как узнать плотность бумаги
Как определить плотность бумаги в домашних и любых других условиях
Как определить плотность бумаги для буклетов, журналов, каталогов, визиток, листовок и других видов полиграфии? Попробуем разобраться в типографии и выясним, почему плотность бумаги для печати зависит от вида. Спойлер: все проще, чем кажется!
Когда нужно знать плотность бумаги
На секунду представьте: однажды солнечным утром вы решаете, что откладывать больше невозможно, компании нужны листовки, сотрудникам визитки, а бухгалтерии – фирменный квартальный календарь. Два календаря. И тогда вы берете в руки телефон и отважно набираете номер типографии. Диалог с менеджером идет легко и непринужденно, вы почти расслабляетесь, и вдруг на другом конце провода задают вопрос:
—А плотность бумаги какая?
Все еще не понимая, что это адресовано вам, вы неуверенно переспрашиваете:
—Ну плотность. 130 грамм, 150 грамм меловочка?
Чувствуя себя обманутым (все это время у бумаги была плотность, а вы и не знали):
—Эээ… Ну давайте обычную, — немного сомневаясь, что обычная плотность бумаги бывает. Где-то на другом конце провода менеджер вздыхает. И говорит:
—А вам для каких целей листовки нужны?
Кажется, они хотят украсть коммерческую тайну, и, вероятно, втридорога продать конкурентам! Иного выхода просто нет.
—Пшшш, пшшш! Плохо слышно! Связь прерывается, — и кладете трубку. Нехай и без листовок проживем, а бухгалтерии сейчас на принтере календарь распечатаем… Два календаря.
Когда я пришла работать в типографию – мне казалось, что все вокруг сошли с ума и толщину бумаги измеряют в единицах измерения массы. Через некоторое время я поняла, что при разговоре с клиентами менеджеры упускают вторую часть этой конструкции – правильнее было бы говорить «грамм на квадратный метр», называя единицу измерения плотности.
Если объяснить простыми словами, плотность бумаги – это сколько весит её квадратный метр в граммах. Когда типография говорит про 115 грамм – это значит, что если на очень чувствительные весы положить лист бумаги размером метр на метр – они покажут те самые 115 грамм. Почему раньше вы об этом не слышали? Ну, бумага для обычного принтера тоже имеет толщину. Скорее всего, вы просто не обращали внимание на маркировку.
Однако вряд ли вы дома храните сверхчувствительные весы и несколько квадратных метров бумаги разной плотности, чтобы прикинуть, какой толщины буклеты или листовки вам нужны. Примерно так я и подумала – и пошла за более понятными ответами.
Как определить плотность бумаги?
Друзья, сегодня поговорим про плотность бумаги — параметр, который очень часто определяет свойства изделия из бумаги, особенно его прочность. Плотность также влияет на прозрачность бумаги.
Прозрачность бумаги определяется путем пропускания лучей света через бумагу. Прозрачность чаще всего считается недостатком бумаги, так как текст, напечатанный с другой стороны листа становится видимым. Получается, что более плотная бумага является менее прозрачной.
В наше время на рынке представлено много видов бумаги, так что для любого человека не составит труда выбрать бумагу более плотную и не прозрачную.
Это важно не только для печатников, но и для художников. При рисовании на плотной бумаге она меньше коробится от воды в красках и лучше впитывает сами краски, образуя эффект глубокого насыщенного цвета.
Что такое плотность бумаги?
Вообще мерой плотности бумаги является количество грамм на квадратный метр поверхности листа – гр./кв. м.
Эта формулировка вносит запутанность потому, что обозначает не плотность, а отношение массы к площади бумажного листа. Получается, что правильнее говорить: поверхностная площадь листа.
Но такое название длинное и не пользуется популярность при описании параметров бумаги. Вторая неточность содержится в формулировке плотности. Часто она подразумевает объемную плотность, которая измеряется в граммах на кубический метр — гр./куб. м.
Например, говоря про плотность бумаги Svetocopy или Снегурочки формата А4 для лазерного принтера, которая равна 80 гр/кв. м. мы говорим об удельной массе, а не о толщине. Толщина бумаги измеряется в микронах или в миллиметрах.
Такая путаница в понятиях пришла к нам из Америки, где за плотность принимается вес 500 листов бумаги конкретного формата. В Европе и ряде стран СНГ используется стандарт международной классификации ISO.
Получается, что говоря про плотность бумаги, мы говорим о весе листа площадью в 1 квадратный метр. В итоге чем выше плотность бумаги, тем толще бумажный лист.
Как определить плотность бумаги по толщине
Плотность бумаги обычно написана на упаковке и нет причин не доверять производителю. Правда допускается погрешность при изготовлении бумаги, но не более 5 — 10 %, что влияет на конечную плотность продукции.
Если Вам достался лист бумаги без упаковки, а Вы хотите узнать его плотность, то можно взять штангенциркуль или толщиномер (он же микрометр) и измерить толщину бумаги вручную.
Зная толщину стандартной бумаги, можно определить ее плотность. Ниже приведены значения плотности бумаги и ее толщина.
Толщина и плотность глянцевой бумаги:
Толщина и плотность матовой бумаги:
Толщина и плотность офисной бумаги:
Стоит помнить, что плотность бумаги может быть разной при одинаковой толщине.
При условии одной и той же плотности, более толстая бумага будет более рыхлая, что негативно может сказаться при печати на струйных принтерах с чернилами на водной основе.
Тонкая бумага будет более спрессованная. Ярким примером такой бумаги служит офсетная бумага, на которой чернила не впитываются, а быстро сохнут на поверхности.
