Изучение влияния внешних факторов на изменение поверхностных и структурных характеристик картона толщиной 1–1,5мм

Привод картоноделательной машины многодвигательный. Каждая приводная точка снабжена электродвигателем переменного тока, редуктором и карданным или промежуточным валом.

Регулируемый привод выполнен на базе элементов фирмы "MITSUBISHI" или "LG".

Для управления пневматическими и электромеханическими механизмами картоноделательной машины поставляются индивидуальные локальные приборы, пульты и щиты управления.

3. Где заканчивается бумага и начинается картон?

Проводя рукой по абсолютно гладкой на вид поверхности коробки, покупатель восклицает: "Ах, какая красота!" Но то, что нам кажется гладким и тонким, на самом деле не всегда таковым является. Гладкость (способность передавать без разрывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации) -- одно из важнейших печатных свойств. Чем выше гладкость, тем лучше контакт между поверхностью и печатной формой, тем меньше прилагается давления при печатании, тем выше качество изображения.

От микроскопической шероховатости, присущей всей бумажной продукции, не так-то просто избавиться. Как и от разногласий по вопросу "что есть картон?". Научно-популярное издание "Все о бумаге" (М.: Дубль В, 1999.) утверждает, что картон -- не что иное, как бумага плотностью свыше 150 г/м2. Некоторые специалисты отодвигают границу до 200-250 г/м2. Но практически все согласны, что картоном можно назвать бумагу толщиной более 0,25 мм, а также бумагу, имеющую многослойное строение (не имеются в виду слои мелования), независимо от плотности. Многослойная структура увеличивает толщину и жесткость картона. Сколько не пытаются полимерные материалы его вытеснить, он остается незаменимым там, где нужна жесткость... не характера, а формы:

упаковка для продуктов питания, лекарств, парфюмерно-косметических товаров, стиральных порошков, детских игр и прочих товаров.

Для изготовления картонной упаковки с полноцветной печатью, лакированием или тиснением огромное значение имеет качество покрытия лицевой стороны. Поэтому используют, как правило, картоны с двухслойным/полным (примерно 20г/м2) и реже с легким (от 4 до 10 г/м2) меловани-ем. В дальнейшем речь будет идти именно о мелованных (покрытых) сортах картона.

Geschtnichener... Coated... Мелованные...

Мелованный картон отличает хорошее поведение в процессе печати, более интенсивное воспроизведение красок и лучший глянец при лакировании. При печати на нем диаметр пор мелованного слоя настолько мал, что в поры впитываются только растворители, в то время как частицы красящих пигментов остаются на поверхности бумаги. Поэтому изображение получается очень насыщенное.

Типичная структура мелованного картона:

- мелованные слои (один или несколько);

- верхний слой (один или несколько слоев качественного сырья: беленая или небеленая целлюлоза, древмасса, отбеленая макулатура);

- вкладыш (достаточно толстый слой из дешевого сырья: макулатура, древмасса, небеленая целлюлоза, различные отходы производства);

- нижний слой (один или несколько слоев качественного сырья: беленая или небеленая целлюлоза, древмасса, макулатура).

Учитывая отсутствие единого мнения по самому понятию "картон", не удивительно, что нет и общепринятой классификации видов картона. В основном, пользуются маркировками, заявленными производителями. Данные частично взяты из таблицы "Сорта мелованного картона" (Все о бумаге.-М.: Дубль В, 1999, с.71.).

Дуплексом называют картон с односторонним мелованием, триплексом -- с двусторонним. Большинство из макулатурных картонов на российском рынке имеют маркировку GD2, а картоны из первичных волокон -- GC2.

К числовым характеристикам качества покрытия относятся только белизна, глянец и гладкость поверхности. В остальном ориентируются либо на общее описание, либо на внешний вид, а чаще -- на отзывы коллег.

Пересекая границы...

Производители картона обычно проводят границу между дизайнерскими, полиграфическими и упаковочными картоном. Но никто вам не помешает, к примеру, удивить мир изготовленной из первого или второго элитной косметической упаковкой. В общем, границу можно пересекать, пока вы не посчитаете, в какую сумму это выливается.

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Масса (вес) является наиболее распространённым показателем, т.к. большинство бумаг(картон) продают по массе 1 м2. Массу бумаги (картона) чаще относят к единице площади, чем к единице объёма, как это делают в отношении других материалов, т.к. бумагу используют в виде листа, и поэтому площадь в данном случае играет более важную роль, чем объём.

