Мелованная бумага
Мелование – это способ повышения качества бумаги и картона. Процесс мелования в значительной мере выравнивает шероховатую поверхность бумажного полотна, что улучшает ее кондиции и важно для обеспечения высокого качества типографской печати.
Мелованная бумага – это один из самых востребованных сортов бумаги на рынке полиграфии, который во многом определяет конечный вид печатной продукции. В предлагаемой вниманию читателей публикации приводится информация о свойствах, особенностях производства и областях применения мелованной бумаги, а также классификация этого сорта бумаги.
Производство мелованной бумаги
Технология начального этапа производства мелованной бумаги мало отличается от стандартного процесса получения бумаги. Волокнистая суспензия подается на быстро движущуюся сетку бумагоделательной машины (БДМ).
По мере прохождения сетки через обезвоживающие элементы вода удаляется и формируется бумажное полотно, которое затем прессуется и высушивается.
В мелованной бумаге содержится большое количество наполнителей: каолин, карбонат кальция, диоксид титана. В процессе изготовления мелованная бумага обязательно проклеивается либо в массе, либо на стадии отделки.
Для уменьшения степени впитываемости связующего печатных красок производится гидрофобизирующая обработка бумаги. При этом поверхностная проклейка снижает вероятность выщипывания волокон из бумажного полотна при типографской печати.
Рис. 1. Каландрирование бумаги на установке NipcoFlex TM фирмы Voith Paper
Важным этапом производства является каландрирование – обработка поверхности бумаги, позволяющая повысить ее прочность, гладкость и лоск. Каландрирование – это прохождение полотна бумаги между валами с эластичной или твердой поверхностью, которое производится под давлением и при высокой температуре (рис. 1). Чем сильнее бумага спрессована валами каландра, тем она менее пухлая и более прозрачная. При производстве высококачественной мелованной бумаги следует соблюдать баланс гладкости бумаги-основы и непрозрачности; особенно это важно для тонких бумаг, в которых содержание веществ, необходимых для получения мелованного покрытия, сравнимо с содержанием волокна.
Теперь о том, что именно делает бумагу мелованной. Покрытие бумаги меловальной пастой может быть произведено однократно или многократно. Двукратное покрытие, как правило, происходит в два этапа: сначала слой наносится на встроенной в БДМ меловальной установке, а затем на отдельном меловальном оборудовании. Однако существуют и БДМ, в которых непосредственно выполняется двойное покрытие меловальной пастой.
При этом второе покрытие может наноситься на высушенное первое (метод «влажным по сухому») или прямо на влажное (метод «влажным по влажному»). Бумага после мелования имеет матовую поверхность, которая после каландрирования приобретает лоск.
Мелование подразделяется на легкое, полное и литое. При различных видах обработки не только варьируется количество наносимой меловальной пасты, но и изменяется характер ее проникновения в структуру бумажного полотна. Глубина проникновения может быть как значительной, так и небольшой.
Рис. 2. Мелование бумаги на установке SpeedSizer AT фирмы Voith Paper
Масса первого слоя, наносимого в режиме онлайн непосредственно на БДМ, невелика – 4−6 г/м2. Масса второго слоя, который наносится в меловальной установке, больше – 20−25 г/м2 (иногда до 40 г/м2). При шаберном меловании избыток пасты удаляется гибким ножом (шабером), а при литом слой напыляется с помощью форсунок, что обеспечивает более равномерное нанесение пасты на бумажное полотно.
В последние годы устройства для мелования и каландрирования включают в состав сушильной части БДМ. Основное преимущество таких конструктивных решений заключается в существенной экономии производственных площадей.
Включение установок для мелования в состав БДМ стало возможным после разработки валкового устройства пленочного типа, с помощью которого покровную пасту наносят одновременно на обе стороны бумажного полотна при сохранении контурного профиля бумаги. Новые конструкции меловального устройства имеют два вала, к каждому из которых примыкает дозирующий вал, вращающийся со скоростью, отличающейся от скорости наносящего вала, благодаря чему в пленке наносимого покровного состава возникают усилия сдвига, обеспечивающие стабильность пленки при высокой скорости (рис. 2).
Сегодня используется несколько способов мелования бумаги (рис. 3).
Шаберное мелование Пленочный пресс Шторное мелование
Рис. 3. Современные методы мелования бумаги:
Рис. 4. Мелование бумаги на установке фирмы
Voith Paper
Весьма перспективным является метод шторного мелования. В устройстве для его осуществления отсутствуют механические элементы для разравнивания пасты по поверхности полотна. Паста вытесняется через узкую щель напускной камеры и под действием силы тяжести падает на полотно в виде шторы. В точке соприкосновения с полотном штора изменяет направление движения и растягивается, образуя на поверхности бумажного полотна тонкую пленку, которая высушивается воздухом (рис. 4).
Недостатком метода шторного мелования является то, что покрытие наносится только на одну сторону полотна. Масса покровного слоя регулируется скоростью движения бумажного полотна и шторы, а также содержанием сухого вещества в пасте.