Назначение бумаги в зависимости от плотности
Ниже приведено ранжирование по плотности бумаги, которые часто используют в полиграфии для изготовления продукции различного назначения:
Чтобы Вам не было скучно, читая про плотность бумаги, посмотрите милый и добрый мультфильм про роль бумажного самолетика в жизни человека — мультик про любовь с хорошим звуковым оформлением в лучшем стиле французского аниматографа от компании Дисней.
Как узнать плотность бумаги
Что делать, если Вам нужно определиться с плотностью бумаги для печати продукции, а образцов под рукой нет? А ведь это одна из самых важных характеристик!
Плотность бумаги указывается во всех технических заданиях на печать полиграфии. Например, «мелованная матовая бумага плотностью 130 гр./м.кв.» или «мелованная глянцевая бумага плотностью 200 гр./м.кв.».
Так как плотность измеряется в граммах на метр квадратный, то для бумаги плотность 130 гр./м.кв. верно, что ее лист площадью в 1 метр квадратный весит 130 гр. Это значение может колебаться при разных условиях, например, в зависимости от влажности (если бумага наберет влагу, весить она будет конечно больше). Кроме того, у различных производителей толщина и жесткость бумаги одной плотности может различаться.
И все же узнать плотность бумаги печатной продукции можно узнать, ориентируясь на толщину бумаги в мм.
Так для бумаги европейских производителей будут верны следующие значения:
Для глянцевой бумаги:
90 гр/м.кв. – 0,06 мм
115 гр/м.кв. – 0,08 мм
130 гр/м.кв. – 0,09 мм
150 гр/м.кв. – 0,1-0,11 мм
170 гр/м.кв. – 0,12-0,125 мм
200 гр/м.кв. – 0,17 мм
250 гр/м.кв. – 0,18-0,19 мм
300 гр/м.кв. – 0,22 мм
Для матовой бумаги:
90 гр/м.кв. – 0,065
115 гр/м.кв. – 0,09
130 гр/м.кв. – 0,1-0,11
150 гр/м.кв. – 0,12-0,13
170 гр/м.кв. – 0,14
200 гр/м.кв. – 0,18-0,19
250 гр/м.кв. – 0,22-0,23
300 гр/м.кв. – 0,31
Детально о плотности (г/м2) листов обычной офисной бумаги A4, офсетной, газетной, для открыток
В офисе или дома мы часто используем листы для печати. Но толщина или плотность бумаги А4 для принтера интересует нас редко и не каждый сразу дал бы ответ на вопрос по данной теме. В этой статье мы подробно расскажем о таком показателе, каким он бывает, в чем измеряется, как определить самому. Здесь же найдете информацию о толщине обычной офисной, офсетной, газетной и других типов бумаги.
Что такое плотность
Плотность – это одно из свойств качества бумаги для печати. Она определяет прочность и прозрачность готовых изделий. Напрямую влияет на конечный результат и работоспособность техники.
В чем измеряется
Плотность – это отношение ее веса (в граммах) на квадратный метр листа (г/м2 — гр. на кв. м.).
Несмотря на то что обычно при расчете такого параметра используется не площадь, а объем.
Зависимость от толщины
В этом случае плотность – это вес листа площадью 1 кв. м. Под ее повышением чаще всего понимается увеличение толщины этого листа (т. е. фактически его “объем” становится больше, но такой характеристикой пренебрегают). Иногда плотность бумаги может отличаться при одной толщине. Или наоборот – быть одинаковой при разной толщине. В этом случае поверхность более толстого листа будет рыхлой, и чернила при распечатывании документа на струйном принтере могут расплываться. Более тонкие и спрессованные листы (например офсетные) лучше подходят для струйного принтера – чернила быстро высохнут на поверхности.
Разное определение в Америке и Европе
Странное определение – результат путаницы между стандартами, используемыми в США и Европе. В Соединенных Штатах плотность – это масса 500 листов определенного типа. В Европе же (как и в некоторых государствах СНГ) принят стандарт ISO.
Как определить самому
Можно узнать толщину листа самому, затем, исходя из этого, рассчитать плотность.
“На глаз”
Чем тоньше лист, тем лучше он пропускает свет. Для определения толщины просто поднесите его к источнику света.
Информация на коробке
Этот параметр обычно указывается на упаковке с бумагой в г. на кв. м. Фактическая плотность может отличаться от заявленной, но не более чем на 5-10 %.
Используем инструмент
Для определения отношения веса к площади можно использовать микрометр или штангенциркуль. Поместите лист между губками и посмотрите на результат (по делениям на шкале или на циферблате).
Таблицы плотности и толщины: граммовка
Глянцевая
Плотность, г./кв. м. | Толщина, мм |
90 | 0,106 |
115 | 0,108 |
130 | 0,109 |
150 | 0,1 — 0,11 |
170 | 0,12 — 0,125 |
200 | 0,17 |
250 | 0,18 — 0,19 |
300 | 0,22 |
Матовая
г./кв. м. | мм |
90 | 0,106 |
115 | 0,109 |
130 | 0,1 — 0,11 |
150 | 0,12 — 0,13 |
170 | 0,14 |
200 | 0,18 — 0,19 |
250 | 0,22 — 0,23 |
300 | 0,31 |
Офисная
Типы бумаги
Для различных целей используется множество разновидностей бумаги, которые различаются не только по толщине, но и по покрытию.
Газетная
Тип, производство которого обходится дешевле остальных, так как за основу берется вторичное сырье (макулатура). Из-за того состав такой бумаги содержит дерево, она меньше подвержена пожелтению. Плотность составляет от 45 до 49 г. на кв. м.
