Печатные свойства бумаги. Стойкость поверхности к выщипыванию (СПВ)

Выщипывание бровей совсем не то, что выщипывание при печати. Первое за эстетику, несмотря на боль — второе приносит только разочарование и убытки.

При выщипывании поверхностный слой бумаги может разрушаться вследствие того, что механические усилия, действующие на поверхность при переносе на неё краски в процессе печатания, превышают прочность связи волокон в бумаге. При сильном выщипывании происходит разрушение бумаги.

Вопрос о том, кто ответственен за выщипывание в бумаге - часто предмет дискуссии печатников с поставщиками и изготовителями бумаги.

Наибольшую склонность к выщипыванию проявляет бумага при офсетной печати (она оценивается как в два раза более высокая, чем при высокой печати).

В зависимости от особенностей связи волокон в бумажном полотне возможны различные варианты характера выщипывания. На рисунке представлены три варианта соотношения сил связи волокон в бумаге и количества волокон с такими связями.

Представлены три качественно различающиеся по свойствам структуры бумаги. Кривая 1 соответствует бумаге, в которой основная часть волокон имеет близкую величину прочности связи в полотне. В ней нет волокон слабосвязанных с бумагой.

В этом случае, если будет достигнута, величины сил, действующих в печатном зазоре на отрыв от поверхности бумаги, равная или превышающая прочность связей большинства волокон (вершина кривой 1) — происходит массовое выщипывание, переходящее в отслаивание верхнего слоя бумаги.

В случаях 2 и 3 возможно выщипывание единичных волокон уже при малых усилиях в зазоре печатной пары. С ростом нагрузки на поверхность максимуму выщипывания у бумаги 1, выщипывание бумаги 2 будет меньше, чем бумаги 3.

Пыление и выщипывание не единственные дефекты бумаги, связанные с изменением структуры её поверхности. Возможно ещё поднятие волокон без их полного отделения от поверхности.

Подъём волокон на поверхности ухудшает качество печати, особенно при офсетной и флексографской печати, из — за снижения лоска поверхности печатного оттиска. Подъём волокон проявляется при увлажнении поверхности бумаги. Факторы, влияющие на подъём волокон, те же, что влияют на выщипывание.

Стойкость поверхности к выщипыванию — интегральная характеристика свойств бумаги. Будучи частью характеристики комплекса печатных свойств, СПВ, в свою очередь, зависит от ряда параметров бумаги. В обобщённом виде это две группы свойств:

свойства структуры поверхности и прочностные свойства;
сорбционные свойства по отношению к воде и маслу.

Стойкость поверхности к выщипыванию в зависимости от структуры и прочности бумаги

Влияние структурно — механических свойств бумаги на СПВ определяется прежде всего факторами, определяющими связанность структуры бумаги. Это механическая прочность бумажного полотна, а так же геометрия и прочность поверхности.

СПВ в существенной степени зависит от рельефа поверхности, который определяется гладкостью и маркировкой, а также от степени ориентации волокон в направлении толщины листа (в z — направлении).

Вид поверхности бумаги и её кромки в микроскоп. Искуство производства — из разнородных элементов получить равномерное полотно

С увеличением гладкости увеличивается площадь контакта поверхности бумаги с поверхностями, взаимодействующими с бумагой, например с поверхностью печатной формы. Увеличение площади контакта приводит к увеличению усилия разрыва между бумагой и печатной формой, в результате показатель СПВ уменьшается.

В формировании СПВ ярко проявляется свойство бумаги как трёхмерного материала, обладающего, кроме того, различием в свойствах поверхностей. Разносторонность бумаги, определяющаяся различным компонентным, фракционным составом, разной степенью уплотнения и маркировки поверхностей бумаги приводит к различию в СПВ.

Просвет бумаги как характеристика равномерности её по площади в значительной мере определяет наличие дефектов структуры, связанных с флокулообразованием. В местах скоплений волокон (флокул) в процессе печати возникают скачки напряжений, что создаёт условия для выщипывания волокон. Кроме того, сама структура флокул зачастую дефектна.

Влияние сорбционных свойств бумаги на СПВ

Обработка водными растворами вызывает ряд изменений в бумаге: увеличение межволоконных расстояний, набухание волокон, релаксацию внутренних напряжений, повышение пластичности и уменьшение прочности бумаги. Всё это способствует уменьшению СПВ и подъёму волокон при печати.

Впитывание водного раствора зависит от его поверхностного натяжения на поверхности бумаги, геометрии поверхности (шероховатости), характеристики капилляров в бумаге (их величины и числа).

Увеличение шероховатости бумаги ведёт к уменьшению смачивания.

Уменьшение смачивания достигается за счёт уменьшения среднего радиуса капилляров, увеличения угла смачивания за счёт введения в бумагу гидрофобных добавок.

Радикальное изменение и структурно — механических, и сорбционных свойств возможно при поверхностной обработке бумаги растворами полимеров.

Сорбционная способность по маслу

Сорбционная способность по отношению к маслу определяет важную характеристику бумаги для печати. Это связано с тем, что условия отрыва краски от бумаги при её переносе с печатной формы различны в зависимости от впитывающей способности бумаги по отношению к маслу. Особенно большое значение это имеет при использовании вязких офсетных красок.

Рассмотрим крайние случаи:

первый — когда печатная краска впитывается бумагой слабо и основные её компоненты остаются на поверхности. Наложение последующей краски при многокрасочной печати в этом случае происходит на жидкую предыдущую краску. Усилие выщипывания поверхностного слоя бумаги в зазоре печатной пары будет определяться вязкостью жидкой краски;
второй крайний случай — когда печатная краска полностью “проваливается” в структуру бумаги. При этом, из — за разной подвижности её компонентов самые вязкие компоненты, обладающие повышенной липкостью, остаются на поверхности. Силы, действующие на поверхность бумаги при отрыве её от печатной формы увеличиваются по сравнению с первым случаем, возрастает и вероятность подъёма и выщипывания волокон.

Выщипывание вследствие повышения вязкости печатной краски, нанесённой на бумагу, из — за высокой скорости её впитывания, наблюдается на второй и последующих секциях печатной машины.