Як вже неодноразово згадувалося в різних публікаціях, папір має великий вплив на якість і рентабельність в сучасній поліграфії. Правильно підібрана папір має комплекс властивостей, що визначають якість даної поліграфічної продукції відповідно до умов її використання.
Давайте, для початку, коротко визначимося, що таке папір? Це багатокомпонентна система, що складається з спеціально оброблених рослинних волокон, тісно переплетених між собою і пов'язаних хімічними силами зчеплення різного виду. Це капілярно-пористий матеріал. Крім волокнистих компонентів, які формують структуру паперу і її основні властивості, до складу паперу можуть вводитися мінеральні наповнювачі (проклеюючі речовини, барвники та ін. Спеціальні добавки). Основними волокнистими напівфабрикатами є: деревна целюлоза, одержувана хімічною обробкою деревини і деревна маса, тобто механічно подрібнена деревина - дешевий і широко використовуваний компонент паперу. Особливе місце займає папір з бавовняних і синтетичних волокон.
Папір розрізняється по товщині або по масі одного квадратного метра (г / м2). За прийнятою класифікацією маса 1 м2 друкованого паперу може становити від 40 до 250 грам. Більше 250 г / м2 - це вже картон.
Один з найважливіших технічних показників паперу, від якого залежать багато основні властивості, такі як міцність, пружність, пластичність, світлостійкість та інші - це композиція паперу. Вітчизняні папери за композиції підрозділяються на групи за номерами: №1, №2, №3.
Папір №1 - це Чістоцеллюлозние папір. Як правило, такі папери готуються тільки з целюлозних волокон. Чістоцеллюлозние папери мають звичайно високу білизну, підвищену міцність, майже не схильні до старіння при зберіганні. Такі папери використовуються для виготовлення високохудожньої продукції, словників, енциклопедій, офіційних довідкових видань.
Папір №2 дешевше паперу №1 і може містити до 50% деревної маси. Треба відзначити, що деревна маса надає папері ряд корисних якостей - поліпшуються друковані властивості, стабільність розмірів при зміні кліматичних умов, знижується маса листа і т.д.
І, нарешті, папір №3 складається повністю з деревної маси. Це дешевий папір невисокої якості, яка використовується для видань з невеликим терміном служби і застосовується тільки для друкарською (високої) печатки.
За способом друку папір звичайно підрозділяється на офсетний, друкарську і для глибокого друку. Інші способи друку, наприклад, літографський, флексографский, трафаретний і ін. Ми в цій статті розглядати не будемо.
Друковані властивості паперу - це властивості, що визначають її поведінку до друку (тобто проходження її через бумагопроводящую систему друкарської машини), під час друку (взаємодія паперу з друкарською фарбою і процес закріплення зображення) і після друку (операції фальцювання, брошурування, підрізування , а також експлуатаційні характеристики готової продукції). Всі ці властивості, можна об'єднати в такі групи:
- геометричні: гладкість, товщина і маса 1 м2, щільність і пористість;
- оптичні: білизна, непрозорість, лиск (глянець);
- показники однорідності структури, паперу: рівномірність просвіту, різнобічність;
- механічні (міцності і деформаційні): міцність поверхні до вищипування, розривна довжина або міцність на розрив, міцність на злам, влагопрочность, м'якість і пружність при стисненні і т.д .;
- сорбційні: гідрофобність (стійкість до дії води), вбирає здатність розчинників друкарських фарб.
Всі ці показники мають тісну залежність один від одного і ступінь їх впливу на оцінку друкованих властивостей різна для різних способів друку.
Папір часто класифікують за ступенем обробки поверхні. Це може бути папір без обробки - матова, папір машинної гладкості і глазурована (каландрированная) папір, яку додатково обробляли в суперкаландрах для додання їй високої щільності і гладкості.
Що ж це за властивості?
Геометричні властивості паперу
Гладкість паперу. мікрорельєф її поверхні визначає "роздільну здатність" паперу - тобто здатність передавати без розривів і спотворень найтонші барвисті лінії, точки та їх комбінації. Це одне з найважливіших друкарських властивостей паперу. Чим вище гладкість паперу, тим більше контакт між її поверхнею і друкованої формою, тим менший тиск потрібно докласти при друкуванні, тим вище якість зображення. Гладкість паперу визначається в секундах за допомогою пневматичних приладів або за допомогою профілограм, що дають наочне уявлення про поверхні паперу.