Офсетная
Вид бумаги, содержащий целлюлозу, поэтому она меньше подвержена стираемости изображений, таблиц и текста со своей поверхности. Шероховата на ощупь, подходит для рисования и письма ручкой. Офсетный тип часто встречается в повседневности. Она используется для печати книг, черно-белых журналов, документов, блокнотов, ежедневников, бланков и книг учета. Для обычных принтеров требуется именно такая разновидность – она чаще всего продается в пачках А3 или А4 плотностью 80 г. на кв. м. Этот же параметр у офсетного типа может разниться от 60 до 250 г. на кв. м.
Мелованная
Мелованную бумагу используют тогда, когда качества офсетной недостаточно. Например, для печати поздравительных открыток, глянцевых журналов, рекламных буклетов и постеров. Она может иметь 1, 2 или даже 3 слоя, а мелование бывает с обеих сторон или только с одной. Ее поверхность покрывается особым составом с белым пигментом. Бумага бывает матовой или глянцевой.
Дизайнерская
Бумага представительского класса. Используется для распечатывания поздравительных открыток, визиток, приглашений, конвертов. Поверхность такой бумаги бывает рельефной: это нужно для того, чтобы ее было приятно держать в руках. Самые распространенные разновидности рельефа — “лен”, “яичная скорлупа”. Используются и геометрические узоры. Рельефный рисунок может быть разноцветным и переливающимся. Плотность может достигать 300 г. на кв. м.
Постерная
Фотобумага, подходящая для печати фотографий в больших размерах. Используется для ярких плакатов, цветных объявлений и афиш. Она состоит из множества слоев, поэтому чернила не достигают бумажной основы. При этом достигается отличное качество печати. Плотность составляет от 150 до 300 г. на кв. м. Поверхность бумаги ярко-белая.
Самокопирующаяся
Такой тип применяется, когда необходимо получить несколько копий одного листа, распечатанного на принтере или заполненного от руки. Листы “копирки” имеют разные цвета для удобства при использовании.
Самоклеящаяся
Тип, используемый для изготовления стикеров, этикеток и различных наклеек. Бумага имеет клейкий слой, закрытый пленкой. Если ее убрать, можно приклеить стикер или этикетку на любое удобное место.
Картон
Картон – самый плотный тип из перечисленных выше: до 480 грамм на кв. м. Поверхность его может быть покрыта слоем мелования, а сам картон бывает однослойным или многослойным.
Назначение бумаги в зависимости от плотности: таблица
Гр. / кв. м. | Назначение |
40–70 | Используется для распечатывания газет, дешевых бланков, листовок. |
80 | Стандартный тип для распечатывания документов. |
90–115 | Листы покрыты слоем мелования, применяются для рекламных листовок, которые приклеиваются к подъездам и разносятся по почтовым ящикам. |
130 | Применяется для более дорогих и качественных листовок. |
150 | Подходит для более плотных и ярких рекламных брошюр. |
170 | Применяется для изготовления календарей (настенных, перекидных или настольных). |
200 | Используется для изготовления обложек книг, флаеров или приглашений. |
250 | Подходит для распечатывания визиток или поздравительных открыток. |
300 | Используется для самых дорогих и качественных визиток. |
На что влияет плотность
Этот параметр влияет на множество факторов, среди которых: печатная техника, качество самого документа, а также его срок годности. А также неправильно выбранная плотность часто является причиной «жевания» листов. Что делать, если принтер зажевывает бумагу мы уже писали ранее.
Устройства печати
В инструкции к печатному устройству обычно указаны рекомендации насчет используемой толщины бумаги. Такая конкретика обусловлена тем, что слишком тонкие листы могут захватываться устройством по нескольку штук, а слишком толстые — застревать. Рекомендуемая плотность зависит от типа принтера.
Струйные
На промышленном печатном оборудовании применяют толстые листы (до 200 г. на кв. м.), в то время на обычных бытовых устройствах рекомендуется использовать плотность 60 г. на кв. м.
Лазерные
На лазерных принтерах используется стандартная плотность офисного листа — 80 грамм на квадратный метр. Более плотные листы использовать не рекомендуется, так как устройство может их зажевать.
Готовое изделие
Обычно более плотные листы используются, когда требуется лучшее качество итогового продукта (например, афиши, визитки, поздравительные открытки). Тонкая бумага годится для текста — например, для газет.
Срок хранения
Более плотные листы дольше сохраняют визуальное качество. Поэтому их используют в том числе для важных документов с целью долгого хранения. Тонкие листы используются в тех случаях, когда срок не важен. Например, листы плотностью до 45 г. на кв. м. можно использовать при печати газет.
Измерение качества бумаги и картона
Качество бумаги и картона оценивается множеством показателей в зависимости от их вида и назначения. Давайте рассмотрим основные. Говоря о бумаге будем подразумевать и картон.
Бумагу можно оценивать заочно по паспорту (сертификату) качества, а можно при личном контакте по образцам визуально и органолептически, возможны лабораторные испытания образцов, испытания на опытных устройствах (опытных печатных машинах, к примеру), наконец, пробные испытания в печатном цехе. Эти испытания отличаются по степени достоверности получаемой информации и затратам на их проведение.
Так что и какими методами измеряют при оценке свойств бумаги. На что нужно обратить внимание.
