu structura omogena. Acest amestec este folosit pentru a face o bază poroasă, liberă, care este folosită pentru a face șervețele. Produsele finite diferă ca densitate și alb. Materia primă pentru producția de șervețele este baza de hârtie sanitară realizată din deșeuri de hârtie. Aceasta păstrează pădurile.

Pretul nu corespunde intotdeauna cu calitatea servetelelor.

102 103 104 105 106 107 108 109 ..

Rezistența mecanică și proprietățile de deformare ale hârtiei

Rezistența mecanică este una dintre proprietățile principale și importante ale majorității tipurilor de hârtie. Cerințele de rezistență mecanică crescută sunt impuse unor tipuri de hârtie precum hârtie de pungă, hârtie de sfoară, hârtie de ambalaj etc., ceea ce se explică prin condițiile consumatorului pentru utilizarea acestui tip de hârtie. Acest lucru, cu toate acestea, nu înseamnă că alte tipuri de hârtie, cum ar fi hârtia de ziar, nu ar trebui să aibă cerințe de rezistență mecanică. Standardul prevede cerințe specifice pentru acest tip de hârtie. Ele sunt determinate de capacitatea de a produce hârtie de ziar fără întreruperi pe mașinile moderne de fabricare a hârtiei de mare viteză, urmată de trecerea cu succes a acesteia prin rebobinători și mașini de tăiat de mare viteză și mașini de imprimare rotative.

Rezistența hârtiei, în funcție de natura forței care acționează asupra hârtiei, este exprimată în diverși indicatori,

care caracterizează rezistența hârtiei la rupere, rupere, perforare, rupere, încărcare la impact etc. Toți acești indicatori reflectă valoarea acelor indicatori corespunzători care duc la o încălcare a integrității și o modificare ireversibilă a structurii hârtiei.

Adesea, o evaluare mai corectă a proprietăților hârtiei în condiții practice poate fi obținută folosind indicatori ai proprietăților de deformare ale hârtiei, care se manifestă în condițiile menținerii integrității hârtiei, când se modifică doar forma și dimensiunile probei utilizate. (reversibil sau ireversibil) fără a o distruge. Acest indicator de deformare al hârtiei este alungirea acesteia înainte de rupere (extensibilitate). În condițiile de consum, hârtia este de obicei supusă la o încărcare mai mică decât sarcina de rupere. Prin urmare, caracterizarea comportamentului hârtiei înainte de rupere este adesea mai importantă decât fixarea valorii absolute a rezistenței sale la rupere.

Numărul de factori variabili care influențează rezistența hârtiei este foarte mare. Acestea includ: rezistența și lungimea fibrelor originale, gradul și natura împleterii fibrelor între ele, gradul de fibrilație sau modificări ale suprafeței exterioare a fibrelor, gradul de compactare a hârtiei, uniformitatea a strălucirii sale, prezența substanțelor nefibroase în hârtie care contribuie fie la creșterea, fie la scăderea rezistenței hârtiei. Factorii variabili care afectează rezistența hârtiei includ, de asemenea: flexibilitatea și elasticitatea fibrelor originale; prezența sau absența mucusului celulozic în hârtie, aditivii hidrofili introduși în pasta de hârtie în timpul măcinarii acesteia și mulți alți factori asociați fie cu proprietățile fibrelor folosite la fabricarea hârtiei, fie cu procesele tehnologice de producere a hârtiei.

Pentru a simplifica problema și a facilita analiza influenței factorilor variabili individuali, în acest caz, materialul fibros inițial, sau mai degrabă produsul semifabricat, este înțeles în mod convențional ca masa fibroasă care intră în fabrica de hârtie. Cu o astfel de definiție condiționată, toți factorii variabili care influențează rezistența hârtiei și care funcționează în atelierele semifabricate sunt excluși din considerare: modul de gătit, albire, defibrare etc.

În realitate, fiecare dintre acești factori, la rândul său, este determinat de un complex de numeroase variabile. De exemplu, în funcție de durata procesului de pulverizare, de puterea acidului de gătit și de compoziția acestuia și de condițiile de temperatură, se obține una sau alta rezistență a celulozei și, în consecință, rezistența hârtiei realizate din această celuloză.