Дозирование пасты завершается до момента ее контакта с полотном, благодаря чему равномерность толщины слоя не зависит от неровностей поверхности полотнаосновы. В результате обеспечивается высокая степень равномерности покрытия полотна в машинном и поперечном направлении, а отсутствие механических деталей, соприкасающихся с полотном, снижает требования к прочности бумажного полотна и уменьшает количество обрывов.
Классификация мелованной бумаги
Образцы мелованной бумаги
Мелованные бумаги классифицируются по содержанию в них волокнистых компонентов, по отделке поверхности, по количеству сторон и слоев мелования, по массе мелованного покрытия и формату.
По компонентному составу мелованные бумаги подразделяются на чисто целлюлозные, в которых содержание механической древесной массы (МДМ) не превышает 10%, и на бумаги с содержанием МДМ до 25%. Бумаги, содержащие МДМ, обладают большей непрозрачностью и гладкостью, чем чисто целлюлозные, но меньшей белизной и глянцем.
Мелованные виды писчепечатной бумаги:
а) бумаги, содержащие МДМ:
- легкомелованная бумага – LWC (light weight coated) – бумага-основа массой 26…42 г/м2, масса покрытия 7…12 г/м2;
- печатная бумага – MWC (medium weight coated) бумага-основа массой 42…75 г/м2; масса покрытия 11…15 г/м2;
- печатная бумага с мелованием на БДМ – MFC (mashine finished coated), содержание МДМ – 45…65%.
б) бумаги, не содержащие МДМ:
- печатная бумага для ксерокса – WF (woodfree printing paper grades) массой – 70…80 г/м2; содержание наполнителя – 5…22 г/м2.
Финальное каландрирование позволяет придать бумаге особые поверхностные свойства. В зависимости от цели каландрирования бумаги – придания ей глянца или матовости – применяют тот или иной набор валов каландра. Глянцевая мелованная бумага производится с нанесением дополнительного глянца на каландре вне БДМ. Она отличается лучшими печатными свойствами, большей гладкостью, минимальным пылением и «отмарыванием» (переход краски с отпечатка обратно на оттиск), а также требует меньшего расхода печатной краски.
Матовой бумаге свойственны большие жесткость, пухлость и непрозрачность, она способна наилучшим образом воспроизводить текстовую информацию. Глянцевую бумагу чаще используют для ярких иллюстрированных изданий, а матовую – для изданий смешанного типа с преобладанием текста. Кроме того, существует и промежуточная степень отделки поверхности, которая дает возможность получения полуматовой бумаги, которая называется silk или satin. Получение такой бумаги требует применения технологии, заключающейся в особом режиме работы каландров.
Мелованные бумаги могут быть одностороннего и двустороннего мелования.
Бумаги с односторонним мелованием применяются для получения этикеток. Слоев мелования может быть от одного до трех, чем больше таких слоев, тем выше показатели белизны и гладкости бумаги.
По массе одного квадратного метра мелованного листа бумагу подразделяют на легкую (до 60 г/м2), средней плотности (70−150 г/м2) и высокой плотности (более 150 г/м2). Употребление слова «плотность» в данном случае не совсем корректно, но оно благозвучнее, чем термин «граммаж», который часто используют в профессиональной среде для обозначения массы одного квадратного метра бумаги.
Свойства мелованной бумаги
При выборе и использовании мелованной бумаги необходимо учитывать ее особенности, такие как плотность, светопроницаемость, белизна, шероховатость, влажность и стойкость к выщипыванию бумажного полотна.
Как правило, производители под одной и той же торговой маркой предлагают до десяти и более разновидностей мелованных бумаг различной плотности. Основные значения плотности мелованных бумаг – 70, 80, 90, 115, 130, 150, 170, 200, 250, 300, 350 г/м2.
Шероховатость или гладкость показывают среднюю высоту микронеровностей бумаги в микронах. Показатель шероховатости мелованных бумаг должен быть около 0,83 мкм. Стойкость к выщипыванию – важный показатель мелованных бумаг, влияющий на качество печати. У мелованной бумаги стойкость к выщипыванию по Деннисону должна составлять от 4 до 7, что обеспечивает оптимальное впитывание краски.
Применение
Мелованная бумага широко используется в полиграфии для печати художественных альбомов и иллюстрированных энциклопедий, художественных книг, журналов, рекламных буклетов и пр. Конкуренция на этом рынке настолько велика, что малейшие недостатки исполнения могут стать причиной резкого падения спроса на печатную продукцию.
Кроме того, на мелованной бумаге печатаются цветные вклейки с иллюстрациями и рекламой, крупноформатные календари, плакаты и другие виды печатной продукции, заказчики которой весьма ценят высокое качество полиграфического исполнения.
Галина ЦВЕТКОВА, доцент СПбГЛТА
Ольга КОВАЛЕВА, доцент СПбГЛТА