Общие положения
Разработаны и имеют длительную историю практического использования многие методы определения характеристик бумаги. Для многих из них важное значение, влияющее на достоверность получения значений параметров, имеет выполнение требования единообразия выполнения замеров. Это относится как к методике отбора и подготовки образцов бумаги к испытаниям, так и непосредственно к испытаниям. При проведении испытаний остаются важными руки исполнителя анализа. Лаборант, которому можно доверять — важная часть успешного производства и переработки бумаги.
При определении характеристик бумаги, с помощью которых оцениваются её свойства, важные для принятия решения о выборе материала для производства продукции и возможных приёмах переработки, издавна пользуются, так называемыми органолептическими методами, т. е. методами, основанными на информации получаемой нами с помощью органов чувств. Так делают первичную, предварительную оценку оптическим характеристикам бумаги, свойствам её поверхности, жёсткости на ощупь и другим характеристикам.
Для получения числовых значений параметров, для выполнения измерений параметров бумаги существуют индивидуальные приборы.
Отбор проб
При отборе проб необходимо соблюсти последовательность операций:
Листы не должны иметь морщин и складок, должны быть плоскими. Вырезаться они должны из неповреждённых листов продукции. Кромки отбираемых листов должны быть параллельны машинному и поперечному направлению бумаги. Листы пробы должны быть размером примерно ( 300 х 450) мм. В обращении с листами пробы нужно соблюдать осторожность защищая от воздействия солнечного света, жидкостей, изменения влажности и других нежелательных воздействий (ГОСТ Отбор проб для определения среднего качества).
Для приведения условий испытаний в сопоставимые условия образцы бумаги перед испытаниями приводят в некие стандартные условия по влажности и температуре. Да и сами испытания проводят в этих условиях. Такое приведение образцов в стандартные условия называется кондиционированием.
Условия кондиционирования бывают трёх видов, как указано в таблице. Чаще используются условия кондиционирования при 50% относительной влажности воздуха. Специальные условия используются, например, при кондиционировании банкнотной бумаги.
Температура, 0 С | Относительная влажность, % | Характеристика режима |
23±1 | 50±2 | Условия кондиционирования большинства печатных видов бумаги |
27±1 | 65±2 | Для тропических условий |
20±1 | 65±2 | Для специальных условий |
Образцы выдерживают до достижения ими равновесной влажности, которая считается достигнутой, если при двух последовательных взвешиваниях образца, проведенных через 1 ч, последняя масса отличается от предыдущей не более чем на 0,25%.
При хранении и испытании образцов равновесная влажность не должна изменяться (ГОСТ 13523–78. Метод кондиционирования образцов).
Масса 1 метра квадратного бумаги
Масса бумаги — базовая характеристика. От неё зависят все свойства. Точное наименование показателя “масса бумаги площадью 1 м квадратный” или “масса 1 м квадратного”. Используемый часто термин “плотность бумаги” неверный. Плотность, как будет сказано дальше, совсем другой показатель.
Масса бумаги и картона определяется по ГОСТ Р ИСО 536‑2016.
Определение производится взвешиванием образца бумаги и пересчёта его массы в граммах на площадь 1 м квадратный. При взвешивании важно правильно замерить площадь образца, которая должна быть,как правило, не менее 500 см квадратных и не более 1000 см квадратных. Обычно взвешивают образец форматом 200х250 мм. Весы должны взвешивать с точностью не более плюс-минус 0,5% фактической массы образца.
Геометрические характеристики
Эти характеристики являются одними из основных при определении условий процесса печати и послепечатных операций, при разработке печатного изделия, а также по влиянию на качество печати. В значительной мере они определяют внешний вид и другие потребительские свойства изделия, поэтому важны при выборе бумаги (картона). О выборе бумаги для конкретных изданий смотрите наши посты:
Толщина. Плотность. Пухлость бумаги
Измерение параметров плотности и пухлости основывается на определении показателя толщины, которая измеряется толщиномерами. Толщиномер позволяет определять расстояние между верхней и нижней измерительными поверхностями (пятами) при помещении между ними бумаги.
Толщиномер
Следует отметить, что на достоверность показателя толщины влияет скорость и удельное усилие прижима измерительной пяты прибора к бумаге, поэтому различные точечные измерительные приборы дают не сопоставимые значения показателя, если удельное давление на поверхность бумаги в них различается.
Плотность и пухлость являются расчетными величинами. Плотность — это отношение массы 1 м 2 в граммах на толщину в микронах (г/см 3 ). Пухлость — обратная величина, имеющая размерность (см 3 /г).
Гладкость (шероховатость)
Геометрия поверхности бумаги характеризуется показателем гладкости или шероховатости.
“Геометрия поверхности” бумаги определяется не только микронеровностями, но и макронеровностями. Первые обусловлены микрогеометрией, вторые распределением массы по площади.
Существует группа наиболее распространенных методов, в которых гладкость измеряется с помощью потока воздуха.
Наиболее распространены методы измерения на приборе Бендтсена Шеффилда и Паркера (шероховатость). Бекка (гладкость).
Измеритель гладкости по Бендтсену
Сущность метода Бекка заключается в измерении времени, необходимого для прохождения воздуха определенного объема в вакуумную камеру между поверхностями испытуемого образца и стеклянной полированной пластины определенной площади, прижатых с определенным давлением. Гладкость измеряется в секундах. Чем выше гладкость, тем больше значение показателя.
Строгих зависимостей между значениями показателей гладкости (шероховатости), измеренных разными методами, нет. Существует качественная зависимость между значениями гладкости по Бекку и шероховатости по Бендтсену. Метод Бендтсена более чувствителен при нижних значениях гладкости (ниже 50–80 с), а метод Бекка при высоких значениях (свыше 100 с).
