Слайд 1Дисциплина
«Полиграфические материалы»
Проф. Климова Елена Дмитриевна
Лекция 1
Слайд 2Классификация полиграфических материалов
Полиграфические материалы
Основные
Вспомогательные
Формные материалы
Увлажняющие растворы
Резинотканевые материалы
Фотоматериалы и
т.п.
Материалы, входящие
непосредственно в состав
готовой печатной
продукции
Слайд 3Классификация основных полиграфических материалов
Полиграфические
материалы
Запечатываемые
материалы
Материалы, создающие
изображение
Отделочные
материалы
Бумага,
картон
Пленки,
пластмассы
Металлы,
стекло
Печатные
краски
Фольга
Клеи
Лаки
Покровные
материалы
Нитки,
проволока,
прочее
Слайд 4Бумага
Бумага – тонкий листовой материал, образованный переплетенными и скрепленными растительными
волокнами
Слайд 5Бумага
Преимущества
▪ высокие потребительские свойства;
▪ доступность и возобновляемость исходного сырья;
▪ невысокие
издержки при производстве;
▪ хорошие технологические свойства;
▪ возможность эффективной повторной переработки
(рециклинг достигает 90%).
Слайд 6Основные направления развития ассортимента печатной бумаги
увеличение доли бумаг с пониженной
массой 1 м²;
увеличение доли бумаг с использованием новых видов полуфабрикатов
и макулатуры;
увеличение доли бумаг с различными видами отделки и облагораживания поверхности
Слайд 7Требования к волокнистым полуфабрикатам
Гибкость и эластичность;
Способность к фибриллированию;
Способность к скреплению;
Гидрофильность;
Слайд 9Строение целлюлозного волокна
Слайд 10Сырьё для производства бумаги
Древесина хвойных пород
Древесина лиственных пород
Стебли однолетних растений
Лубяные
волокна однолетних растений
Коробочки хлопка и отходы хлопкового производства
Тряпичная полумасса
Макулатура
Слайд 11Уровень переработки макулатуры в различных странах
Слайд 12Основные причины ограниченного использования макулатуры
Трудности с переработкой макулатуры (невысокое качество
разволокнения макулатурной массы);
Недостаточная очистка от печатной краски (обесцвечивание ) и
других примесей нецеллюлозного характера
Слайд 13Содержание целлюлозы и лигнина в некоторых видах сырья
Слайд 14Основные виды волокнистых полуфабрикатов, получаемые из древесины
Древесина
Древесная
целлюлоза
Древесная
масса
Сульфитная
целлюлоза
Сульфатная
целлюлоза
Белая
Бурая
Термомеханическая
Слайд 15Влияние различных видов волокнистых материалов на свойства бумаги
Хвойная целлюлоза
П
Р
О
Ч
Н
О
С
Т
Ь
Лиственная
целлюлоза
Р
А
В
Н
О
М
Е
Р
Н
О
С
Т
ь
С
Т
Р
У
К
Т
У
Р
ы
Слайд 16Влияние различных видов волокнистых материалов на свойства бумаги
Сульфатная
целлюлоза
П
Р
О
Ч
Н
О
С
Т
Ь
Сульфитная
целлюлоза
Д
О
Л
Г
О
В
Е
Ч
Н
О
С
Т
Ь
У
Д
Е
Ш
Е
В
Л
Е
Н
И
Е
Р
А
В
Н
О
М
Е
Р
Н
О
С
Т
Ь
С
Т
Р
У
К
Т
У
Р
ы
Слайд 17Использование в композиции бумаги механической (древесной) массы
Принцип производства ТММ состоит
в термогидролитической обработке (пропарке) и механической обработке (размоле) щепы в
две ступени на дисковых мельницах.
ТММ характеризуется высоким содержанием длиноволокнистой фракции и низким содержанием костры, что обуславливает высокие механические свойства.
Слайд 18Наполнители
Цель наполнения
бумаги
Повышение белизны
Повышение гладкости
Повышение светонепроницаемости
Придание мелкопористой структуры
(Введение наполнителей снижает
прочность бумаги)
Экономия природного сырья
Слайд 20
Белизна-ISO
Каолин
PCC
GCC
Мел
75
100
95
90
85
80
Белизна – ISO, %
Слайд 21Увеличение потребления карбоната кальция связано с:
переходом к нейтральной и щелочной
проклейке бумаги и картона
улучшением качества природного карбоната кальция
снижением себестоимости
материала
улучшением обезвоживания бумажной массы и реологических свойств меловальных композиций
возможностью производить более прочную и долговечную бумагу
возможностью обеспечить более высокие оптические (белизна, непрозрачность) и печатные свойства
Слайд 22Содержание минеральных компонентов в бумаге и картоне (Европа)
0-15
8-28
29-38
40-50
30-35
5-20
Слайд 23Классификация бумаги по содержанию наполнителей
О содержании наполнителя в бумаге судят
по показателю зольность.