Толщина бумаги (картона) (мкм) является важным фактором в характеристике многих других видов бумаги и определяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительские свойства (в первую очередь прочностные) готового изделия.

Механическая прочность - одно из основных и важных свойств большинства видов бумаги и картона. Стандарты на печатные виды бумаг предусматривают определённые требования механической прочности на разрыв. Эти требования определяются возможностью выработки на современных быстроходных машинах печатных видов бумаги без обрывов с последующим пропуском её через быстроходные перемотно-резательные станки и в дальнейшем на печатных машинах.

Достаточная механическая прочность бумаги должна обеспечивать безостановочную работу печатных машин на полиграфических предприятиях.

Показатель сопротивления бумаги (картона) излому - один из существенных показателей, характеризующих механическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которых образована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и прочно связанных между собой волокон. Для печатных видов бумаги наиболее значимый показатель в процессе переплётно-брошюровочых работ полиграфического производства.

Показатель качества - сопротивление продавливанию - нельзя отнести к числу основных. Он предусматривает по действующим стандартам для сравнительно ограниченного количества видов бумаги. Важное значение этот показатель имеет для упаковочно-обёрточных видов бумаги. Этот показатель в некоторой степени связан с -показателями разрывного груза бумаги и удлинения её при разрыве.

Для некоторых видов бумаги и картона показатель сопротивления поверхности этих материалов истиранию служит одним из критериев, определяющих потребительские свойства материала. Это относится к чертёжно-рисовальным и картографическим видам бумаги. Эти бумаги допускают без излишнего повреждения поверхности возможность удаления написанного, нарисованного или напечатанного путем подчистки резинкой, лезвием бритвы или ножа. Одновременно подобная бумага с хорошей поверхностной прочностью на истирание должна сохранять удовлетворительный внешний вид после повторного нанесения текста или рисунка на стёртом месте.

Влагопрочность, или прочность во влажном состоянии - важный фактор большинства бумаг, особенно у бумаги, изготовленной на быстроходных бумагоделательных машинах, так как должна обеспечиваться бесперебойная работа буммашины при переходе бумажного полотна из одной секции машины в другую.

Прочность на изгиб. Это сопротивление бумаги(картона) упругому изгибу. При этом испытании бумагу не изгибают слишком сильно, чтобы она не разорвалась. Сопротивление бумаги изгибу определяют либо динамическим методом (метод длины собственной частоты), либо статическим методом (метод стержня).

Определение: DIN 52123, Часть1 - метод длины собственной частоты и DIN 53121 - метод стержня;

Значение в Н/мм

Потребительские свойства бумаги и картона -- это такие свойства, которые проявляются непосредственно при их использовании, т. е. в процессе эксплуатации. Эти свойства включают следующие: функциональные, надежность, эстетические, эргономические, безопасность, а также социальное назначение.

Социальное назначение -- это соответствие бумаги и картона потребностям населения, обусловливающее целесообразность их производства, сбыта и потребления. Учитывая, что наша страна, по оценке ООН, является самой читающей страной мира, выпускаемое в России количество бумаги, особенно газетной, писчей и картона не в достаточной степени обеспечивает потребности населения в художественной литературе, некоторых журналах.

Функциональные свойства и показатели качества бумаги и картона. Функциональные свойства обусловливают соответствие бумаги и картона их целевому назначению как предмета потребления. В зависимости от целевого назначения каждая группа, вид бумаги и картона характеризуются различными показателями: композицией, массой 1м2, толщиной, объемной массой, жиропроницаемостыо, водопроницаемостью, паропроницаемостью, воздухопроницаемостью, влагопроницаемостыо, термостойкостью и другими свойствами.

Композицией бумаги (картона) называется состав и соотношение в процентах волокнистых и неволокнистых компонентов, из которых производится бумага (картон) данного вида. Это одно из важнейших свойств бумаги (картона), во многом определяющее качество данного вида бумаги (картона). Необходимые свойства бумаги (картона) получают путем изменения композиции. Так, бумага, которая содержит волокна древесной массы, малопрочная с серым оттенком. При введении в эту бумагу целлюлозы повышаются ее белизна, гладкость, прочность и т. д.

Наиболее высокими показателями качества характеризуется бумага, содержащая волокна тряпичной полумассы. У каждого вида бумаги (картона) разное процентное содержание волокнистых материалов, указываемое в стандартах.

Масса 1 м2 бумаги (картона), выражаемая в граммах, зависит от состава входящих в нее волокон, степени размола, вида и количества наполнителей и других компонентов. Масса бумаги определяет массу изготовленных из нее беловых товаров. Она определяет плотность бумаги, пористость, вид входящих в ее состав волокон. Так, бумага, содержащая древесную массу, тяжелее бумаги, в составе которой 100 % целлюлозы или тряпичной полумассы. Это важнейший показатель, который приводится в стандартах.

Толщина бумаги (картона) выражается в микрометрах и для бумаги (картона) различного назначения неодинакова: для папиросной -- 23 мкм, писчей--100, чертежной -- до 200 мкм, а для картона -- от 0,4 до 3 мм.

Линейная плотность бумаги (картона) выражается величиной, получаемой делением массы 1 м2 в граммах на толщину в микрометрах, в г/см3. Она определяет плотность и пористость бумаги (картона). Так, чем выше показатель объемной массы, тем выше плотность бумаги и наоборот. Плотность чертежной бумаги, вырабатываемой из длинных и хорошо расщепленных волокон, составляет 0,8--0,9 г/см3, а рыхлая промокательная бумага, состоящая из плохо расщепленных волокон, имеет высокую впитываемость и объемную массу только 0,45 г/см3.

Необходимую плотность получают каландрированием. От плотности бумаги и картона зависит их паропроницаемость, воздухопроницаемость и впитываемость, что особенно важно при оценке качества писчей бумаги и картона.

Функциональные показатели, качества бумаги и картона: композиция бумажной массы (%), толщина (мкм), плотность (г/см3), расход волокнистых материалов на 1000 м2 (кг), размеры (форматы) бумаги (мм), масса бумаги площадью 1 м2 (г), светостойкость цветной бумаги (балл).

Надежность потребления и показатели качества бумаги и картона. Надежность потребления бумаги и картона -- это потребительское свойство, обусловливающее сохранение основных параметров и их функционирование во времени и в пределах, соответствующих заданным условиям потребления. К ним относятся: сопротивление разрыву, излому, продавливанию, раздиранию, деформации и др.

Сопротивление разрыву -- важнейший параметр бумаги и картона. При отливе бумажного полотна (картона) на сетке бумагоделательной машины большинство волокон располагается вдоль хода сетки. Поэтому прочность бумаги на разрыв выше в продольном направлении, чем в поперечном. И наоборот, растяжимость больше в поперечном направлении в 1,5-- 2 раза, чем в продольном. Сопротивление бумаги (картона) разрыву характеризуется разрывным грузом (в кгс), а чаще -- разрывной длиной в метрах. Под разрывной длиной понимают длину полоски бумаги в метрах, при которой эта полоска, подвешенная за один конец, разрывается под тяжестью собственной массы. Разрывная длина, которая дает представление о прочности бумаги на разрыв, зависит от длины и прочности применяемых волокнистых материалов, помола волокон и режима работы бумагоделательной машины. Так, бумага, изготовленная из целлюлозы или из льняных волокон, значительно прочнее бумаги, изготовленной из древесной массы. Бумага с разрывной длиной свыше 5000 м -- очень прочная (калька бумажная), с разрывной длиной от 3500 до 5000 м -- прочная (чертежная), с длиной от 2000 до 3500 м -- средней прочности (писчая) и с разрывной длиной до 2000 м -- слабая.

Определение: DIN 53115 с использованием испытательного устройства Брехт Имсет, значение в Дж/м.

Сопротивление излому бумаги и картона характеризуется числом двойных перегибов на 180", которое может выдержать образец до полного разрыва. Число двойных перегибов в направлении вдоль полотна больше, чем поперек. Чем толще бумага (картон), тем больше число двойных перегибов. Такой показатель, как сопротивление излому, имеет большое значение для переплетного картона, документальной, чертежной и картографической бумаги, т. е. бумаги, которую при использовании приходится неоднократно складывать и разворачивать. Рисовальная бумага выдерживает 30--200 двойных перегибов, чертежная прозрачная -- 900--2000.

Определение: DIN 52123, Часть 1 - метод длины собственной частоты и DIN 52121 - метод стержня, значение в H/мм.

Сопротивление надлому характеризуется величиной угла надлома, при котором разрушается поверхность картона.

Сопротивление продавливанию -- это способность бумаги (картона) противостоять силам, действующим перпендикулярно ее поверхности (в кгс/см2). Сопротивление продавливанию зависит от помола массы, композиции, отлива на сетке, прессования, сушки, отделки и массы в 1 м2 и др. Этот показатель важен для картона, папиросной, мешочной и другой бумаги. Так, для папиросной бумаги сопротивление продавливанию установлено в 4--5 кгс/см2. Особое значение имеет сопротивление продавливанию для копировальной бумаги, так как она испытывает значительное давление букв при печатании.