На приборах Бендтсена, Шеффилда измеряется поток воздуха, проходящий при постоянном давлении между поверхностью кольца и листом бумаги.
Шероховатость по Бендтсену выражают в мл/мин, по Шеффилду в единицах Шеффилда.
На рисунках приведены качественные зависимости между параметрами, определёнными разными методами. Они позволяют оценить характер изменения одного параметра в зависимости от изменения другого и могут помочь при сравнении показателей гладкости и шероховатости образцов, измеренных разными методами. Это сравнение надо принимать как качественное. Точное числовое значение показателя, если известны цифры значений полученных другим методом, по этим графикам принимать нельзя.
Метод Паркера (PPS) служит для измерения шероховатость бумаги и картона в условиях близких к условиям печатной машины. Результат измерения шероховатости по Паркеру выражается в микронах.
Прочностные характеристики
Наиболее распространенные прочностные характеристики: прочность бумаги на разрыв и прочность на излом при многократных перегибах. Эти характеристики важны для печатной бумаги, использующейся при рулонной печати с сушкой. Однако существует и ряд других показателей, характеризующих прочность бумаги в зависимости от природы воздействующих на бумагу сил — сопротивление продавливанию, надрыву, ударной нагрузке и др. Эти параметры являются определяющими, например, для бумаги, используемой для изготовления мешков и пакетов.
Прочность на разрыв (сопротивление разрыву)
Прочность на разрыв характеризуется разрушающим усилием, удельным сопротивлением разрыву, индексом прочности при растяжении, разрывным грузом, разрывной длиной и определяется по ГОСТ 13525.1 “Полуфабрикаты волокнистые, бумага картон. Методы определения прочности на разрыв и удлинения при растяжении”, по ISO 1924/1 “Бумага и картон. Определение прочности при растяжении”. Метод заключается в растяжении полоски испытуемого образца определенный размеров, концы которого закреплены в зажимах, до разрыва при постоянной скорости увеличения расстояния между зажимами.
При определении характеристик прочности на разрыв при растяжении испытанию на разрывной машине подвергаются полоски бумаги шириной 15 мм, стандартной длины, чаще всего 180, 150 мм.
Разрушающее усилие представляет собой силу, необходимую для разрыва полоски, отнесённую к её ширине.
Удельное сопротивление разрыву представляет усилие разрыва, отнесённое к площади поперечного сечения образца.
Сопротивление излому
Сопротивление бумаги излому определяется по ГОСТ 13525.2 “Полуфабрикаты волокнистые, бумага картон. Методы определения прочности на излом при многократных перегибах”. Этому стандарту соответствует международный стандарт ISO 5626 “Бумага. Определение сопротивления складыванию” за исключением способа предоставления результатов определения. По международному стандарту представляется логарифмом числа двойных изгибов. Величина показателя сопротивления излому различна для разных измерительных приборов. Наиболее распространен в отечественной и мировой практике прибор Шоппера.
Стойкость поверхности к выщипыванию
Важнейший показатель качества офсетной бумаги показатель стойкости поверхности к выщипыванию. Определение этого показателя по ГОСТ 24356 “Метод определения печатных свойств” не имеет количественного соответствия со стандартами ISO 3783 “Бумага и картон. Определение сопротивления выщипыванию с использованием прибора IGT (электрическая модель)” и ISO 3782 “Бумага и картон. Определение сопротивления выщипыванию. Метод возрастающей скорости с использованием прибора IGT (маятникового и пружинного типа)”. Эти методы очень индивидуальные и значения определяемых с их помощью параметров зависят от используемого прибора, смол, масел, красок и других параметров определения.
Среди них, пожалуй наиболее стандартизированным прибором для определения этого показателя, является прибор компании IGT Testing Systems — преемника всемирно известного нидерландского Института печатных технологий TNO — IGT. Величина сопротивления выщипыванию на этом приборе определяется в м/с и характеризует минимальную величину скорости печатания, при которой начинается повреждение поверхности (нарушение сплошности, массовый подъем волокон или других элементов поверхности) бумаги в зазоре печатной пары.
Чтобы иметь представление о сопоставимости показателей нужно знать характеристику смолы, использованной для запечатки на пробопечатном станке, а также давление прижима.
Приборы для оценки печатных свойств бумаги (их называют и пробопечатными) позволяет производить всестороннюю оценку запечатываемого материала и печатных красок – вот только некоторые из них: склонность красок к эмульгированию, оценку прозрачности красок, шероховатость бумаги, склонность бумаги к абсорбции красок, оценку способности к печати по сырому, склонность бумаги к пылению.
Широкое применение у нас и за рубежом получил статический метод определения стойкости поверхности к выщипыванию с применением набора восковых палочек различной липкости – метод Деннисона. Стандарт действует под номером ТАРРI Т 459.
Здесь стойкость поверхности оценивается с помощью числа Деннисона, которое соответствует минимальному номеру палочек при котором не происходит нарушение целостности поверхности бумаги при отделении их от нее.
Характеристики деформационных свойств
Деформационные свойства характеризуют поведение бумаги при механических нагрузках (растягивающих, сжимающих, сгибающих) и при изменении ее влагосодержания (вплоть до намокания в воде). Все они характеризуют способность бумаги к сохранению размеров и формы, а также пригодность для различных видов печати. (Сжимаемость, например, требуется для глубокой и высокой печати, а стабильность размеров при увлажнении для офсетной).
Удлинение при растяжении до разрыва
Удлинение при растяжении до разрыва характеризует способность бумаги к хорошему прохождению печатной машины, а также пригодность для послепечатных процессов: биговки, брошюровки.