Deși limitarea pe care am adoptat-o asupra numărului de factori variabili care influențează rezistența hârtiei simplifică foarte mult luarea în considerare a problemei rezistenței.

hârtie, totuși, într-o fabrică de hârtie, chiar și în cadrul unei mașini de fabricat hârtie, există un număr mare de factori care influențează rezistența benzii de hârtie (raportul dintre viteza de intrare a masei în mașină și viteza plasă, modul de funcționare al mecanismului de scuturare a plasei, valoarea presiunii specifice în timpul presării și calandrării hârtiei, gradul de tensiune al benzii de hârtie în secțiuni individuale ale mașinii, temperatura de uscare, gradul de tensiune al cârpelor de uscare, etc.).

Fără a intra într-un studiu detaliat al influenței fiecăruia dintre acești factori variabili separat în această etapă de examinare a problemei, se poate argumenta că rezistența hârtiei depinde în primul rând de: 1) de forțele de aderență ale fibrelor între ele. in hartia finita si suprafata pe care actioneaza aceste forte; 2) pe rezistența fibrelor în sine, flexibilitatea și dimensiunea acestora; 3) pe locația fibrelor în hârtie, adică pe orientarea lor, densitatea de ambalare etc.

Toți ceilalți numeroși factori care influențează rezistența hârtiei finite își exercită în cele din urmă efectul prin acești factori de bază. De exemplu, raportul dintre viteza de intrare a masei în plasă și viteza ochiului sau modul de funcționare al mecanismului de scuturare al unei mașini de fabricat hârtie afectează aranjarea fibrelor în hârtie și, tocmai prin acest factor, rezistența. a hârtiei. Mărimea presiunii specifice în timpul presării în calandrarea hârtiei afectează atât poziția relativă a fibrelor, cât și mărimea forțelor de aderență a acestora între ele. Modificarea gradului de tensiune al benzii de hârtie în secțiuni individuale ale mașinii sau a gradului de tensiune al cârpelor de uscare, precum și introducerea de aditivi hidrofili în pasta de hârtie, duce la o modificare a mărimii forțelor de aderență între fibre. Toate acestea dau motive să se considere factorii de mai sus ca fiind principalii de care depinde în primul rând rezistența hârtiei.

Indicatorii rezistenței hârtiei (rezistența la rupere, rupere, rupere etc.) depind în diferite grade de factorii care îi influențează. De exemplu, rezistența la rupere a hârtiei depinde mai mult de forțele de aderență dintre fibre și de rezistența fibrelor în sine decât de lungimea acestora. Acest lucru poate fi confirmat cel puțin de faptul că fibrele de celuloză de conifere și lemn de esență tare de lungimi diferite fac posibilă obținerea de mostre de hârtie cu aproximativ aceeași rezistență la tracțiune. Rezistența la rupere a hârtiei depinde mai degrabă de lungimea fibrelor, de flexibilitatea și rezistența acestora, decât de forțele de legătură dintre ele. Rezistența la rupere a hârtiei este influențată într-o măsură mai mare de lungimea și rezistența fibrelor care alcătuiesc hârtia decât de mărimea forțelor de legătură dintre aceste fibre.

Proprietățile de imprimare care o determină pot fi combinate în următoarele grupuri:

Geometric: netezime, grosime și masă de 1 m 2, densitate și porozitate;
Optic: luminozitate optică, opacitate, luciu;
Mecanic (rezistență și deformare): rezistența suprafeței la smulgere, lungimea de rupere sau rezistența la tracțiune, rezistența la rupere, rezistența la rupere, rezistența la delaminare, rigiditatea, elasticitatea la compresiune etc.
sorbtiv: rezistență la umezeală, hidrofobicitate, capacitatea de a absorbi solvenții pentru cerneluri de imprimare.

Toți acești indicatori sunt strâns dependenți unul de celălalt. Gradul de influență a acestora asupra evaluării proprietăților de imprimare ale hârtiei este diferit pentru diferite metode de imprimare.

Hârtia este adesea clasificată în funcție de finisajul suprafeței sale. Aceasta poate fi hârtie nefinisată - hârtie mată, netedă la mașină și hârtie glazurată (alias calandrată), care este prelucrată suplimentar în supercalandre pentru a-i oferi densitate și netezime ridicate.