Різні способи друку висувають до паперу різні вимоги по гладкості. Так каландрированная друкарська папір повинна мати гладкість від 100 до 250 сек. а офсетний папір тією самою мірою обробки може мати гладкість набагато нижче - 80-150 сек. Папір для глибокого друку відрізняється підвищеною гладкістю, що становить від 300 до 700 сек. Газетний папір не може бути гладкою через пористості. Істотно покращує гладкість поверхні нанесення будь-якого покривного шару, - поверхнева проклейка, пігментація, мелование (яке, в свою чергу, може бути різним, - одностороннім і двостороннім, одноразовим, багаторазовим і т.д.).
Поверхнева проклейка - це нанесення на поверхню паперу тонкого шару проклеюють речовин (маса покриття становить до 6 г / м2) для забезпечення високої міцності поверхні паперу, що оберігає її від вищипування окремих волокон липкими фарбами, а також для зменшення деформації паперу при зволоженні для забезпечення точного збігу фарб при багатоколірного друку. Особливо це важливо для офсетного і літографської друку, коли папір піддається зволоженню водою в процесі друку.
Пігментація і крейдованого паперу відрізняються тільки масою наноситься покриття. Так вважається, що маса покривного шару в пігментованих паперах не перевищує 14 г / м2, а в крейдованих паперах досягає 40 г / м2. Крейдяний шар відрізняється високим ступенем білизни та гладкості. Висока гладкість - одна з найбільш важливих характеристик крейдованих паперів. Їх гладкість досягає 1000 сек. і більше, а висота рельєфу не перевищує 1 мкм. Показник гладкості не тільки забезпечує найбільш оптимальну взаємодію паперу і фарби, але і покращує оптичні властивості поверхні, що сприймає барвисте зображення.
Не можна не згадати про таку важливу характеристику паперу, як пористість. Адже вона безпосередньо впливає на поглинаючу здатність паперу (тобто на її здатність сприймати друкарську фарбу) і цілком може служити характеристикою структури паперу. Папір є пористо-капілярним матеріалом, при цьому розрізняють макро- і мікропористість. Макропори, або просто пори - це простору між волокнами, заповнені повітрям і вологою. Мікропори, або капіляри - найдрібніші простору невизначеної форми, що пронизують покривний шар крейдованих паперів, а також утворюються між частинками наповнювача або між ними і стінками целюлозних волокон у крейдованого паперів. Капіляри є і всередині целюлозних волокон.
Всі некрейдовані, не дуже ущільнені папери (наприклад, газетний) - макропористі. Загальний обсяг часу в таких паперах досягає 60% і більше, а середній радіус пір складає близько 0.16-0.18 мкм. Такі папери добре вбирають фарбу, завдяки своїй пухкої структурі.
Крейдовані папери відносяться до мікропористий (капілярним) паперів. Вони теж добре вбирають фарбу, але вже під дією сил капілярного тиску. Тут пористість становить усього лише 30%, а розмір пор не перевищує 0.03 мкм.
Інші папери займають проміжне положення. Щільність друкованих паперів коливається, в середньому, від 0.5 г / см3 для пухких (пористих) і до 1.35 г / см3 для високоплотних капілярних паперів.
Оптичні властивості паперу
Зовсім особливе місце займають оптичні властивості, тобто білизна, непрозорість і лиск (глянець).
Білизна - це здатність паперу відбивати світло неуважно і рівномірно у всіх напрямках. Висока білизна бажана, так як чіткість, легкість для читання видання залежить від контрастності запечатаних і пробільних ділянок відбитка.
Ще однією важливою властивістю друкованого паперу є її непрозорість. Це особливо важливо при двосторонньому друці. Для підвищення непрозорості підбирають композицію волокнистих матеріалів, комбінують ступінь їх помелу, вводять наповнювачі.
До оптичних властивостей паперу ставиться також її лиск або глянець. Лоск, або глянець - це результат відображення поверхнею паперу падаючого на неї світла. Природно, це тісно пов'язано з гладкістю паперу. Зазвичай з підвищенням гладкості лиск теж збільшується. Але це не догма, - треба пам'ятати, що гладкість визначається механічним способом, а лиск - це оптична характеристика. Глянець глазурованої папери може складати 75-80%, а матовою - до 30%.
Багато хто вважає, що глянець це та кінцева характеристика, за якою слід вибирати папір. Однак глянець потрібен далеко не завжди. Так, для тексту або штрихових ілюстрацій досить паперу з мінімальним глянцем (наприклад, папір машинної гладкості). А ось різні проспекти, етикетки, репродукції з картин прекрасно виходять на папері з високим глянцем.
Механічні властивості паперу
Наступна група - це механічні властивості паперу, які можна поділити на міцність і деформаційні. Деформаційні властивості проявляються при впливі на матеріал зовнішніх сил і характеризуються тимчасовим або постійним зміною форми або об'єму тіла. Основні технологічні операції поліграфії супроводжуються суттєвим деформацією паперу. Папір піддається різним деформуючим впливам: розтягування, стиснення, вигину. Від того, як веде себе папір при цих впливах, залежить нормальний перебіг технологічних процесів друкування і наступної обробки. Так, при друкуванні високим способом з жорстких форм при високому тиску папір повинна бути м'якою, тобто легко стискуватися, вирівнюватися під тиском, забезпечуючи найбільш повний контакт з друкарською формою.
М'якість паперу пов'язана з її структурою, тобто з її щільністю і пористістю. Наприклад, крупнопористая газетний папір може деформуватися при стисненні до 28%, а у щільному крейдованому паперу деформація стиснення не перевищує 6-8%. Для високого друку важливо, щоб ці деформації були повністю оборотними, щоб після зняття навантаження, папір повністю відновлювала первинну форму. В іншому випадку, на відбитку буде видно сліди оборотного рельєфу, що говорять про те, що в структурі паперу відбулися серйозні зміни. І навпаки, якщо папір призначена для обробки тисненням, то метою стає залишкова деформація, а показником якості є її незворотність, тобто стійкість рельєфу тиснення.
Для офсетного друку на високошвидкісних ротаційних машинах дуже важливими є міцнісні характеристики паперу: міцність на розрив, злам, стійкість до вищипування, влагопрочность. Міцність паперу залежить не від міцності окремих компонентів, а від міцності самої структури паперу, яка формується в процесі паперового виробництва. Це властивість характеризується звичайно розривною довжиною в метрах або розривним зусиллям в ньютонах. Наприклад, для м'яких друкарських паперів, розривна довжина становить не менше 2500 м, а для жорстких офсетних, до 3500 м і більше.
Папери, призначені для плоского друку, повинні мати мінімальну деформацію при зволоженні, так як за умовами технології друкованого процесу, вони стикаються з зволоженими поверхнями. Не секрет, що папір - матеріал гігроскопічний. При збільшенні вологості її волокна набухають і розширюються, головним чином по діаметру, папір втрачає форму, жолобиться і морщиться. А при висушуванні відбувається зворотний процес: папір дає усадку, в результаті чого змінюється формат. Підвищена вологість різко знижує механічну міцність паперу на розрив, папір не витримує високих швидкостей друкування і рветься. Зміна вологості паперу в процесі багатокольоровим друку призводить до несуміщення фарб і спотворення кольору.
Для підвищення вологостійкості до складу паперової маси, при виготовленні, додають гідрофобні речовини (проклейка в масі) або проклеюючі речовини наносяться на поверхню вже готового паперу (поверхнева проклейка).
Сорбційні властивості паперу
І, нарешті, найважливіше властивість друкарського паперу - її вбирає здатність. Уміння правильно оцінити поглинаючу здатність, означає виконання умов своєчасного і повного закріплення фарби і, як результат, отримання якісного відбитка.
Вбирає здатність папери, в першу чергу, залежить від її структури. Перш ніж говорити про особливості цієї взаємодії в тих чи інших випадках, необхідно ще раз згадати основні типи структур сучасних друкованих паперів. Якщо зобразити структури паперу у вигляді шкали, то на одному з її кінців розмістяться великопористі паперу, що повністю складаються з деревної маси. Інший кінець шкали займуть чистоцеллюлозние мікропористі папери. Трохи лівіше розташуються чистоцеллюлозние некрейдовані папери, теж мікропористі. А все решта займуть залишився проміжок.
Макропористі паперу добре сприймають фарбу, вбираючи її як єдине ціле. Тут необхідні маловязкие фарби. Рідка фарба швидко заповнює великі пори, всмоктуючись на досить велику глибину. Причому надмірне її всмоктування може навіть викликати "пробивання" відбитка, тобто зображення стає видним зі зворотного боку аркуша. Підвищена макропористістю паперу небажана, наприклад, при ілюстраційні друку, коли надмірна поглинання призводить до втрати насиченості і глянсуватості фарби. Для мікропористих (капілярних) паперів характерний механізм так званого "виборчого вбирання", коли під дією сил капілярного тиску в мікропори поверхневого шару паперу вбирається, переважно, малов'язкі компонент фарби (розчинник), а пігмент і пленкообразователь залишаються на поверхні паперу. Саме це і потрібно для отримання чіткого зображення. Так як механізм взаємодії папір-фарба в цих випадках різний, для крейдованих і крейдованого паперів готують різні фарби.
Всі розглянуті вище властивості друкованих паперів мають неабиякий вплив на якість кінцевої поліграфічної продукції. Не варто їх розглядати окремо, - всі вони взаємопов'язані. Якщо вибір паперу представляє для вас певні складнощі, то краще проконсультуйтеся з фахівцями з фірм, що займаються виробництвом і продажем паперової продукції.