Величина удлинения при растяжении до разрыва косвенно характеризует величину усадки бумаги при её производстве. Чем большей усадке подвергалась структура бумаги в процессе сушки, после формирования бумажного полотна в мокрой и прессовой частях бумагоделательной машины, тем большую величину удлинения она будет иметь.
Общее значение удлинения определяется по ГОСТ 13525.1 (отношение удлинения образца при растяжении до разрыва к первоначальной длине), а его упругая, упруго-пластическая и пластическая составляющие, которые становятся определяющими при различных процессах требуют для своего определения использования специальных методик.
Деформация при намокании. Остаточная деформация
Линейная деформация бумаги определяется в случае обработки водой (деформация бумаги при намокании) и в случае намокания и последующего высушивания (остаточная деформация).
Замеры производятся линейкой с оптическим визиром, позволяющей делать замеры с точностью до 0,2 мм.
Жёсткость и мягкость
Жесткость и мягкость печатной бумаги обычно определяется в специальных случаях. При этом, надо иметь ввиду, что свойство, противоположное жёсткости — вялость бумаги или картона. Мягкость же свойство, противоположное твёрдости.
ГОСТ 9582 “Метод определения жесткости при статическом изгибе” соответствует международному стандарту ISO 2493 “Бумага. Определение жесткости методом статического изгиба”. Этот метод определяет жёсткость как степень сопротивления бумаги или картона при их изгибании.
Характеристики сорбционных свойств
Будучи капилярно-пористым коллоидом, бумага находится в неустойчивом динамичном взаимодействии с окружающей влагой, всасывая или отдавая воду, стремясь к равновесному влагосодержанию при данных условиях.
Важны также сорбционные свойства бумаги по отношению к маслу для характеристики её взаимодействия с печатными красками.
Известно также такое свойство бумаги как гидрофобность, которое характеризует ее склонностью к смачиванию водой. Чем гидрофобные свойства бумаги выше, тем труднее она смачивается водой. Характеристикой кратковременной гидрофобности является показатель проклейки бумаги. Степень проклейки характеризует способность чернил при письме перьевой ручкой расплываться, давать так называемые “усы” при написании линии вместо чёткой линии кромки. Метод используется не часто и в стандартах на бумагу заменяется методом определения впитывания по Коббу.
На этом же приборе может определятся и величина впитывания масла, однако она плохо коррелирует с условиями печатного процесса, поэтому для определения величины маслопоглощения лучше пользоваться испытаниями на пробопечатном станке IGT о котором говорилось ранее.
При этом, следует иметь ввиду, что для материалов, которые плохо впитывают масло метод нужно модифицировать и определять время исчезновения блестящего следа капли масла на бумаге.
Характеристикой склонности бумаги к впитыванию воды может служить ее равновесная влажность при определенной относительной влажности и температуре окружающего воздуха, и которая определяется по величине потери веса образца бумаги при высушивании до постоянной влажности (ГОСТ13525. 19).
При глубокой печати красками на основе толуола важным является показатель впитывания бумаги по ксилолу, который в настоящее время используется для оценки взаимодействия бумаги вообще с органическими растворами (ГОСТ 12603).
Неоднородность бумаги
Известно, какие неприятности приносит неоднородность свойств бумаги при необходимости обеспечения однородности печатных изданий и другой печатной продукции.
Неоднородность заключена в самой природе бумаги, производимой из волокон, имеющих разные свойства по длине и ширине. Распределение волокон, а также других компонентов (наполнителей, проклеивающих веществ, красителей) в бумаге имеет разную степень неоднородности для выявления которой необходимо провести серию специальных анализов. Рассмотрим наиболее характерные проявления неоднородности бумаги, которая может приводить к появлению таких дефектов как пятнистая печать, коробление, волнистость или скручивание бумаги или оттисков, а также представим наиболее простые способы оценки неоднородности бумаги.
Неоднородность по массе 1 м квадратного. Просвет бумаги
Неоднородность распределения массы 1 м 2 бумаги на малых участках. соизмеримых с размерами агрегатов волокон — флокул характеризуется так называемой неравномерностью просвета, которая представляет собой вид структуры бумаги в проходящем свете.
Неравномерность просвета качественно может оцениваться сравнением двух или нескольких образцов бумаги в проходящем свете. Для количественной оценки требуется использование специальных приборов.
Неоднородность оптических характеристик
Неоднородность бумаги по распределению массы по площади листа может приводить к возникновению участков, различающихся по плотности и гладкости. Такие участки по разному взаимодействуют с печатной краской при запечатывании. В результате оттиск приобретает “рябизну”.
Неоднородность оптических свойств бумаги оценивается колебанием цветовых характеристик ( в системе CIELab — это L, а, в, а также величиной разнооттеночности Е, которая расчитывается по формуле: Е = √ L 2 + a 2 + b 2
Предельно допустимая величина Е для тонированной бумаги, как правило, не должна превышать 1,5, а для белой человеческий глаз различает разнооттеночность и при Е=1,0.
Разносторонность
Кроме неоднородности бумаги по площади, а также неоднородности бумаги от партии к партии, иногда проявляется неоднородность верхней и нижней поверхностей бумаги — так называемая разносторонность бумаги.
Разносторонность может быть обусловлена различным микрорельефом поверхностей бумаги, а также различными цветовыми характеристиками.
Кроме того возможна разносторонность бумаги по способности сорбировать воду, масла. Неприятности может доставить разносторонность по стойкости поверхности к выщипыванию.