Proprietăți geometrice hârtie

(În aplicație practică, asta înseamnă că dacă luați o hârtie mai plină de un gramaj mai mic, atunci la aceeași opacitate, vor fi mai multe coli într-o tonă de hârtie)

Porozitate afectează în mod direct absorbția hârtiei, adică capacitatea acesteia de a accepta cerneala de imprimare și poate servi ca o caracteristică a structurii hârtiei. Hârtia este un material poros-capilar și se face distincția între macro și microporozitate. Macroporii, sau pur și simplu porii, sunt spații dintre fibre pline cu aer și umiditate. Microporii, sau capilarele, sunt spații minuscule de formă nedefinită care pătrund în stratul de acoperire al hârtiei cretate, precum și cele formate între particulele de umplutură sau între acestea și pereții fibrelor de celuloză din hârtie necretată.Există și capilare în interiorul fibrelor celulozice. Toate hârtiile necretate, nu prea compactate, de exemplu, hârtia de ziar, sunt macroporoase. Volumul total al porilor în astfel de hârtie ajunge la 60% sau mai mult, iar raza medie a porilor este de aproximativ 0,16-0,18 microni. Astfel de hârtie absorb bine vopseaua datorită structurii lor libere, adică a unei suprafețe interioare foarte dezvoltate.

Un loc special în structura proprietăților de imprimare ale hârtiei îl ocupă proprietățile optice, adică albul, opacitatea, luciul.

Luminozitate optică este capacitatea hârtiei de a reflecta lumina difuz și uniform în toate direcțiile. Luminozitatea optică ridicată pentru hârtiile tipărite este foarte de dorit, deoarece claritatea și lizibilitatea publicației depind de contrastul zonelor tipărite și albe ale imprimării.

Cu imprimarea multicolor, acuratețea culorii imaginii și corespondența acesteia cu originalul sunt posibile numai atunci când imprimați pe hârtie suficient de albă. Pentru a crește luminozitatea optică, hârtiile scumpe de înaltă calitate adaugă așa-numiții înălbitori optici - fosfori, precum și coloranți albaștri și violet, care elimină nuanța gălbuie inerentă fibrelor de celuloză. Această tehnică tehnologică se numește nuanțare. Astfel, hârtiile cretate fără strălucitor optic au o luminozitate optică de cel puțin 76%, iar cu strălucitor optic - cel puțin 84%. Hârtiile tipărite care conțin pastă de lemn trebuie să aibă o luminozitate optică de cel puțin 72%, dar hârtia de ziar poate să nu fie suficient de albă. Luminozitatea sa optică este în medie de 65%.

O altă proprietate practică importantă a hârtiei tipărite este ea opacitate. Opacitatea este deosebit de importantă atunci când imprimați pe ambele fețe. Pentru a crește opacitatea, se selectează o compoziție de materiale fibroase, se combină gradul de măcinare și se introduc materiale de umplutură.

Următorul grup de proprietăți de imprimare este proprietățile mecanice ale hârtiei, care pot fi împărțite în rezistență și deformare. Proprietățile de deformare se manifestă atunci când materialul este expus la forțe externe și se caracterizează printr-o schimbare temporară sau permanentă a formei sau volumului corpului. Principalele operațiuni tehnologice ale tipăririi sunt însoțite de deformarea semnificativă a hârtiei, de exemplu: întindere, compresie, îndoire. Fluxul normal (neîntrerupt) al proceselor tehnologice de imprimare și prelucrare ulterioară a produselor tipărite depinde de modul în care se comportă hârtia sub aceste influențe. Astfel, la imprimarea în mod înalt din forme rigide la presiuni mari, hârtia trebuie să fie moale, adică trebuie să fie ușor comprimată și nivelată sub presiune, asigurând contactul cât mai complet cu forma de imprimare.

Proprietăți de sorbție hârtie

În cele din urmă, ne-am apropiat de una dintre cele mai importante proprietăți ale hârtiei tipărite - absorbția acesteia. Evaluarea corectă a absorbției înseamnă îndeplinirea condițiilor pentru fixarea în timp util și completă a vopselei și, ca urmare, obținerea unei imprimări de înaltă calitate.

Absorbție hârtie, depinde în primul rând de structura sa, deoarece procesele de interacțiune dintre hârtie și cerneala de imprimare sunt fundamental diferite. Înainte de a vorbi despre caracteristicile acestei interacțiuni în anumite cazuri, este necesar să ne amintim din nou principalele tipuri de structuri ale hârtiei tipărite moderne. Dacă înfățișăm structura hârtiei sub formă de scară, atunci la unul dintre capete vor exista hârtie macroporoasă constând în întregime din pastă de lemn, de exemplu, ziar. Celălalt capăt al scalei, în consecință, va fi ocupat de hârtii microporoase din celuloză pură, de exemplu, cele acoperite. Puțin în stânga vor fi hârtii pură de celuloză necretate, de asemenea microporoase. Și toți ceilalți vor ocupa golul rămas.

Hârtiile macroporoase acceptă bine vopseaua, absorbind-o ca întreg. Vopselele de aici au vâscozitate scăzută. Vopseaua lichidă umple rapid porii mari, absorbind la o adâncime suficient de mare. Mai mult decât atât, absorbția excesivă a acestuia poate provoca chiar „piercing” a imprimării, adică imaginea devine vizibilă din partea defensivă a foii. Macroporozitatea crescută a hârtiei este nedorită, de exemplu, în imprimarea ilustrațiilor, când absorbția excesivă duce la pierderea saturației și a luciului vopselei. Hârtiile microporoase (capilare) se caracterizează prin mecanismul așa-numitei „absorbții selective”, când, sub acțiunea forțelor de presiune capilare, predominant o componentă de cerneală cu vâscozitate scăzută (solvent) este absorbită în microporii stratului superficial al hârtia, iar pigmentul și formatorul de peliculă rămân pe suprafața hârtiei. Este exact ceea ce este necesar pentru a obține o imagine clară. Deoarece mecanismul de interacțiune hârtie-cerneală în aceste cazuri este diferit, Pentru hârtiile cretate și necretate sunt pregătite diferite vopsele.

Pe baza metodei de imprimare, hârtia este de obicei împărțită în tipărire offset, tipărire și gravură. Proprietățile de imprimare ale hârtiei sunt proprietăți care determină comportamentul acesteia înainte de imprimare (adică trecerea sa prin sistemul de conducere al hârtiei al mașinii de imprimare), în timpul tipăririi (interacțiunea hârtiei cu cerneala de imprimare și procesul de fixare a imaginii) și după imprimare. (operații de pliere, cusătură, tundere, precum și caracteristicile de performanță ale produsului finit). Toate aceste proprietăți pot fi combinate în următoarele grupuri:

Fizic: netezime, grosime și masă de 1 m2, densitate și porozitate;

Optică: alb, opacitate, luciu (luciu);

Indicatori de uniformitate a structurii, hârtie: uniformitate a jocului, versatilitate;

Mecanic (rezistență și deformare): rezistența suprafeței la smulgere, lungimea de rupere sau rezistența la tracțiune, rezistența la rupere, rezistența la umiditate, moliciunea și elasticitatea la compresiune etc.;

Sorpție: hidrofobicitate (rezistență la apă), absorbția solvenților pentru cerneluri de imprimare.

Proprietățile fizice ale hârtiei:

Netezimea hârtiei, microrelieful suprafeței sale determină „rezoluția” hârtiei - adică. capacitatea de a transmite cele mai fine linii colorate, puncte și combinațiile lor fără întreruperi sau distorsiuni. Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți de imprimare ale hârtiei. Cu cât netezimea hârtiei este mai mare, cu atât este mai mare contactul dintre suprafața acesteia și placa de imprimare, cu atât trebuie aplicată mai puțină presiune la imprimare, cu atât calitatea imaginii este mai mare. Netezimea hârtiei este determinată în secunde folosind instrumente pneumatice sau folosind profilograme, care oferă o reprezentare vizuală a suprafeței hârtiei. Diferite metode de imprimare impun diferite cerințe de netezime pe hârtie. Astfel, hartia de imprimare calandrata ar trebui sa aiba o netezime de la 100 la 250 de secunde, iar hartia offset de acelasi grad de finisare poate avea o netezime mult mai mica - 80-150 de secunde. Hârtia de imprimare gravura are o netezime crescută, care variază de la 300 la 700 de secunde. Hârtia de ziar nu poate fi netedă din cauza porozității sale. Îmbunătățește în mod semnificativ netezimea suprafeței prin aplicarea oricărui strat de acoperire - dimensionarea suprafeței, pigmentarea, acoperirea (care, la rândul său, poate fi diferită - unilaterală și față-verso, unică, multiplă etc.).