Без наполнителя – менее 5%
Малозольная – 6 -
8%
Среднезольная – 8 – 14%
Высокозольная – 16-23%
Слайд 24Проклеивающие вещества
Цель проклейки
Повышение
водостойкости
Повышение
прочности
(Проклейка повышает жесткость)
Слайд 26Классификация процессов проклейки
Типы проклейки
По назначению
По способу введения
гидрофобизующая
связывающая
В массе
поверхностная
Слайд 27Типы проклейки (по способу введения)
Проклейка в массе
Повышение водостойкости
Повышение
прочности
Придание
водопрочности
Поверхностная проклейка
Повышение прочности к истиранию
Повышение стойкости к выщипыванию
Снижение пылимости
Снижение ворсистости
Слайд 28Типы проклейки
Гидрофобизующая:
Димеры кетенов жирных кислот(стеариновой, пальметиновой)
Модифицированная канифоль
Парафин
Силиконы
Связывающая:
модифицированный крахмал
Латекс
Na
КМЦ
Казеин
Поливинилацетат
Проклейка меламиноформальдегидными смолами
Проклейка меламино-формальдегидными смолами придает бумаге
водопрочность
Слайд 29Классификация процессов проклейки бумаги в массе
В Европе 98% бумаги для
печати прокеивают в щелочной среде, а в США –
85%.
Слайд 30Характеристика процессов проклейки
Классическая канифольная проклейка в виде катионных и анионных
дисперсий относится к псевдонейтральной:
Работают вместе с солями алюминия
Взаимодействие с
волокнами посредством ионных сил (через сульфат алюминия)
Слайд 31Характеристика процессов проклейки
Нейтральная проклейка с использованием водной эмульсии АКД (димеры
алкилкетена) используется при производстве целлюлозных, высокосортных видов бумаги.
АКД вступает
в химическую реакцию с целлюлозой, образуя ковалентную химическую связь.
Слайд 32Характеристика процессов проклейки
Проклейка АКД имеет ряд недостатков:
Проблема созревания проклейки;
Увеличение расходов
на доставку (водный раствор эмульсии 16 – 22% по сухому
остатку;
Ограниченный срок хранения эмульсии ;
Полная коагуляция при замерзании.
Слайд 33Нейтральная проклейка с использованием водной дисперсии АСА (ангидрид янтарной кислоты,
замещенный длинной цепочкой алкена – от С16 до С18 -
).
В процессе взаимодействия АСА с ОН-группами целлюлозы происходит этерефикация с гидроксильными группами целлюлозы с дальнейшем распределением гидрофобной части над волокнами целлюлозы.
Слайд 34Определение
Поверхностная проклейка – обработка поверхности бумаги раствором полимера, обычно крахмала,
для уменьшения ее впитывающей способности за счет заполнения капиллярно-пористой структуры
бумаги, но не придающая бумаге гидрофобности.
G.A. Smook, Handbook of Pulp and Paper Terminolgy
Обработка поверхности бумаги химикатами с целью улучшения ее поверхностных свойств или проведения предварительной обработки.
Ken Kirkpatrick, Eka Chemicals
Слайд 35
Устройства для поверхностной проклейки
Слайд 36Полимер в виде раствора или дисперсии
Технологические добавки:
Оптические отбеливатели
Оптические красители
Антистатик
Биоциды
Пластификатор и
т.д.
Композиция для поверхностной проклейки
Слайд 37Полимеры
Крахмал и его модификации
КМЦ
ПВС
Композиция для поверхностной
проклейки (традиционная)
Слайд 38Специальная поверхностная проклейка (extra adsorbent paper)
Применяется для улучшения свойств
полотна, которые не могут быть реализованы при проклейке в массе:
Увеличивает
адгезию тонера, и впитываемость чернил
Улучшает цветовое разрешение на бумаге для цветных струйных принтеров
Обеспечивает высокий уровень проклейки, Кобб 60 меньше десяти
Увеличение угла смачивания
Изменение коэффициента трения
Слайд 39Специальная поверхностная проклейка (extra adsorbent paper)
Применяется для улучшения свойств
полотна, которые не могут быть реализованы при проклейке в массе:
Увеличивает
адгезию тонера, и впитываемость чернил
Улучшает цветовое разрешение на бумаге для цветных струйных принтеров
Обеспечивает высокий уровень проклейки, Кобб 60 меньше десяти
Увеличение угла смачивания
Изменение коэффициента трения
Слайд 40Дисперсии сополимеров состоят из гидрофобного полимерного ядра – сферических частиц
синтетических сополимеров и защитного коллоида.
Защитный коллоид
гидрофобные полимерные частицы
защитный коллоид
фибриллы
Полимерное ядро
крахмал
Слайд 4195/09 HHÄ/Ess Rev 98/09 Ess
Снижает «усит» при струйной печати
АКД
Крахмал+Jetsize
size
AKD
Крахмал
XPM samples, virgin fibre, HP ink-jet criteria
Слайд 43Классификация бумаги по степени проклейки
Степень проклейки характеризуется максимальной шириной штриха,
проведенного специальными водными чернилами, который не расплывается и не переходит
на оборотную сторону.
Непроклеенная – менее 0,25мм
С малой степенью проклейки – 0,25 – 0,5мм
Со средней степенью проклейки – 0,75 – 1,00мм
С высокой степенью проклейки – 1,25 -2,00мм
Слайд 44Введение красящих веществ
Назначение красящих
веществ
Устранение природного
желтоватого оттенка
(подцветка)
Тонирование бумаги
Повышение белизны
Слайд 45Механизм действия подцветки
Устранение желтоватого оттенка
сине-фиолетовые красители
Повышение белизны
Оптические отбеливатели
400
500
600
700
50
400
500
600
700
50
100