Сопротивление раздиранию -- показатель, который выражается усилием, необходимым для раздирания картона или бумаги (в гс). Этот показатель позволяет судить о величине усилия в граммах, необходимого для раздирания предварительно надрезанного образца бумаги (картона). Показатель важен для печатной бумаги, так как при прохождении через типографские машины обрывы полотна бумаги, как правило, начинаются с надрыва кромки (при изготовлении беловых товаров).

Определение: DIN 53112 Часть1 с использованием устройства для испытаний на стяжение; значение в N (прочность при растяжении) и в % (удлинение при разрыве).

Деформация бумаги (картона)--особенно важный показатель для бумаги, на которую наносятся рисунки при многокрасочной печати (картографическая, для карт и др.). Различают два вида деформации: линейную и остаточную. Линейная деформация-- это увеличение длины и ширины бумаги после обработки ее водой, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа. Остаточная деформация -- это сокращение размеров увлажненного листа бумаги при высушивании, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа.

Показатели надежности бумаги и картона: разрывная длина (м), прочность на излом при многократных перегибах (число двойных перегибов), сопротивление раздиранию (мН), влагопрочность (%), стойкость поверхности бумаги к выщипыванию (м/с), потери сопротивления излому при нагревании (%), линейная деформация (%).

Эргономические свойства и показатели качества бумаги и картона. Эргономические свойства бумаги и картона обусловливают удобства пользования ими потребителем. Так, степень проклейки характеризует сопротивление бумаги (картона) произвольному проникновению чернил, туши и их растеканию по поверхности бумаги. Бумага должна быть такой, чтобы при нанесении письма или чертежа чернилами или тушью они не растекались по поверхности.

Степень проклейки картона выражается в процентном содержании проклеивающего вещества, а бумаги -- шириной штриха в миллиметрах при нанесении чернил, туши, краски, если они не растекаются и не проходят на обратную сторону (это штриховой метод определения проклейки). Так, степень проклейки писчей бумаги--1,25 мм, чертежной -- 2, а под карандаш-- до 1,25 мм.

Гладкость" бумаги (картона)--один из важнейших показателей эргономических свойств. Чем выше гладкость, тем равномернее ложатся чернила, краски, печать. Гладкость бумаги зависит от длины и толщины ее волокна, степени наполнения и глазировки. Гладкость выражается в секундах, необходимых для прохождения 10 мл воздуха между поверхностью образца бумаги и стеклянной полированной пластинкой при постоянном давлении на бумагу 1 кгс/см2. Чем выше гладкость поверхности бумаги, тем теснее ее контакт с пластиной и тем больше потребуется времени для прохождения воздуха. Наиболее высокая гладкость 400--600 с у мелованной бумаги, а у чертежной и рисовальной -- только 30 с.

Эстетические свойства и показатели качества бумаги и картона. Эстетические свойства изделий, в данном случае бумаги и картона, определяются их внешним видом. Он характеризуется белизной, цветом, оттенком, сорностью и другими показателями.

Цвет -- один из основных показателей внешнего вида бумаги (картона) и характеризует пригодность бумаги для письма, печати и других целей.

Оттенок бумаги, устанавливаемый для белой и цветной бумаги, должен соответствовать оттенку установленного образца. Для этого в бумажную массу вводят красители. В процессе выработки бумаги ее оттенок может меняться из-за нарушения технологического режима, характера помола массы, наполняющих и красящих веществ и других факторов.

Раковистость -- дефект покровного слоя бумаги или картона. Определяется числом раковин.

Эстетические показатели качества бумаги и картона: белизна (%), непрозрачность (%), просвечиваемость и лоск (%), раковистость (шт.), светостойкость цветной бумаги (балл), сорность (шт.), разница значений белизны по сторонам (%), показатель качества исполнения маркировки.

Безопасность потребления и показатели качества бумаги и картона. Безопасность потребления бумаги и картона обеспечивает защиту человека от опасных и вредных воздействий, возникающих при их использовании. Это -- отсутствие режущих кромок, допустимость определенной кислотности, щелочности и др. Кислотность покровного слоя бумаги характеризуется концентрацией ионов водорода -- рН покровного слоя.

При проверке и тестировании бумаги и картона необходимо соблюдать климатические условия по DIN EN 20187 или ISO 187 и обращать внимание на пробные образцы по DIN / ISO 186.

Таблица 5

Показатели для испытаний бумаги и картона (обзор)

4. Приборы для исследования картона

Страницы: 1, 2