Porozitate. Acesta afectează în mod direct absorbția hârtiei (adică capacitatea acesteia de a accepta cerneală de imprimare) și poate servi ca o caracteristică a structurii hârtiei. Hârtia este un material poros-capilar și se face distincția între macro și microporozitate. Macroporii, sau pur și simplu porii, sunt spații dintre fibre pline cu aer și umiditate. Microporii, sau capilarele, sunt spații minuscule de formă nedefinită care pătrund în stratul de acoperire al hârtiei cretate, precum și în cele formate între particulele de umplutură sau între acestea și pereții fibrelor de celuloză din hârtiile necretate. Există și capilare în interiorul fibrelor de celuloză. Toate hârtiile necretate, nu prea compactate (de exemplu, hârtie de ziar) sunt macroporoase. Volumul total al porilor în astfel de hârtie ajunge la 60% sau mai mult, iar raza medie a porilor este de aproximativ 0,16-0,18 microni. Astfel de hârtie absorb bine vopseaua datorită structurii lor libere. Hârtiile cretate sunt hârtii microporoase (capilare). De asemenea, absorb bine vopseaua, dar sub influența forțelor de presiune capilare. Aici porozitatea este de doar 30%, iar dimensiunea porilor nu depășește 0,03 microni. Lucrările rămase ocupă o poziție intermediară. Densitatea hârtiei tipărite variază, în medie, de la 0,5 g/cm3 pentru hârtiile libere (poroase) și până la 1,35 g/cm3 pentru hârtiile capilare de înaltă densitate.

Alegerea corectă a hârtiei pe baza proprietăților sale vă permite să obțineți calitatea necesară unui anumit produs de imprimare.

Primul indicator este masa unui metru pătrat (g/m2). Conform clasificării acceptate, greutatea a 1 m2 de hârtie imprimată poate varia de la 40 la 250 de grame. Hârtiile cu o greutate mai mare de 250 g/m2 sunt clasificate ca carton.

Indicatorii de calitate a hârtiei care îi determină proprietățile de imprimare pot fi combinați în următoarele grupuri:

Geometric: netezime, grosime și greutate 1 m2, densitate și porozitate;

Optic: luminozitate optică, opacitate, luciu;

Mecanic(rezistență și deformare): rezistența suprafeței la smulgere, lungimea de rupere sau rezistența la tracțiune, rezistența la rupere, rezistența la rupere, rezistența la delaminare, rigiditatea, elasticitatea la compresiune etc.

sorbtiv: rezistență la umezeală, hidrofobicitate, capacitatea de a absorbi solvenții pentru cerneluri de imprimare.

Proprietățile geometrice ale hârtiei

Netezimea hârtiei, adică microrelieful, microgeometria suprafeței sale determină „rezoluția” hârtiei: capacitatea sa de a transmite cele mai fine linii colorate, puncte și combinațiile lor fără întreruperi sau distorsiuni. Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți de imprimare ale hârtiei. Cu cât netezimea hârtiei este mai mare, cu atât este mai mare contactul dintre suprafața acesteia și placa de imprimare, cu atât mai puțină presiune trebuie aplicată la imprimare, cu atât calitatea imaginii este mai mare. Netezimea hârtiei este determinată în secunde folosind instrumente pneumatice sau folosind profilograme, care oferă o reprezentare vizuală a naturii suprafeței hârtiei. Diferite metode de imprimare impun diferite cerințe de netezime pe hârtie. Astfel, hartia de imprimare calandrata ar trebui sa aiba o netezime de la 100 la 250 de secunde, in timp ce hartia offset de acelasi grad de finisare poate avea o netezime mult mai mica - 80-150 de secunde. Hârtia de imprimare gravura are o netezime crescută, care variază de la 300 la 700 de secunde. Hârtia de ziar nu poate fi netedă din cauza porozității sale mari. Aplicarea oricărui strat de acoperire îmbunătățește semnificativ netezimea suprafeței - fie că este vorba de dimensionarea suprafeței, pigmentare, acoperire ușoară sau simplă, care, la rândul său, poate fi diferită: unilateral și pe două fețe, simplu și multiplu etc.

Calcarea suprafeței este aplicarea unui strat subțire de agenți de dimensionare pe suprafața hârtiei (greutatea stratului de acoperire este de până la 6 g/m2 pentru a asigura o rezistență ridicată a suprafeței hârtiei, protejând-o de smulgerea fibrelor individuale cu cerneluri lipicioase , precum și pentru a reduce deformarea hârtiei atunci când este umezită pentru a asigura o potrivire exactă a cernelurilor în procesul de imprimare multicolor. Acest lucru este deosebit de important pentru imprimarea offset și litografică, când hârtia este umezită cu apă în timpul procesului de imprimare.

Pigmentarea și acoperirea hârtiei diferă numai în masa stratului aplicat. Astfel, se crede că greutatea stratului de acoperire în hârtiile pigmentate nu depășește 14 g/m2, iar în hârtiile cretate ajunge la 40 g/m2. Stratul de cretă se caracterizează printr-un grad ridicat de alb și netezime. Netezimea ridicată este una dintre cele mai importante caracteristici ale hârtiei cretate. Netezimea lor ajunge la 1000 de secunde. sau mai mult, iar înălțimea reliefului nu depășește 1 micron. Indicatorul de netezime nu numai că asigură o interacțiune optimă între hârtie și vopsea, dar îmbunătățește și proprietățile optice ale suprafeței care percepe imaginea colorată. Netezimea mare a hârtiei cretate permite imprimarea cu imprimare bună la grosimi mici ale stratului de cerneală.

Reciproca de netezime este rugozitatea, care se măsoară în micrometri. Caracterizează direct microrelieful suprafeței hârtiei. De regulă, specificațiile tehnice ale hârtiei indică una dintre aceste două valori.

O caracteristică geometrică importantă a hârtiei, alături de grosimea și greutatea de 1 m2, este vrac. Caracterizează gradul de compactare a hârtiei și este foarte strâns legat de caracteristici optice precum opacitatea. Adică, cu cât hârtia este mai pufoasă, cu atât este mai opac la același gramaj. Dulopul se măsoară în cm3/g. Cea mai mare parte a hârtiei tipărite variază, în medie, de la 2 cm3/g (pentru hârtiile libere, poroase) la 0,73 cm3/g (pentru hârtiile calandrate de înaltă densitate).

(În aplicație practică, asta înseamnă că dacă luați o hârtie mai plină de un gramaj mai mic, atunci la aceeași opacitate, vor fi mai multe coli într-o tonă de hârtie)

Porozitatea afectează în mod direct absorbția hârtiei, adică capacitatea acesteia de a accepta cerneala de imprimare și poate servi ca o caracteristică a structurii hârtiei. Hârtia este un material poros-capilar și se face distincția între macro și microporozitate. Macroporii, sau pur și simplu porii, sunt spații dintre fibre pline cu aer și umiditate. Microporii, sau capilarele, sunt spații minuscule de formă nedefinită care pătrund în stratul de acoperire al hârtiei cretate, precum și în cele formate între particulele de umplutură sau între acestea și pereții fibrelor de celuloză din hârtiile necretate. Există și capilare în interiorul fibrelor de celuloză. Toate hârtiile necretate, nu prea compactate, cum ar fi hârtia de ziar, sunt macroporoase. Volumul total al porilor în astfel de hârtie ajunge la 60% sau mai mult, iar raza medie a porilor este de aproximativ 0,16-0,18 microni. Astfel de hârtie absorb bine vopseaua datorită structurii lor libere, adică a unei suprafețe interioare foarte dezvoltate.

Hârtiile cretate sunt hârtii microporoase sau capilare. De asemenea, absorb bine vopseaua, dar sub influența forțelor de presiune capilare. Aici porozitatea este de doar 30%, iar dimensiunea porilor nu depășește 0,03 microni. Lucrările rămase ocupă o poziție intermediară.

(De fapt, asta înseamnă că la imprimarea pe hârtie offset, atât solvenții conținuti în vopsea, cât și pigmenții de colorare pătrund în pori. Astfel, concentrația de pigment pe suprafață este scăzută și este imposibil să se obțină culori bogate. Când imprimare pe hârtie cretată, diametrul porilor Stratul acoperit este atât de mic încât doar solvenții sunt absorbiți în pori, în timp ce particulele de pigment rămân pe suprafața hârtiei. Prin urmare, imaginea este foarte saturată.)

Proprietățile optice ale hârtiei

Un loc special în structura proprietăților de imprimare ale hârtiei îl ocupă proprietățile optice, adică albul, opacitatea, luciul.

Luminozitatea optică este capacitatea hârtiei de a reflecta lumina difuz și uniform în toate direcțiile. Luminozitatea optică ridicată pentru hârtiile tipărite este foarte de dorit, deoarece claritatea și lizibilitatea publicației depind de contrastul zonelor tipărite și albe ale imprimării.

Cu imprimarea multicolor, acuratețea culorii imaginii și corespondența acesteia cu originalul sunt posibile numai atunci când imprimați pe hârtie suficient de albă. Pentru a crește luminozitatea optică, hârtiile scumpe de înaltă calitate adaugă așa-numiții înălbitori optici - fosfori, precum și coloranți albaștri și violet, care elimină nuanța gălbuie inerentă fibrelor de celuloză. Această tehnică tehnologică se numește nuanțare. Astfel, hârtiile cretate fără strălucitor optic au o luminozitate optică de cel puțin 76%, iar cu strălucitor optic - cel puțin 84%. Hârtiile imprimate care conțin pastă de lemn trebuie să aibă o luminozitate optică de cel puțin 72%, dar este posibil să nu fie suficient de albă. Luminozitatea sa optică este în medie de 65%.

O altă proprietate practică importantă a hârtiei tipărite este opacitatea acesteia. Opacitatea este deosebit de importantă atunci când imprimați pe ambele fețe. Pentru a crește opacitatea, se selectează o compoziție de materiale fibroase, se combină gradul de măcinare și se introduc materiale de umplutură.

Proprietățile optice ale hârtiei includ, de asemenea, luciul sau luciul acesteia. Luciul sau luciul este rezultatul reflectării în oglindă a luminii care cade pe acesta de către suprafața hârtiei. Desigur, acest lucru este strâns legat de microgeometria suprafeței, adică de netezimea hârtiei. De obicei, pe măsură ce crește netezimea, crește și luciul. Cu toate acestea, această legătură este ambiguă. Trebuie amintit că netezimea este determinată mecanic, iar luciul este o caracteristică optică. Luciul hârtiei glazurate poate fi de 75-80%, iar hârtia mată - până la 30%.

Majoritatea consumatorilor de produse tipărite preferă hârtiile lucioase, dar luciul nu este întotdeauna necesar în publicații. Astfel, la reproducerea textului sau a ilustrațiilor în linie, se folosește hârtie cu luciu minim, de exemplu hârtie netedă la mașină. Și diverse broșuri, etichete și reproduceri ale picturilor arată grozav pe hârtie lucioasă.

Proprietățile mecanice ale hârtiei

Următorul grup de proprietăți de imprimare este proprietățile mecanice ale hârtiei, care pot fi împărțite în rezistență și deformare. Proprietățile de deformare se manifestă atunci când materialul este expus la forțe externe și se caracterizează printr-o modificare temporară sau permanentă a formei sau volumului corpului. Principalele operațiuni tehnologice ale tipăririi sunt însoțite de deformarea semnificativă a hârtiei, de exemplu: întindere, compresie, îndoire. Fluxul normal (neîntrerupt) al proceselor tehnologice de imprimare și prelucrare ulterioară a produselor tipărite depinde de modul în care se comportă hârtia sub aceste influențe. Astfel, la imprimarea în mod înalt din forme rigide la presiuni mari, hârtia trebuie să fie moale, adică trebuie să fie ușor comprimată și nivelată sub presiune, asigurând contactul cât mai complet cu forma de imprimare.

Moliciunea hârtiei este legată de structura sa, adică de densitatea și porozitatea acesteia. Deci, hârtia de ziar cu pori mari poate fi deformată sub compresie până la 28%, iar pentru hârtia stratificată groasă deformarea compresivă nu depășește 6-8%. Pentru tipărirea tipărită, este important ca aceste deformări să fie complet reversibile, astfel încât, după îndepărtarea încărcăturii, hârtia să-și restabilească complet forma inițială. În caz contrar, pe imprimeu sunt vizibile urme de relief invers, ceea ce indică faptul că au avut loc modificări serioase în structura hârtiei. Dacă hârtia este destinată gofrarii, atunci scopul, dimpotrivă, este deformarea reziduală, iar indicatorul calității este ireversibilitatea acesteia, adică stabilitatea reliefului de relief.

Pentru imprimarea offset pe mașini rotative de mare viteză, caracteristicile de rezistență ale hârtiei sunt foarte importante și anume: rezistența la tracțiune, rezistența la rupere, rezistența la smulgere și rezistența la umiditate. Rezistența hârtiei nu depinde de rezistența componentelor individuale, ci de rezistența structurii hârtiei în sine, care se formează în timpul procesului de producție a hârtiei. Această proprietate este de obicei caracterizată prin lungimea de rupere în metri sau forța de rupere în newtoni. Deci, pentru hârtiile de imprimare mai moi, lungimea de rupere este de cel puțin 2500 m, iar pentru hârtiile offset dure, această valoare crește la 3500 m sau mai mult.

Hârtiile destinate tipăririi pe plat trebuie să aibă deformare minimă atunci când sunt umezite, deoarece, în funcție de condițiile tehnologiei procesului de imprimare, vin în contact cu suprafețele umede. Hârtia este un material higroscopic. Odată cu creșterea umidității, fibrele sale se umflă și se extind, în principal în diametru; hârtia își pierde forma, se deformează și se încrețește, iar la uscare are loc procesul invers: hârtia se micșorează, în urma căruia formatul se schimbă. Umiditatea ridicată reduce drastic rezistența mecanică la tracțiune a hârtiei; hârtia nu poate rezista la viteze mari de imprimare și ruperi. Modificările umidității hârtiei în timpul imprimării multicolor duc la greșelile de înregistrare a cernelii și probleme de redare a culorilor.

Pentru a crește rezistența la umiditate a hârtiei, în compoziția pastei de hârtie se adaugă substanțe hidrofobe în timpul fabricării (această operație se numește dimensionare în pastă) sau se aplică agenți de dimensionare pe suprafața hârtiei finite (dimensionare de suprafață). Hârtiile offset sunt de dimensiuni mari, și în special cele care, în timpul utilizării, sunt supuse schimbărilor bruște ale condițiilor climatice sau sunt sigilate în multe tiraje de cerneală, de exemplu, hârtiile cartografice.

Proprietățile de sorbție ale hârtiei

Absorbția hârtiei depinde în primul rând de structura acesteia, deoarece procesele de interacțiune dintre hârtie și cerneala de imprimare sunt fundamental diferite. Înainte de a vorbi despre caracteristicile acestei interacțiuni în anumite cazuri, este necesar să ne amintim din nou principalele tipuri de structuri ale hârtiei tipărite moderne. Dacă înfățișăm structura hârtiei sub formă de scară, atunci la unul dintre capete vor exista hârtie macroporoasă constând în întregime din pastă de lemn, de exemplu, ziar. Celălalt capăt al scalei, în consecință, va fi ocupat de hârtii microporoase din celuloză pură, de exemplu, cele acoperite. Puțin în stânga vor fi hârtii pură de celuloză necretate, de asemenea microporoase. Și toți ceilalți vor ocupa golul rămas.

Hârtiile macroporoase acceptă bine vopseaua, absorbind-o ca întreg. Vopselele de aici au vâscozitate scăzută. Vopseaua lichidă umple rapid porii mari, absorbind la o adâncime suficient de mare. Mai mult decât atât, absorbția excesivă a acestuia poate provoca chiar „piercing” a imprimării, adică imaginea devine vizibilă din partea defensivă a foii. Macroporozitatea crescută a hârtiei este nedorită, de exemplu, în imprimarea ilustrațiilor, când absorbția excesivă duce la pierderea saturației și a luciului vopselei. Hârtiile microporoase (capilare) se caracterizează prin mecanismul așa-numitei „absorbții selective”, când, sub acțiunea forțelor de presiune capilare, predominant o componentă de cerneală cu vâscozitate scăzută (solvent) este absorbită în microporii stratului superficial al hârtia, iar pigmentul și formatorul de peliculă rămân pe suprafața hârtiei. Este exact ceea ce este necesar pentru a obține o imagine clară. Deoarece mecanismul de interacțiune hârtie-cerneală în aceste cazuri este diferit, pentru hârtiile cretate și necretate sunt pregătite diferite cerneluri.