Исходя из всего сказанного о разносторонности, естественно сделать вывод о необходимости контроля качества каждой поверхности бумаги. а также необходимости единообразия укладки бумаги при печатании и в процессе послепечатных операций.
Оценить степень маркировки поверхности бумаги можно заставив её проявиться после смачивания поверхности водой (лучше щелочным раствором).
Неоднородность деформационных характеристик. Анизотропия свойств
Причиной проблем качества печати может стать неоднородность деформационных характеристик бумаги.
Особенности технологии производства бумаги, например, формирование партии из рулонов, отобранных из различных мест по ширине бумагоделательной машины, могут привести к тому, что бумага может иметь неоднородную деформацию при нагрузках, возникающих при печати в печатной паре, например в офсетной, металлографской печати, а это может вызвать дефект неприводки красок или изображений на оттиске в тираже.
Неоднородность деформационных характеристик может привести также к неодинаковой деформации листов при увлажнении или сушке во время печати, что также бывает причиной неприводки.
Известно, что в значительной степени различаются свойства бумаги во взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости листа — машинном и поперечном. Это связано, как отмечалось, с преимущественной ориентацией волокон в машинном направлении, усадкой бумажного полотна на бумагоделательной машине в поперечном направлении и вытяжкой в машинном. Эти обстоятельства приводят к анизотропии свойств бумаги.
Степень различия свойств в машинном и поперечном направлениях бумаги оценивается с помощью коэффициента анизотропии. Коэфициент анизотропии обычно определяется соотношением показателей механической прочности (например, разрывной длины, сопротивления излому и др.), определённых в машинном и поперечном направлениях.
Машинное и поперечное направление в листе
В процессе использования бумаги важно знать где в ней машинное и поперечное направления. Определение возможно несколькими способами:
Оптические свойства
Оптические свойства бумаги определяются несколькими характеристиками: светонепронецаемостью, прозрачностью, белизной, лоском и цветом. Для бумаги, использующейся для регистрации информации, к которой относится и бумага для печати, оптические свойства имеют первостепенное значение. Показатели белизна, цвет, непрозрачность бумаги называются потребителем среди первых.
Оптические параметры бумаги определяются её взаимодействием со светом: а именно тем как бумага отражает, поглащает и пропускает свет.
Спектральный состав видимого света
Длина световой волны, нм | Видимый свет |
400 — 430 | фиолетовый |
430 — 470 | синий |
470 — 500 | голубой |
500 — 530 | зелёный |
530 — 560 | зелёно — жёлтый |
560 — 590 | жёлтый |
590 ‑620 | оранжевый |
620 — 700 | красный |
Окраска и цвет бумаги
Предмет воспринимается как светящийся в случае совпадения (или перекрывания) его спектра излучения со спектром видимого излучения. Бумага как излучатель может рассматриваться при горении, когда она, в зависимости от состава, излучает в красно — жёлтой или даже зелёно — голубой области, а также в случае введения в неё красителей, увеличивающих излучение бумагой видимых лучей. Это становится возможным при обработке бумаги так называемыми оптически отбеливающими веществами. Эти вещества, поглащая энергию невидимого ультра — фиолетового сектора спектра, излучают дополнительную энергию в видимой голубой области, придавая бумаге видимость белизны и яркости.
При падении света на поверхность происходит в той или иной степени его отражение. Отражение поверхностью бумаги высокой степени отделки отчасти зеркальное, то есть падающий параллельный пучёк света, остаётся параллельным после отражения. Идеально белая поверхность отражает все падающие лучи, ничего не поглощая. Серая поверхность равномерно поглощает световые волны разной длины. Отражённый от неё свет не меняет свой спектральный состав, изменяется только интенсивность излучения. Идеально чёрная поверхность не отражает свет вообще. Поверхности в равной степени отражающие и поглощающие цветовые лучи, называются бесцветными (ахроматическими).
Все остальные поверхности по — разному отражают свет с разной длиной волны. Так, красные поверхности поглощают волны зелёной и синей областей спектра, отражая красные. На принципе избирательного поглощения построены все технологии получения цвета в производстве.
Белизна
Приборное определение белизны материалов задача технически сложная. Слишком много влияющих факторов, которые имеют техническую неопределённость. Существует, например, проблема поддержания и поверки эталонов, стабильности источников света — все они “стареют” и найти два с одинаковыми характеристиками почти невозможно, существует проблема чувствительности измерительных приборов при измерениях бумаги разного цвета и т.д. На измерения в видимой части спектра влияет и невидимое, коротковолновое, ультрафиолетовое излучение. Строго говоря, для оценки оптических характеристик материала надо определять весь его спектр отражения. Однако практически удобнее, сравнивая образцы, сравнивать две цифры, что не позволяет делать сравнение непрерывных спектров. Методы оценки цветовых характеристик основываются на некоторых допущениях, положенных в основу измерений. Каждый из методов имеет свои недостатки. Наиболее распространены при оценке белизны:
Стандартная белизна (Brightness), бумаги — это коэффициент диффузного отражения поверхности бумаги при освещении её определённым источником света, измеренный при длине волны 457 нм. Белизна измеряется фотометрами, спектрофотометрами. Так белизна измеряется по стандартам различных стран и по международному стандарту. При измерениях по ГОСТ 30113, совпадающему со стандартом ИСО 2470, белизна может привышать 100 процентов.
При измерениях белизны (как и при других цветовых измерениях) важно оговаривать источник освещения при котором проводятся измерения. Таких источников используется, как правило, четыре: “А”, “В”, “С”, “Д65”. Источник “А” воспроизводит условия среднего искуственного освещения электрическими лампами накаливания, “В” — нарма прямого солнечного цвета, “С” — флюоресцентной ртутной лампы, “Д65” — дневного света. Разница, полученная при измерениях с источником “Д65” и “А” даёт величину прироста белизны, полученную за счёт оптически отбеливающих веществ.
Так как измерения по этому методу проводятся в узком диапазоне спектра (около 457 нм), а глаз человека видит весь спектр от 400 до 700 нм, корреляция с визуальной оценкой не всегда хорошая.
Белизна CIE (Whitness), рассчитывается по координатам цветности и координатам цвета (для этого определяется значение CIE- оттенок (CIE- Tint) величина даёт впечатление о степени белизны образца, содержащего ООВ и элементы оттеночного красителя. Это даёт довольно точную корреляцию с глазом человека и является одним из лучших методов измерения белизны.
Недостатки этой системы измерения:
Светлота CIE, определяется в совокупности с координатами цветности а* и b*. И представляет собой разницу между чёрным и белым. Для идеально белого L = 100. Для идеально чёрного — 0.
В качестве иллюстрации различий в определении белизны бумаги в зависимости от метода и использованных приборов, приведём несколько обработанные данные из доклада сделанного на конференции Технической ассоциации бумажной индустрии (PITA) в Манчестере в октябре 1997 года А. Тиндалем (фирма “Клариант”) “Производство и измерение белизны”.
Измерения одного и того же образца бумаги производились тремя спектрофотометрами:
Белизна бумаги, измеренная различными спектрофотометрами
Марка спектрофотометра | Белизна (при 457 нм) | БелизнаCIE (Whitness) | L | a* | b* |
Elrepho 2000 | 92,5 | 105,6 | 93,7 | 0,5 | ‑4,6 |
Datacolor Spectraflash 500 | 109,1 | 155,1 | 94,0 | 3,8 | ‑15,8 |
Minolta CM-2002 | 110,8 | 158,0 | 94,8 | 3,8 | ‑15,8 |
Цветовые параметры
Как уже отмечалось, параметр белизны не даёт полного представления об оптических свойствах бумаги. Часто образцы бумаги, имеющие один уровень белизны, зрительно воспринимаются по — разному, т. е. могут иметь различные оттенки серого, жёлтого, голубого цвета или иметь различную степень их насыщенности.
Полное представление о цветовых показателях бумаги можно получить, располагая не менее чем тремя параметрами.
Существует свыше десяти систем оценки цветовых параметров. Международная Комиссия по освещению (МКО) рекомендует для оценки оптических свойств объектов систему СIE L a * b * . В этой системе L— светлота (условно содержание белого), а * и b* координаты цветности (а* — содержание красного — зелёного; b* — жёлтого — синего). Параметры L, a*, b*дают хорошее приближение к психологическому ощущению.
Белизну бумаги и её цветовые параметры в настоящее время определяют спектрофотометрами. Известны спектрофотометры различных фирм, например, “Эльрефо”, “Минолта”, “Датасолор”и др.
Непрозрачность
Для определения непрозрачности используются те же приборы, что и для измерения белизны (фотометры, спектрофотометры). В соответствии с ГОСТ 8874 (ИСО МС 2471) в основе метода сравнение в синей области спектра коэффициентов отражения света от образца, помещённого на чёрную подложку и на светопроницаемую стопу (из пяти образцов).
Непрозрачность измеряется величиной отношения коэффициента отражения на черной подложке к коэффициенту отражения светонепроницаемой стопы образцов бумаги, взятой в процентах.
Лоск является свойством бумаги, выражающим степень лощёности, глянца или способности поверхности отражать свет. Он может рассматриваться как как свойство поверхности бумаги отражать свет под данным углом отражения в большей степени, чем рассеянное отражение света под тем же углом. Лоск поверхности характеризуется отношением зеркально отражённого света к полностью отражённому. Определяется лоск по ГОСТ 12921–80.
Размеры рулонов, листов, косина
Размеры листов бумаги (формат бумаги) и ширина рулонов определяются с помощью металлической линейки и металлической рулетки (ГОСТ 21102).
Ширину бумаги и картона в рулонах определяют измерением ширины листов, отобранных от рулона.
При размерах до 1 м измерения производят металлической линейкой, при размерах свыше 1 м — металлической рулеткой.
Замеры линейкой и рулеткой производят с точностью до 1 мм.
Размеры листовой и рулонной бумаги стандартизированы.
ГОСТ 9327 “Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы” определяет стандартные форматы листовой бумаги.
По ГОСТ ИСО 217‑2014 формат листа обозначают двумя размерами в миллиметрах. Формат также может быть дополнен обозначением направления обрезки листа с помощью букв: LG и SG.
Первый размер листа относится к стороне, перпендикулярной к машинному направлению, второй размер — к стороне, параллельной машинному направлению.
Таким образом, формат листа бумаги продольной резки размерами 430×610 мм обозначают как 430×610 мм LG, а поперечной резки — 610×430 мм SG.
Бумага продольной резки (LG)-лист бумаги, длинная сторона которого параллельна машинному направлению.
Бумага поперечной резки(SG)-лист бумаги, короткая сторона которого параллельна машинному направлению.
Сказанное иллюстрируется рисунком.
Производственные допуски по форматам устанавливают по согласованию между торговыми партнерами.
Косина листов бумаги, т.е. степень несовпадения сторон при сгибании листов, определяется по ГОСТ 21102–97.
Поставщики измерительных приборов
Приборы определения качества бумаги и картона в России много лет поставляют: