Министерство Образования и Молодёжи Республики Молдова
Технический Университет Молдовы
Факультет Лёгкой Промышленности
Утверждаю:
Зав. кафедры, доцент, док. Скобиоалэ В.
Изучениевлияния внешних факторов на изменение поверхностных и структурных характеристиккартона толщиной 1 – 1,5мм
Курсовойпроект
Кишинёв –2009
Технический Университет Молдовы
Факультет: ЛёгкаяПромышленность
Кафедра: Дизайн иПолиграфические Технологии
Специальность:543.4 Дизайн и Полиграфические Технологии
Утверждаю:
Доцент, док. Скобиоалэ В.
Зав. кафедры
Задание
на курсовой проект
Барладян Мария Юрьевна
1.Teмa:
Изучение влияния внешних факторов наизменение поверхностных и структурных характеристик картона толщиной 1 – 1,5ммутверждена согласно приказа №___от "__"_______200___
2. Дата сдачи проекта
3. Исходные данные на курсовой проект:
4. Содержание пояснительной записки:
Введение
1.Идентификация и аргументация выбранной темы
2.Компонентный состав картона
3.Где заканчивается бумага и начинается картон
4.Приборы для испытания картона
5.Обработка и интерпретация результатов испытания
6.Выводы
Библиография
Приложение
5. Перечень графических материалов
Содержание
Введение
1. Идентификация и аргументациявыбранной темы
2. Состав картона, компонентныйсостав картона
3. Где заканчивается бумага иначинается картон
4.Приборы для исследования картона
5. Обработка иинтерпретация результатов исследования
6. Вывод
Введение
Картон (франц. carton, от итал. cartone,от carta — бумага), папка,политура (толстый, глянцевый К., бристольский К. и т.п.) — самая толстая бумага,толще сахарной и оберточной. Начало картонного производства относят к серединеXVI в., когда зародилось книгопечатание и для сохранения напечатанных текстовизготавливали своеобразные обложки, путем склеивания нескольких листов бумагивместе.
/>
Рисунок 1. Картон.
Современные сведения окартоне
Четкой границы между бумагойи картоном нет. Согласно ГОСТ, бумагой называется «материал с массой квадратногометра до 250 г, состоящий преимущественно из растительных волокон, связанныхмежду собой силами поверхностного сцепления, в котором могут содержатьсяпроклеивающие вещества, минеральные наполнители, химические и натуральныеволокна, пигменты и красители». Картоном, в свою очередь, называют «материал,состоящий преимущественно из растительных волокон, отличающийся от бумагибольшей толщиной и массой квадратного метра». По немецкой классификации,картоном считается бумага с массой 1 м² более 150 г. Большинствоспециалистов считают картоном бумагу толщиной свыше 0,2 мм или любуюмногослойную бумагу.
Картономназывают плотный, иногда многослойный, материал толщиной от0,3 до5мм,получаемый в процессе переработки и прессования волокнистой массы. В качествесырья для производства используют целлюлозу, небеленую целлюлозу илимакулатуру. От бумаги картон отличается большей толщиной и плотностью.
С учетомсферы применения картон подразделяют на полиграфический, дизайнерский и упаковочный.Из полиграфического картона изготавливают буклеты, папки, обложки книг,подарочную упаковку. Для этих же целей подходит и дизайнерский картон: егоцвета и фактура могут быть самыми разнообразными. Но при этом он имеетсущественный недостаток— высокую стоимость. Упаковочный картон— наиболеедешевый и поэтому самый распространенный вид материала, который, как иследуетиз его названия, используется для упаковки самой разнообразной продукции. Этотвид картона должен обладать высокой прочностью, жесткостью и способностьюнекоторое время противостоять влаге. Как правило, упаковочный картон состоит изтрех слоев. Верхний и нижний мелованные, средний изготовлен из дешевого сырья.
В зависимостиот вида сырья, из которого производится картон, он делится на три типа:макулатурный, целлюлозный и на основе древесной массы. Из макулатурногокартона изготавливают упаковки для косметики, пищевых продуктов, обуви,лекарств, канцелярских товаров. Целлюлозный картон используется припроизводстве коробок для парфюмерии и кондитерских изделий. Картон на основедревесной массы универсальный, из него изготавливают упаковки для всех ужеперечисленных выше товаров.
1. Идентификацияи аргументация выбранной темы
Для даннойисследовательской работы я выбрала тему изучение влияния внешних факторов наизменение поверхностных и структурных характеристик картона, которая, по моемумнению одна из самых старых и в то же время современных проблем. Во времяизготовления картона всегда предусматривают ряд нюансов, факторов и компонентовдля того что бы получился качественный и прочный картон.
Для изучения картона явыбрала картон который применяется при изготовлении обложек для книг. Свойвыбор могу аргументировать тем, что книги печатались и будут печататься ещедолгое время, и для хорошей книги надо использовать качественный картон. Чем прочнеебудет обложка, тем дольше прослужит книга
Картон в современном мире
Внешний вид иэстетические свойства картона зависят от того, какое сырье было использованопри его производстве. Если нижний слой или внутренние слои картона серые,значит, для его изготовления применялось макулатурное сырье. При использованиидревесной массы слои картона остаются светлыми. Из целлюлозного сырьяполучается высококачественный картон с белыми слоями.
Дизайнерские картоны
Дизайнерские картоныспособны подчеркнуть эксклюзивный статус полиграфического изделия, будь тообложка годового отчета или изысканная упаковка класса «люкс».Элитные картоны настолько яркие, что нередко дизайн лишь помогает раскрыть,подчеркнуть красоту и оригинальность того или иного материала. Такие картоныцелесообразно применять для упаковки дорогих товаров — роскошная упаковкапридаст им дополнительный блеск. Сегодня ассортимент дизайнерских картонов нароссийском рынке поистине огромен и постоянно пополняется новыми сортами. Одниколлекции выделяются своей цветовой гаммой, другие— необычной поверхностьюбумаги: тиснением, фактурой или имитацией ткани либо кожи. Одни состоят изсверкающих металлизированных бумаг, а в других собраны бумаги с перламутровыммерцанием. Классифицировать все разновидности дизайнерских картонов довольносложно, поскольку в ассортименте каждого производителя элитных картонов и бумагнепременно найдется уникальный сорт. Такие картоны чаще всего входят вколлекции дизайнерских бумаг высокой плотности. Однако есть и коллекции,полностью состоящие из дизайнерских картонов. Множество сортов дизайнерскихкартонов производится концерном Arjo Wiggins. Бренд «Кириус»(Curious) включает уникальные виды бумаг и картонов, объединенные в четыресемейства: «Металлизированные бумаги», «Прозрачные бумаги»,«Тач» и «Партиклс»
Ежегоднопополняемый новыми видами, он отражает последние достижения в областиизготовления бумаг, инновации и новейшие направления в дизайне. Материалыкартонных плотностей (до 300 г/м2) есть в коллекции «Металлизированныебумаги» в металлизированном и перламутровом исполнении. Картоны и бумагииз собрания «Металлик» отличаются мерцающим, переливающимся блеском ипредставлены в одиннадцати оттенках. Они выполнены в приглушенной гамме, чтопридает им богатый и благородный вид. Картоны и бумаги «Перламутр»обладают жемчужным, люминесцентным блеском. Они также представлены водиннадцати цветах. Однако, в отличие от бумаг «Металлик», цветаперламутровой коллекции более насыщенные и яркие. На российском рынке такжепредставлены цветные картоны Keaykolour плотностью до 400 г/м2. Эточистоцеллюлозный, немелованный, тонированный в массе картон с поверхностью,словно покрытой короткой шерстью. Данные картоны отличаются хорошимипоказателями жесткости, пухлости и стойкости к физическим воздействиям. Картоныесть также в коллекции «Ривс» (Rives). Она представлена семьюоригинальными тиснениями («волна», «фетр», «сетка»,«соты», «полоса», «линия», «верже») втщательно подобранной гамме из 12 цветов. Диапазон плотностей этих картонов доходитдо 425 г/м2. Отметим, что в данную коллекцию входит картон ссодержанием25% хлопковых волокон с легкой, нежной фактуройповерхности.
Дизайнерскиекартоны от итальянского производителя Fedrigoni Group представлены нароссийском рынке также довольно широко — несколько десятков коллекций. Так, вколлекции «Криоколорс Квадрекс» (Kryocolors Quadrex) плотностьматериалов доходит до 600 г/м2. Это многослойный, чистоцеллюлозный,тонированный в массе дизайнерский картон, отбеливание которого произведенобесхлорным методом. Данный картон обладает гладкой поверхностью, высокойпрочностью и стабильностью размеров и пригоден для любых способов печати ипослепечатной обработки. Его цветовая гамма насчитывает восемь оттенков,которые носят названия различных растений.
До 300 г/м2доходит плотность материалов коллекции «Савиль Роу Твид» (Saville RowTweed). Это картон без покрытия с двусторонним тиснением «твид», навид и на ощупь напоминающий одноименную ткань. Вкрапление натуральных волоконусиливает это сходство. Бумага представлена в пяти цветовых вариантах: ExtraWhite, White, Blue, Camel и Dark Grey. Стоит отметить, что бумаги и картоныэтой коллекции на 20% состоят из хлопка и на 20% — из натуральных текстильныхволокон. Интересна коллекция «Сирио Блэк/Блэк» (Sirio Black/Black), вкоторую входят чистоцеллюлозные, тонированные в массе, гладкие дизайнерскиебумаги и картон без покрытия. Отличаются они тем, что обладают устойчивым ксвету насыщенным черным цветом. Плотность этих материалов достигаетвнушительных 700 г/м2. Картоны «Сирио Блэк/Блэк» подходятдля одноцветной и полноцветной печати с использованием методов офсетной,высокой и трафаретной печати. Эти материалы сохраняют все свои свойства прирезке, фальцовке и склеивании.
Картонывысоких плотностей (до 350 г/м2) также есть в коллекции «СириоКолор» (Sirio Color). Это чистоцеллюлозные, тонированные в массе, гладкиедизайнерские картоны без покрытия, которые поставляются в широкой цветовойгамме. Производятся они с применением метода бесхлорного отбеливания и подходятдля одноцветной и полноцветной печати с использованием методов офсетной,высокой и трафаретной печати. Материалы сохраняют все свои свойства при резке,фальцовке и склеивании. Они обладают высокой устойчивостью к солнечному свету,а также полностью поддаются биологическому распаду и переработке.
В коллекцию «КонстеллейшнСноу» (Constellation Snow) входят материалы плотностью до 400 г/м2.Это чистоцеллюлозные картоны без покрытия, с одно и двусторонним тиснением,обладающие высокими показателями белизны и прочности. Материалы, представленныев более чем20 видах тиснения, прекрасно подходят для всех видовпечати, ламинирования и переплетных работ. Они хорошо поддаются резке,фальцовке и склеиванию. В коллекции с похожим названием — «КонстеллейшнДжэйд» (Constellation Jade) — есть бумаги и картоны плотностью до 300г/м2.Это чистоцеллюлозные материалы с перламутровой поверхностью и одностороннимтиснением. Специальное покрытие, за счет которого достигается жемчужный блеск,нанесено с лицевой стороны, а на обороте оно отсутствует. Картон предлагаетсякак в гладком исполнении, так и с 13видами тиснения. Он подходит для всех видовпечати, включая офсет, конгрев, шелкографию, тиснение фольгой, горячеетиснение, идеален для ламинирования, прекрасно ведет себя при подрезке,биговке, фальцовке и склеивании.
Другаяперламутровая коллекция производства Fedrigoni Group, в которой есть картоны, —это «Сирио Перл» (Sirio Pearl). Плотность этих чистоцеллюлозныхкартонов достигает 700 г/м2. В отличие от предыдущей коллекции, онине просто имеют перламутровую отделку, но и тонированы в массе. Коллекциясостоит из девяти оттенков, разработанных в строгой классической цветовойшкале.
Коллекция «СплендорлюксБилучидо Экстра Вайт» (Splendorlux Bilucido Extra White) полностью состоитиз картонов плотностью 380г/м2. Это чистоцеллюлозные картоны безтиснения, с двусторонним белым высокоглянцевым покрытием, выполненным методомлитья. Данный картон подходит для офсетной и трафаретной печати, конгрева итиснения фольгой. Он сохраняет все свои свойства при послепечатной обработке.
Картоны чутьменьшей плотности— до 360 г/м2 — есть в коллекции «Неттуно»(Nettuno). Это чистоцеллюлозные, тонированные в массе картоны с текстурой «микровельвет».Богатая цветовая гамма (16 оттенков) и различные варианты плотностей позволяютшироко использовать картоны данной серии. Они рекомендуются для всех видовпечати и тиснения.
Немецкаяфабрика Gmund специализируется исключительно на изготовлении дизайнерских бумаги картонов, и ее продукция широко известна во всем мире, в том числе в России.Первой на российском рынке появилась коллекция «Кашемир» (Kaschmir),которая произвела в 1995году настоящий фурор среди отечественных дизайнеров,полиграфистов и заказчиков полиграфической продукции. Недавно коллекция «Кашемир»пережила свое второе рождение: существенные изменения претерпела цветоваягамма, появились две новые поверхности— «хлопок» и «бархат».Картоны с поверхностью «бархат» кажутся такими же мягкими и теплыми,как и эта ткань. Такой эффект достигается благодаря выведенным наружу волокнам.Картоны «бархат» представлены плотностью 400г/м2 и в трехцветах: белом, красном и темносинем. Картоны с поверхностью «хлопок»менее плотные (их максимальная плотность составляет 250г/м2), но приэтом обладают более широкой цветовой гаммой.
Помимо этойколлекции, на отечественном рынке представлено множество других дизайнерскихбумаг и картонов от фабрики Gmund. Так, широко известна «Золотая коллекция»(Treasury), появившаяся в России несколько лет назад и представленнаяплотностями до 310 г/м2. Она включает восемь разных золотых оттенкови два белых. Подобно чистому золоту, «Золотая коллекция» завораживаетсвоей изысканной красотой и утонченностью, а ее благородный мерцающий блескчарует взгляд. Насыщенность цвета, разнообразие золотых оттенков и необычныевкрапления придают коллекции особую элегантность. Материалы «Золотойколлекции» имеют тонкое, едва различимое тиснение «линия», аповерхность их на ощупь напоминает дорогой шелк. Высокая пухлость, гладкость ижесткость делают эти бумаги и картоны пригодными для различных печатныхтехнологий и всех видов послепечатной обработки.
Другаяколлекция от Gmund, в которую входят картоны плотностью 300 г/м2, — «Алезан»(Alezan) — появилась на российском рынке сравнительно недавно. Эти материалыприятны на ощупь и напоминают мягкую и бархатистую поверхность дорогой,тщательно выделанной кожи. В коллекцию входят материалы с двумя вариантамиповерхности— «Вильд» (Wild) и «Культ» (Cult). Мы расскажемо первом из них, поскольку «Культ» представлен в более низкихплотностях. При прикосновении к картонам «Вильд» ощущается текстуранеобработанной кожи. Цветовая гамма коллекции «Алезан» представленадесятью теплыми, насыщенными оттенками с названиями различных животных.Несмотря на необычную структуру поверхности, бумаги «Алезан»прекрасно подходят для большинства видов печати и послепечатной обработки:офсетной печати, конгрева, горячего тиснения фольгой, лакирования, шелкографиии термографии.
Тонированныев массе картоны плотностью 300 г/м2 есть в коллекции «ГмундКолорс». Каждый тон коллекции был специально подобран дизайнерами фабрикитаким образом, чтобы темные и светлые тона, а также тона разных цветовых групппрекрасно сочетались друг с другом и свободно использовались в различныхкомбинациях. «Гмунд Колорс» производится из тонковолокнистойцеллюлозы, отбеливание которой осуществляется бесхлорным методом. Особоевнимание уделяется расщеплению волокон бумажной массы в специальной машине,поскольку от результата этого процесса зависят качество и равномерностьокрашивания бумаг и картонов.
В коллекции «Татьяна»представлены картоны плотностью 300 и 310г/м2. Это материалы сполимерным покрытием и тиснением, стилизованные под разнообразные ткани:крепдешин, атлас, батист, шифон, фланель. Для коллекционных дизайнерских бумаг «Татьяна»подходят такие традиционные способы печати, как офсет, трафаретная, тиснениефольгой, конгрев. Картоны аналогичных плотностей есть в коллекции «Линиимира». Ее цветовой диапазон разделен на три части: шесть теплыхэкспрессивных цветов представляют южное полушарие, еще шесть символизируютсовременный высокотехнологичный мир северного полушария, четыреметаллизированных тона вобрали в себя холод полюса и космического пространства.Еще одна коллекция с картонами плотностью 300 г/м2— это «ГрандСтайл», в которую входят бумаги и картоны с тиснением «верже» 21оттенка. Вцветовой гамме этой коллекции есть такие редко встречающиеся цвета,как красный, салатовый, терракотовый, черный и голубой.
Коллекция «Реакшн»целиком состоит из материалов плотностью 310 г/м2. Она удивительнатем, что картоны меняют свой оттенок в зависимости от освещения, создаваяэффект игры цвета. Данный эффект был достигнут с помощью сложноготехнологического процесса: на цветную бумажную основу наносится особоепигментное покрытие, разработанное технологами и химиками фабрики Gmund.Картоны в коллекции представлены в 13 цветах. При совмещении тонированной вмассе бумаги и цветного покрытия создается эффект игры оттенков.
Для тех же,кто стремится создать нечто поистине уникальное и не имеющее аналогов, естькреативная система Gmund 2/200, позволяющая создать собственный картон, равнокак и бумагу, с индивидуальной комбинацией цвета, тиснения и плотности из болеечем 100 тыс. возможных вариантов. Возможны также 110вариантов тиснения.Цветовая гамма Gmund 2/200 делится на две части в зависимости от типаповерхности: первая — «Креативная система» — насчитывает 52 оттенкадля матовой поверхности, а вторая — «Бриллианка» — представлена 36оттенками для мерцающей поверхности.
На бумажныхфабриках итальянской компании Gruppo Cordenons создаются различные дизайнерскиебумаги и картоны: как для создания фирменного стиля, так и для разработкиупаковки для элитных товаров и многого другого. Картоны, выпускаемые GruppoCordenons, отличаются элегантной простотой, им чужда вычурность. Несколько летназад на российском рынке появилась необычная коллекция бумаг и картонов отэтого производителя— «Плайк» (Plike), включающая материалы плотностьюдо 330 г/м2. Это чистоцеллюлозные, мелованные бумаги и картоны,похожие на пластик. Ощущение прикосновения к пластиковой поверхности появляетсяблагодаря особому составу покрытия. Среди способов печати и послепечатнойобработки, которые подходят для бумаги Plike, отмечены офсет, шелкография,литография, термография, а также тиснение фольгой, конгрев, покрытие офсетнымлаком, УФлакирование, фальцевание и бигование. Печать на бумаге Plikeрекомендуется производить высококачественными красками для печати наневпитывающих поверхностях с добавлением трехпроцентного сиккатива или краскамина основе растительного масла. Не менее интересна коллекция «Слалом»(Slalom), плотность материалов в которой доходит до 310 г/м2. Вколлекции представлены чистоцеллюлозные белые и тонированные в массе бумаги икартоны, особенностью которых является оригинальное тиснение крупного рисунка вформе чередующихся волнистых линий.
Коллекция «Венислюкс»(Venicelux) полностью состоит из картонов плотностью до 450 г/м2.Это чистоцеллюлозный картон с высокоглянцевой лицевой стороной. Покрытиевыполнено методом литья, оборотная сторона — белая матовая, без покрытия.Данный материал подходит практически для любых способов печати и сохраняет всесвои свойства при послепечатной обработке. Взависимости от внешнего видалицевого покрытия коллекция делится на несколько групп.
Коллекция «Мальмеро»(Malmero)— это собрание чистоцеллюлозных, тонированных в массе материаловплотностью до 300 г/м2 с широкой цветовой гаммой интенсивных ипастельных тонов. Поверхность картонов «Мальмеро» шероховатая ибархатистая, причем эти свойства сохраняются при резке, фальцовке и склеиванииматериала. «Мальмеро» прекрасно подходит для одноцветной иполноцветной печати с использованием методов офсетной, высокой и трафаретнойпечати.Картоныдля цифровой печати
Для стольпопулярных и постоянно совершенствующихся цифровых технологий производителибумаг и картонов создают специальные сорта материалов. Весьма популярен картондля цифровой печати «Венислюкс Диджитал» (Venicelux Digital)производства компании Gruppo Cordenons. Он представляет собой чистоцеллюлозныйкартон для цифровой печати с высокоглянцевой лицевой стороной. Покрытиевыполнено методом литья, оборотная сторона — белая матовая и тоже пригодна длявысококачественной печати. Этот материал предназначен для цифровой печати сиспользованием технологии Xeikon. На российский рынок картон Venicelux Digitalпоставляется в рулонах шириной 32 и 50 см (внешний диаметр рулона — 38 см).Материал представлен в двух плотностях: 215 и 250 г/м2.
Чистоцеллюлозныйкартон для цифровой печати CSI Splendorlux 1EW (Extra White) производстваконцерна Fedrigoni Group обладает белым высокоглянцевым покрытием лицевойстороны. Оборот этого сорта белый, но без покрытия. CSI Splendorlux 1EW, вотличие от Venicelux Digital, предназначен специально для цифровых печатныхмашин Indigo, использующих технологию электрофотографии. На российский рынокэтот материал поставляется в листах формата 32x46,4 и 46,4x32 см и плотностью250 г/м2.Переплетныекартоны
Значимостьпереплетного картона невозможно переоценить. От этого материала зависит внешнийвид книги, и с его качеством напрямую связано качество переплетной крышки.Хороший переплетный картон должен обладать такими характеристиками, как высокаяпрочность, стойкость к короблению, высокая впитывающая способность и легкостьпри резке. Переплетный картон, не соответствующий определенным технологическимпараметрам, называется «отбор». Он может применяться для сшиваниядокументов для архивов, при изготовлении мягкой мебели, для разнообразной тарыи детских настольных игр, для которых не требуется картон высокого качества.
Выборпереплетного картона на российском рынке достаточно широк. Так, голландскийматериал Luxline представляет собой неотбеленный картон серого цвета, который подлежитоклеиванию предварительно запечатанной бумагой или другим поверхностнымпереплетным материалом. Этот сорт, по заверениям производителя, идеальноподходит для изготовления книжных переплетов. Одно из очевидных преимуществэтого материала заключается в том, что благодаря гладкости картона дляидеального приклеивания поверхностного материала требуется минимальноеколичество клея. В зависимости от гладкости картон Luxline делится на два вида:шероховатый Unlined и более гладкий Grey. Помимо изготовления книжныхпереплетов этот материал пригоден для производства жесткой упаковки длянастольных игр, подарков, обуви, одежды, сигар, шоколада, косметики, спиртныхнапитков и многого другого. Диапазон толщины этого материала варьируется от 0,7до 3,0мм. Материал поставляется в листах, стандартный формат которых равен70x100 см.
Многослойныйпереплетный картон не редкость. Один из таких материалов — это Foabmoardпроизводства фабрики Moorman Karton, которая была основана в Нидерландах в 1912году, а сегодня является одним из лидеров на рынке картонов. Картон Foabmoardсостоит из трех слоев, первым из которых является основа— собственнопереплетный картон толщиной от 0,6 до 3 мм; вторым слоем идет полиэфирныйпоролон со стандартной толщиной в 2, 3, 4 или 5 мм и весом до 90 г/м2.По заказу толщина поролона для этого слоя может быть увеличена. Инаконец,третий слой — войлочная бумага светлофиолетового цвета плотностью 150 г/м2,которая хорошо выдерживает давление, оказываемое на крышку переплета приотделочных процессах: тиснении фольгой и блинтовом тиснении. При производствепереплетного материала Foabmoard используются нетоксичные клеи, изготовленныена основе ПВА. Этот материал разработан специально для производства обложекежедневников, представительской продукции (папок, блокнотов и т.п.), а такжекниг, в том числе детских, фотоальбомов, энциклопедий, обложек меню,презентационных, адресных папок и подобной полиграфической продукции. Нароссийский рынок переплетный картон Foabmoard поставляется в листах формата 100x70,100x80, 101x87,5 см.
Макулатурныйпереплетный картон тоже встречается довольно часто. Kappa Eskaboard, такжеизвестный под названием Eska, — это твердый переплетный картон производстваголландской компании Kappa Graphic Board. Он на 100% изготавливается измакулатуры. Картон разработан специально для переплетов книг, папок,скоросшивателей, альбомов, ежегодников, записных книжек и детских игр.Превосходная жесткость, ровная и гладкая поверхность картона гарантируютвысокое качество готовой продукции. Картон легко режется, штампуется,сверлится, фальцуется и компостируется, что позволяет перерабатывать его навысокоскоростном оборудовании. Основное отличие Kappa Eskaboard от другихпереплетных картонов заключается в процессе производства. Производителям удаетсядостичь стабильного качества данного материала за счет уникальной технологии,которую обеспечивает машина Fourdrinier. Различают две технологии производстващелочных картонов: на машинах цилиндрического типа и на машинах Fourdrinier.Принцип работы цилиндрической машины, рабочим органом которой является цилиндрили барабан, обтянутый металлической тканью, заключается в наматывании набарабан макулатурной массы. За счет этого картон получается многослойным, и приработе с ним наблюдается так называемый эффект слоеного теста. Прииспользовании такого картона в производстве могут возникнуть коробление,деформация, отслоение, неровная, бугристая поверхность картона (эффектапельсиновой корки). Машина же Fourdrinier работает по особой технологии,исключающей риск появления подобных нежелательных эффектов при работе спереплетными картонами Kappa Eskaboard.
Еще одинмакулатурный переплетный картон — это Smurfit BB. Он выпускается компаниейSmurfit Graphic Board — одним из крупнейших производителей высококачественногокартона из 100% макулатуры на мировом рынке. Сегодня Smurfit Graphic Boardэкспортирует около 90% своей продукции в более чем 50стран по всему миру. Самже материал Smurfit BB представляет собой немелованный переплетный картон,изготовленный на 100% из переработанного сырья с ламинированной серым крафтомповерхностью. Данный картон предназначен для изготовления обложек книг, детскихнастольных игр и паззлов, рекламных вывесок, дисплеев и многого другого. КартонSmurfit BB поставляется в широком диапазоне плотностей: 905, 1055, 1210, 1440,1780 г/м2, формат листов составляет 70x100 см.
Оптимальноесоотношение цены и качества отличает преплетный картон производства ОАО «КаменскаяБКФ», который также известен под названием «Кувшиновский картон».Данный переплетный картон изготавливается по технологии, используемой нафабрике компании Kappa Graphic Board, о которой мы уже упоминали. Несмотря нато что этот материал и уступает по качеству знаменитому голландскому картонуKappa Eskaboard, он является весьма популярным материалом для полиграфии,издательского дела и производства рекламы. Совсем недавно появившись наотечественном рынке, он за короткое время завоевал популярность средизаказчиков и производителей полиграфической продукции.
2.Составкартона, компонентный состав картона
Картонные материалы, восновном использующиеся для упаковок, вне конкуренции по экономичности иэкологическим характеристикам по сравнению с другим сырьем. Положительныестороны картона все больше пропагандируются на сегодняшнем рынке упаковочныхматериалов. Получение материала высокого уровня во многом зависит от самоготехнологического процесса и квалифицированного персонала.
В состав картона входят волокнадревесины. Однако производство вкладывает и дополнительные химические идревесные материалы. Целлюлоза белая или бурая – пожалуй, главный компонент,входящий в состав картона. Но кроме него есть и дополнительные химическиесоединения с древесными излишками (или как говорят на производстве отходами) имакулатура. Технология производства целлюлозы у каждой компании своя, нопримерно все придерживаются одной линии – древесина, независимо от ее породы,обрабатывается химическими веществами, механически уплотняется и сжимается.Вследствие чего в состав картонавходят волокна, не отвечающие высоким требования. Во многом потребителя неинтересует, на сколько картон отвечает требованиям качества. А для получениякартона более высокого качества, технология производства немного меняется иусложняется. Терма обработка и химические элементы удаляют нежелательныекомпоненты из древесной массы. При такой технологии в состав картона входятболее толстая бумага и целлюлоза с удлиненными волокнами. Состав картонахарактеризуется своей многослойностью и в этом заключается положительная сторонаэтого материала.
Не смотря на то что увсех картонных изделий состав практически одинаков, качество в корне можетотличаться. Прозрачность, влагопрочность, гладкость, толщина, цвет – это текачества, на которые следует обратить внимание при покупке. Для болеетщательного изучения качества обратите внимания на — удлинение в моментразрыва, сопротивление разрыву, излом при перегибе. Для изготовления картонадля плоских слоев гофрокартона и бумаги для гофрирования используют макулатурумарок МС-6 (старый гофрокартон или обрезки) и МС-7 (смешанный картон) или целлюлозу.В композиции допускается и остальная макулатура, но желательно не более 10-15%.Все зависит от требуемых качественных характеристик получаемого картона. Влучшем случае, с потоком подготовки макулатуры можно установить потокподготовки небеленой или беленой хвойной целлюлозы, в количестве до 30%.Подавая 30% целлюлозы на покровный слой, мы добиваемся улучшения качествакартона по цвету и по прочности. В массу может дополнительно вводиться клей исернокислый алюминий (глинозем). Количество зависит от многих параметров(качество воды, температура, необходимая степень проклейки, наличиеповерхностной проклейки на машине и т.д.). Примерные нормы расхода:глинозем-1,2 кг/т, клей — 4,5 кг/т, нейтральный крахмал — 4 кг/т.
Макулатура и/илицеллюлоза распускается и очищается на оборудовании для подготовки массы, потомпоступает на картоноделательную машину.
Роспуск макулатуры производится в гидроразбивателе при концентрации массы10-14%. Из гидроразбивателя масса насосом перекачивается через смесительныйящик в бассейн. Концентрация массы в бассейне 3,0-3,5%.
Из бассейна масса подается на вихревой очиститель высокой концентрации,где производиться очистка от крупных включений, и далее на гидроразбиватель(турбосепаратор) сортирующий тройного действия на сортировку и дороспуск. Наэтом этапе происходит очистка от скотча, пленок и т. д. Отходы отгидроразбивателя сортирующего отводятся на вторую ступень сортирования –вибрационную сортировку.
После гидроразбивателя сортирующего, масса поступает во второй массныйбассейн, из которого насосом подается на пульсационную мельницу на дороспуск.Далее масса подается на дополнительное сортирование.
Сортирование производится на напорной сортировке, имеющей сито с щелевымиотверстиями шириной 0,3-0,35 мм. Отходы от напорной сортировки отводятся навторую ступень сортирования – вибрационную сортировку. Отсортированная массаподается в композиционный бассейн. В этом бассейне в массу вводится крахмал иканифольный клей.
Из композиционного бассейна масса подается для окончательного размола надве последовательно установленные дисковые мельницы. После мельниц массапоступает в машинный бассейн.
Из машинного бассейна масса через бак постоянного уровня поступает насмесительный насос, где разбавляется до концентрации 0,6-0,8%, и подается насистему вихревых конических очистителей, на которых производится очистка отмелких включений не волокнистого характера.
В напорный ящик картоноделательной машины масса, с дополнительновведенным глиноземом, поступает через узлоловитель, на котором производитсяочистка от мелких волокнистых включений. Сортирование производится наузлоуловителе, имеющем сито с отверстиями диаметром 2,2 мм. Накартоноделательной машине происходит формование картонного полотна, егообезвоживание и сушка.
С характеристиками картоноделательных машин вы можетете ознакомиться вразделе картоноделательные машины, а с массоподготовительным оборудованием вразделе массоподготовительное оборудование.Краткоеописание отдельных частей картоноделательноймашиныНапорныйящик
Напорный ящик обеспечивает напуск массы на сеточный стол. При этом онобеспечивает равномерную скорость истечения массы по всей ширине картоноделательной машины,однородность массы по концентрации, отсутствие завихрений и турбулентныхдвижений в потоке, а также минимальную флокуляцию волокна. Для этого предлагаемыйнапорный ящик оснащен двухступенчатой перфорированной плитой и двумяперфорированными валами, которые приводятся во вращение индивидуальнымиприводами. Для регулирования массы полотна по ширине картоноделательной машины напорныйящик оснащен механизмами тонкой регулировки верхней напускной губой, а дляустранения пенообразования в напорном ящике имеется спрыск-пеногаситель.
При рабочей скорости картоноделательноймашины до 200 м/мин устанавливается напорный ящика открытоготипа.
При рабочей скорости картоноделательноймашины свыше 200 м/мин устанавливается напорный ящик закрытоготипа.
В напорном ящике закрытого типа для обеспечения скорости истечения струимассы, соответствующей скорости движения сетки, вместо статического напорасоздается гидростатический напор. Воздушная подушка, создаваемая в напорномящике, способствует устранению пульсаций давления массы. Все частисоприкасающиеся с массой выполнены из нержавеющей стали или из углеродистой соблицовкой нержавеющей сталью.Сеточнаячасть
Может быть как односеточного, двухсеточного или трехсеточного исполненияконсольного типа. Консольное исполнение сеточного стола позволяет производитьзамену сетки без значительной его разборки, а следовательно, за минимальноевремя.
Длина стола в зависимости от производительности картоноделательной машины составляетот 10,5 до 20 м. Сеточная часть оснащена следующими обезвоживающими элементами:формующей доской, регистровыми валами, гидропланками, «мокрыми»отсасывающими ящиками, «сухими» отсасывающими ящиками. Гидропланки ипокрытия ящиков выполнены из высокомолекулярного полиэтилена. Размещениеобезвоживающих элементов на столе выполнено таким образом, чтобы обеспечитьравномерное (по длине стола) обезвоживание и, как следствие, оптимальноеформование полотна.
В начале сеточного стола установлены декельные линейки, предотвращающиерастекание массы на кромках. Для регулирования механических показателей полотнав продольном и поперечном направлениях грудной вал и начальный участок столаприводятся в колебательные движение в поперечном направлении за счет механизматряски. Установленный механизм тряски позволяет регулировать частоту и поамплитуду колебательных движения стола. Гауч – вал однокамерный. Для промывкисетки предусмотрены смачивающие спрыски и спрыск высокого давления. Также вналичие отбойный спрыск, спрыск смыва кромок, заправочный и спрыски резкикромок. Для очистки сетковедущих валов установлены шаберы. Для регулированиясетки имеется пневматическая сеткоправка, для натяжения сетки установлены две пневматическиеили электромеханические сетконатяжки. Отвод воды с сеточного стола производитсяпо специально установленным подсеточным ваннам. Все части соприкасающиеся смассой выполнены из нержавеющей стали или из углеродистой с облицовкойнержавеющей сталью. Сухость полотна после сеточной части составляет 20-22 %.Прессоваячасть
Прессоваячасть выполнена с учетом обеспечения максимального обезвоживания до сушильнойчасти при этом сохраняя структуру полотна, а следовательно, егофизико-механические показатели.
В зависимостиот производительности прессовая часть состоит из двух или трех прессов. Первыйпресс может быть выполнен отсасывающим. Нижние валы прессов обрезиненные,верхние – гранитные. Прижим и отвод верхних валов осуществляетсяпневматическими механизмами. Пресса снабжены спрысками для промывки сукон. Длярегулирования хода сукон имеются пневматические сукноправки, для натяжениясукон установлены пневматические или электромеханические сукнонатяжки.Сукноведущие валы омедненные или обрезиненные. Для очистки поверхностипрессовых валов установлены шаберы. Конструктивно прессовая часть выполнена сучетом минимальных затрат времени на смену сукон. Сухость полотна послепрессовой части составляет 39-42 %.Сушильнаячасть
В зависимости от производительности картоноделательной машины может быть установлено 18-30сушильных цилиндров диаметром 1500 мм. Сушильная часть разделена на группы поприводу. Рабочее давление пара 0,3-0,5 МПа. Пар поступает в сушильный цилиндрчерез пароконденсатную головку, установлен-ую на цапфе с приводной стороны.Конденсат непрерывно отводится по сифонным трубам, опущенным практически до днацилиндра. Для периодического осмотра, цилиндры снабжены люками. Ориентировочныйудельный расход пара 3,0 т/тонну готовой продукции.
Сушильная часть предназначена для работы на синтетических сушильныхсетках. Для регулирования сеток имеются пневматические сеткоправки, длянатяжения сеток установлены пневматические или электромеханическиесетконатяжки. Картоноделательныемашины с рабочей скоростью более 200 м/мин оснащены канатиковойзаправкой полотна. Для очистки поверхности сушильных цилиндров установленышаберы.Каландр
Для придания картонугладкости и требуемой плотности установлен четырехвальный каландр.Дополнительный прижим валов каландра осуществляется пневматическим механизмом.Для очистки поверхности каландровых валов установлены шаберы. Заправка полотнаосуществляется за счет воздушного спрыска или канатиков.Накат
Накат периферического типа. Намотка картонного полотна осуществляется на тамбурные валы.Приемные и основные рычаги наката перемещаются за счет пневматическихисполнительных механизмов. Равномерность намотки регулируется степенью прижимарулона к цилиндру наката как с приводной так и с лицевой сторон. Прижимосуществляет-ся пневмоцилиндрами.Механическийпривод
Привод картоноделательной машинымногодвигательный. Каждая приводная точка снабжена электродвигателемпеременного тока, редуктором и карданным или промежуточным валом.Электроприводрегулируемый
Регулируемый привод выполнен на базе элементов фирмы «MITSUBISHI»или «LG».Системауправления
Для управления пневматическими и электромеханическими механизмами картоноделательной машиныпоставляются индивидуальные локальные приборы, пульты и щиты управления.
3. Где заканчиваетсябумага и начинается картон?
Проводя рукой поабсолютно гладкой на вид поверхности коробки, покупатель восклицает: «Ах,какая красота!» Но то, что нам кажется гладким и тонким, на самом деле невсегда таковым является. Гладкость (способность передавать без разрывов иискажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации) — одно из важнейшихпечатных свойств. Чем выше гладкость, тем лучше контакт между поверхностью ипечатной формой, тем меньше прилагается давления при печатании, тем вышекачество изображения.
От микроскопическойшероховатости, присущей всей бумажной продукции, не так-то просто избавиться.Как и от разногласий по вопросу «что есть картон?». Научно-популярноеиздание «Все о бумаге» (М.: Дубль В, 1999.) утверждает, что картон —не что иное, как бумага плотностью свыше 150 г/м2. Некоторые специалистыотодвигают границу до 200-250 г/м2. Но практически все согласны, что картономможно назвать бумагу толщиной более 0,25 мм, а также бумагу, имеющуюмногослойное строение (не имеются в виду слои мелования), независимо отплотности. Многослойная структура увеличивает толщину и жесткость картона.Сколько не пытаются полимерные материалы его вытеснить, он остается незаменимымтам, где нужна жесткость… не характера, а формы:
упаковка для продуктовпитания, лекарств, парфюмерно-косметических товаров, стиральных порошков,детских игр и прочих товаров.
Для изготовлениякартонной упаковки с полноцветной печатью, лакированием или тиснением огромноезначение имеет качество покрытия лицевой стороны. Поэтому используют, какправило, картоны с двухслойным/полным (примерно 20г/м2) и реже с легким (от 4до 10 г/м2) меловани-ем. В дальнейшем речь будет идти именно о мелованных(покрытых) сортах картона.
Geschtnichener…Coated… Мелованные...
Мелованный картонотличает хорошее поведение в процессе печати, более интенсивное воспроизведениекрасок и лучший глянец при лакировании. При печати на нем диаметр пормелованного слоя настолько мал, что в поры впитываются только растворители, вто время как частицы красящих пигментов остаются на поверхности бумаги. Поэтомуизображение получается очень насыщенное.
Типичная структурамелованного картона:
— мелованные слои (одинили несколько);
— верхний слой (один илинесколько слоев качественного сырья: беленая или небеленая целлюлоза,древмасса, отбеленая макулатура);
— вкладыш (достаточнотолстый слой из дешевого сырья: макулатура, древмасса, небеленая целлюлоза,различные отходы производства);
— нижний слой (один илинесколько слоев качественного сырья: беленая или небеленая целлюлоза,древмасса, макулатура).
Учитывая отсутствиеединого мнения по самому понятию «картон», не удивительно, что нет иобщепринятой классификации видов картона. В основном, пользуются маркировками,заявленными производителями. Данные частично взяты из таблицы «Сортамелованного картона» (Все о бумаге.-М.: Дубль В, 1999, с.71.).
Дуплексом называют картонс односторонним мелованием, триплексом — с двусторонним. Большинство измакулатурных картонов на российском рынке имеют маркировку GD2, а картоны изпервичных волокон — GC2.
К числовымхарактеристикам качества покрытия относятся только белизна, глянец и гладкостьповерхности. В остальном ориентируются либо на общее описание, либо на внешнийвид, а чаще — на отзывы коллег.
Пересекая границы...
Производители картонаобычно проводят границу между дизайнерскими, полиграфическими и упаковочнымикартоном. Но никто вам не помешает, к примеру, удивить мир изготовленной изпервого или второго элитной косметической упаковкой. В общем, границу можнопересекать, пока вы не посчитаете, в какую сумму это выливается.
СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕСВОЙСТВА
Масса (вес) является наиболеераспространённым показателем, т.к. большинство бумаг(картон) продают по массе 1м2. Массу бумаги (картона) чаще относят к единице площади, чем к единицеобъёма, как это делают в отношении других материалов, т.к. бумагу используют ввиде листа, и поэтому площадь в данном случае играет более важную роль, чемобъём.
Толщинабумаги (картона) (мкм)является важным фактором в характеристике многих других видов бумаги иопределяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительскиесвойства (в первую очередь прочностные) готового изделия.
Механическаяпрочность — одно изосновных и важных свойств большинства видов бумаги и картона. Стандарты напечатные виды бумаг предусматривают определённые требования механической прочностина разрыв. Эти требования определяются возможностью выработки на современныхбыстроходных машинах печатных видов бумаги без обрывов с последующим пропускомеё через быстроходные перемотно-резательные станки и в дальнейшем на печатныхмашинах.
Достаточнаямеханическая прочность бумаги должна обеспечивать безостановочную работупечатных машин на полиграфических предприятиях.
Показательсопротивления бумаги (картона) излому — один из существенных показателей, характеризующихмеханическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которыхобразована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Поэтомунаиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных,прочных, гибких и прочно связанных между собой волокон. Для печатных видовбумаги наиболее значимый показатель в процессе переплётно-брошюровочых работполиграфического производства.
Показателькачества — сопротивление продавливанию — нельзя отнести к числу основных. Онпредусматривает по действующим стандартам для сравнительно ограниченногоколичества видов бумаги. Важное значение этот показатель имеет дляупаковочно-обёрточных видов бумаги. Этот показатель в некоторой степени связанс -показателями разрывного груза бумаги и удлинения её при разрыве.
Для некоторыхвидов бумаги и картона показатель сопротивления поверхности этих материалов истираниюслужит одним из критериев, определяющих потребительские свойства материала. Этоотносится к чертёжно-рисовальным и картографическим видам бумаги. Эти бумагидопускают без излишнего повреждения поверхности возможность удалениянаписанного, нарисованного или напечатанного путем подчистки резинкой, лезвиембритвы или ножа. Одновременно подобная бумага с хорошей поверхностнойпрочностью на истирание должна сохранять удовлетворительный внешний вид послеповторного нанесения текста или рисунка на стёртом месте.
Влагопрочность,или прочность во влажном состоянии — важный фактор большинства бумаг, особенно у бумаги,изготовленной на быстроходных бумагоделательных машинах, так как должнаобеспечиваться бесперебойная работа буммашины при переходе бумажного полотна изодной секции машины в другую.
Прочность на изгиб. Это сопротивление бумаги(картона) упругому изгибу. Приэтом испытании бумагу не изгибают слишком сильно, чтобы она не разорвалась.Сопротивление бумаги изгибу определяют либо динамическим методом (метод длинысобственной частоты), либо статическим методом (метод стержня).
Определение:DIN 52123, Часть1 — метод длины собственной частоты и DIN 53121 — методстержня;
Значение вН/мм
Потребительские свойствабумаги и картона — это такие свойства, которые проявляются непосредственно приих использовании, т. е. в процессе эксплуатации. Эти свойства включаютследующие: функциональные, надежность, эстетические, эргономические, безопасность,а также социальное назначение.
Социальное назначение —это соответствие бумаги и картона потребностям населения, обусловливающеецелесообразность их производства, сбыта и потребления. Учитывая, что нашастрана, по оценке ООН, является самой читающей страной мира, выпускаемое вРоссии количество бумаги, особенно газетной, писчей и картона не в достаточнойстепени обеспечивает потребности населения в художественной литературе,некоторых журналах.
Функциональные свойства ипоказатели качества бумаги и картона. Функциональные свойства обусловливаютсоответствие бумаги и картона их целевому назначению как предмета потребления.В зависимости от целевого назначения каждая группа, вид бумаги и картонахарактеризуются различными показателями: композицией, массой 1м2,толщиной, объемной массой, жиропроницаемостыо, водопроницаемостью,паропроницаемостью, воздухопроницаемостью, влагопроницаемостыо, термостойкостьюи другими свойствами.
Композицией бумаги(картона) называется состав и соотношение в процентах волокнистых иневолокнистых компонентов, из которых производится бумага (картон) данноговида. Это одно из важнейших свойств бумаги (картона), во многом определяющеекачество данного вида бумаги (картона). Необходимые свойства бумаги (картона)получают путем изменения композиции. Так, бумага, которая содержит волокнадревесной массы, малопрочная с серым оттенком. При введении в эту бумагуцеллюлозы повышаются ее белизна, гладкость, прочность и т. д.
Наиболее высокимипоказателями качества характеризуется бумага, содержащая волокна тряпичнойполумассы. У каждого вида бумаги (картона) разное процентное содержаниеволокнистых материалов, указываемое в стандартах.
Масса 1 м2бумаги (картона), выражаемая в граммах, зависит от состава входящих в нееволокон, степени размола, вида и количества наполнителей и других компонентов.Масса бумаги определяет массу изготовленных из нее беловых товаров. Онаопределяет плотность бумаги, пористость, вид входящих в ее состав волокон. Так,бумага, содержащая древесную массу, тяжелее бумаги, в составе которой 100 %целлюлозы или тряпичной полумассы. Это важнейший показатель, который приводитсяв стандартах.
Толщина бумаги (картона)выражается в микрометрах и для бумаги (картона) различного назначениянеодинакова: для папиросной — 23 мкм, писчей—100, чертежной — до 200 мкм, а длякартона — от 0,4 до 3 мм.
Линейная плотность бумаги(картона) выражается величиной, получаемой делением массы 1 м2 вграммах на толщину в микрометрах, в г/см3. Она определяет плотностьи пористость бумаги (картона). Так, чем выше показатель объемной массы, темвыше плотность бумаги и наоборот. Плотность чертежной бумаги, вырабатываемой издлинных и хорошо расщепленных волокон, составляет 0,8—0,9 г/см3, арыхлая промокательная бумага, состоящая из плохо расщепленных волокон, имеетвысокую впитываемость и объемную массу только 0,45 г/см3.
Необходимую плотностьполучают каландрированием. От плотности бумаги и картона зависит ихпаропроницаемость, воздухопроницаемость и впитываемость, что особенно важно приоценке качества писчей бумаги и картона.
Функциональныепоказатели, качества бумаги и картона: композиция бумажной массы (%), толщина(мкм), плотность (г/см3), расход волокнистых материалов на 1000 м2(кг), размеры (форматы) бумаги (мм), масса бумаги площадью 1 м2 (г),светостойкость цветной бумаги (балл).
Надежность потребления ипоказатели качества бумаги и картона. Надежность потребления бумаги и картона —это потребительское свойство, обусловливающее сохранение основных параметров иих функционирование во времени и в пределах, соответствующих заданным условиямпотребления. К ним относятся: сопротивление разрыву, излому, продавливанию,раздиранию, деформации и др.
Сопротивление разрыву —важнейший параметр бумаги и картона. При отливе бумажного полотна (картона) насетке бумагоделательной машины большинство волокон располагается вдоль ходасетки. Поэтому прочность бумаги на разрыв выше в продольном направлении, чем впоперечном. И наоборот, растяжимость больше в поперечном направлении в 1,5— 2раза, чем в продольном. Сопротивление бумаги (картона) разрыву характеризуетсяразрывным грузом (в кгс), а чаще — разрывной длиной в метрах. Под разрывнойдлиной понимают длину полоски бумаги в метрах, при которой эта полоска,подвешенная за один конец, разрывается под тяжестью собственной массы.Разрывная длина, которая дает представление о прочности бумаги на разрыв,зависит от длины и прочности применяемых волокнистых материалов, помола волокони режима работы бумагоделательной машины. Так, бумага, изготовленная из целлюлозыили из льняных волокон, значительно прочнее бумаги, изготовленной из древесноймассы. Бумага с разрывной длиной свыше 5000 м — очень прочная (калькабумажная), с разрывной длиной от 3500 до 5000 м — прочная (чертежная), с длинойот 2000 до 3500 м — средней прочности (писчая) и с разрывной длиной до 2000 м —слабая.
Определение: DIN 53115 сиспользованием испытательного устройства Брехт Имсет, значение в Дж/м.
Сопротивление изломубумаги и картона характеризуется числом двойных перегибов на 180", котороеможет выдержать образец до полного разрыва. Число двойных перегибов внаправлении вдоль полотна больше, чем поперек. Чем толще бумага (картон), тембольше число двойных перегибов. Такой показатель, как сопротивление излому,имеет большое значение для переплетного картона, документальной, чертежной икартографической бумаги, т. е. бумаги, которую при использовании приходитсянеоднократно складывать и разворачивать. Рисовальная бумага выдерживает 30—200двойных перегибов, чертежная прозрачная — 900—2000.
Определение: DIN 52123, Часть1 – метод длины собственной частоты и DIN 52121 – метод стержня, значение вH/мм.
Сопротивление надломухарактеризуется величиной угла надлома, при котором разрушается поверхностькартона.
Сопротивлениепродавливанию — это способность бумаги (картона) противостоять силам,действующим перпендикулярно ее поверхности (в кгс/см2).Сопротивление продавливанию зависит от помола массы, композиции, отлива насетке, прессования, сушки, отделки и массы в 1 м2 и др. Этотпоказатель важен для картона, папиросной, мешочной и другой бумаги. Так, дляпапиросной бумаги сопротивление продавливанию установлено в 4—5 кгс/см2.Особое значение имеет сопротивление продавливанию для копировальной бумаги, таккак она испытывает значительное давление букв при печатании.
Сопротивление раздиранию— показатель, который выражается усилием, необходимым для раздирания картонаили бумаги (в гс). Этот показатель позволяет судить о величине усилия вграммах, необходимого для раздирания предварительно надрезанного образца бумаги(картона). Показатель важен для печатной бумаги, так как при прохождении черезтипографские машины обрывы полотна бумаги, как правило, начинаются с надрывакромки (при изготовлении беловых товаров).
Определение: DIN 53112Часть1 с использованием устройства для испытаний на стяжение; значение в N(прочность при растяжении) и в % (удлинение при разрыве).
Деформация бумаги(картона)—особенно важный показатель для бумаги, на которую наносятся рисункипри многокрасочной печати (картографическая, для карт и др.). Различают двавида деформации: линейную и остаточную. Линейная деформация— это увеличениедлины и ширины бумаги после обработки ее водой, выраженное в процентах поотношению к первоначальным размерам сухого листа. Остаточная деформация — это сокращениеразмеров увлажненного листа бумаги при высушивании, выраженное в процентах поотношению к первоначальным размерам сухого листа.
Показатели надежностибумаги и картона: разрывная длина (м), прочность на излом при многократныхперегибах (число двойных перегибов), сопротивление раздиранию (мН),влагопрочность (%), стойкость поверхности бумаги к выщипыванию (м/с), потерисопротивления излому при нагревании (%), линейная деформация (%).
Эргономические свойства ипоказатели качества бумаги и картона. Эргономические свойства бумаги и картонаобусловливают удобства пользования ими потребителем. Так, степень проклейкихарактеризует сопротивление бумаги (картона) произвольному проникновениючернил, туши и их растеканию по поверхности бумаги. Бумага должна быть такой,чтобы при нанесении письма или чертежа чернилами или тушью они не растекалисьпо поверхности.
Степень проклейки картонавыражается в процентном содержании проклеивающего вещества, а бумаги — ширинойштриха в миллиметрах при нанесении чернил, туши, краски, если они нерастекаются и не проходят на обратную сторону (это штриховой метод определенияпроклейки). Так, степень проклейки писчей бумаги—1,25 мм, чертежной — 2, а подкарандаш— до 1,25 мм.
Гладкость" бумаги(картона)—один из важнейших показателей эргономических свойств. Чем вышегладкость, тем равномернее ложатся чернила, краски, печать. Гладкость бумагизависит от длины и толщины ее волокна, степени наполнения и глазировки.Гладкость выражается в секундах, необходимых для прохождения 10 мл воздухамежду поверхностью образца бумаги и стеклянной полированной пластинкой припостоянном давлении на бумагу 1 кгс/см2. Чем выше гладкостьповерхности бумаги, тем теснее ее контакт с пластиной и тем больше потребуетсявремени для прохождения воздуха. Наиболее высокая гладкость 400—600 с умелованной бумаги, а у чертежной и рисовальной — только 30 с.
Эстетические свойства ипоказатели качества бумаги и картона. Эстетические свойства изделий, в данномслучае бумаги и картона, определяются их внешним видом. Он характеризуетсябелизной, цветом, оттенком, сорностью и другими показателями.
Цвет — один из основныхпоказателей внешнего вида бумаги (картона) и характеризует пригодность бумагидля письма, печати и других целей.
Оттенок бумаги,устанавливаемый для белой и цветной бумаги, должен соответствовать оттенкуустановленного образца. Для этого в бумажную массу вводят красители. В процессевыработки бумаги ее оттенок может меняться из-за нарушения технологическогорежима, характера помола массы, наполняющих и красящих веществ и другихфакторов.
Раковистость — дефектпокровного слоя бумаги или картона. Определяется числом раковин.
Эстетические показателикачества бумаги и картона: белизна (%), непрозрачность (%), просвечиваемость илоск (%), раковистость (шт.), светостойкость цветной бумаги (балл), сорность(шт.), разница значений белизны по сторонам (%), показатель качества исполнениямаркировки.
Безопасность потребленияи показатели качества бумаги и картона. Безопасность потребления бумаги икартона обеспечивает защиту человека от опасных и вредных воздействий,возникающих при их использовании. Это — отсутствие режущих кромок, допустимостьопределенной кислотности, щелочности и др. Кислотность покровного слоя бумагихарактеризуется концентрацией ионов водорода — рН покровного слоя.
При проверкеи тестировании бумаги и картона необходимо соблюдать климатические условия поDIN EN 20187 или ISO 187 и обращать внимание на пробные образцы по DIN / ISO186.
Таблица 5
Показателидля испытаний бумаги и картона (обзор)
/>
4. Приборы дляисследования картонаАвтоанализаторсопротивления раздиру — UL7
/>
Рисунок. Аппарат дляиспытания бумаги на раздир
♦ соответствиетребованиям международных и российских стандартов;
♦ автоматическийподбор величины груза маятника для конкретного материала;
♦ быстрая инадежная система сбора данных;
♦ пневматическоезакрепление образца;
♦ набор грузов дляанализа по всем международным стандартам...
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
♦ полимерные пленки(ПЭ, ПП, ПВХ, ПЭТ);
♦ многослойныефольги;
♦ уплотнительныематериалы;
♦ бумага;
♦ текстиль.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Принцип работы прибораоснован на методе Эльмендорфа. Анализатор осуществляет измерение силы и расчетее среднего значения при раздирании испытываемого образца. Измеряемая сила,производящая работу по раздиранию образца, преобразуется в изменение потенциальнойэнергии маятника, раздирающего образец при движении к положению равновесия.Изменение потенциальной энергии маятника вызывает изменение угла его поворота,пропорциональное совершенной работе. Отношение затраченной энергии к длинераздирания численно равно среднему значению силы при раздирании образца.
ТЕХНИЧЕСКИЕХАРАКТЕРИСТИКИ
♦ Мощностьвоздействия маятника: 200 гс, 400 гс, 800 гс, 1600 гс, 3200гс, 6400 гс;(стандартный маятник 200гс).
♦ Электропитание:220В-50/60 Гц;
♦ Габаритныеразмеры (ДхШхВ): 480х380х560 мм;
♦ Вес: 23,5 кг
КОНФИГУРАЦИЯ
Управляющий ПК,стандартный маятник 200гс, разновес 200гс, эталон 200гс, коммуникационныйкабель, программное обеспечение.
Примечание: источник газапредоставляется Пользователем.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕОБОРУДОВАНИЕ
Основные маятники (200гс, 1600 гс); разновесы (400 гс, 800 гс, 3200 гс, 6400 гс); эталоны (200 гс,400 гс, 800 гс, 1600 гс, 3200гс, 6400 гс); устройство для резки образцов; нож.
Определение сопротивленияраздиру ГОСТ 13525.3 -ASTMD1922 — ASTM D 1424 — ISO 6383 — ISO 1974Испытательныйпресс для картона — UG7036ASF
/>
Применяется дляопределения сопротивления сжатию Нижняя плита пресса, под управлениемдвигателя, движется вверх с определенной скоростью, тем самым сжимая образец,находящийся между верхней и нижней плитой. После этого, будет определенозначение сопротивления образца по время испытания.
Стандарты: TAPPI-804, JIS-Z0212, andGB/T4857.4.Датчик сил 1000кг ±1.0% 600 мм 0-200 мм/мин Макс: 585 мм 600х600 мм 2077х980х600 мм 1∮ AC 220В Автоматическийтолщиномер — UL5-C2
/>
♦ соответствие требованиям международных и российских стандартов;
♦ компактность, простота и удобство в эксплуатации;
♦ точность измерения — до 0.1 мкм;
♦ высокая производительность — 10 анализов в минуту;
♦ специальная конструкция, гарантирующая параллельность верхней и нижней поверхностей;
♦ удобный интерфейс с сенсорной панелью «touch screen»;
♦ возможность выбора автоматического или ручного режима;
♦ статистическая обработка и печать результатов.
КОНФИГУРАЦИЯ
Анализатор состоит из трех основных узлов: системы управления, измерительного блока и устройства отображения данных. Электрический сигнал, формирующийся в измерительном блоке, поступает в систему сбора данных, которая предназначена для установки и модификации параметров испытания, обработки сигналов, отображения результатов и т.д.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Для определения толщины образца используется передовая технология, которая гарантирует высокую точность и воспроизводимость результатов. Легкость в управлении и практически полная автоматизация процесса позволяют снизить вероятность ошибок. На печать можно вывести результаты одного или нескольких экспериментов.Величина контактной поверхности, давление и скорость движения образца строго соответствуют требованиям всех стандартов.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
♦ Диапазон измерений: 0...2мм (стандартно); 0...6 мм (дополнительно);
♦ Разрешение: 0.1 мкм;
♦ Производительность: 10 анализов в минуту (регулируемая);
♦ Давление: 17,5+1кПа (пленка); 50+1кПа (бумага);
♦ Площадь контактной поверхности: 50 мм2 (пленка); 200 мм2 (бумага);
♦ Электропитание: 220В-50/60Гц;
♦ Габаритные размеры (ДхШхВ): 300х275х300мм;
♦ Вес: 33 кг.
Определение толщины картона и листов ГОСТ 17035 — ASTM D 645 — ASTM D 374 -DIN 53105 — DIN 53353 — ISO 4593 — ISO 534 Прибордля испытания прочности на изгиб – UGT6014
/>
Прибор для испытанияпрочности на изгибслужит для определения сопротивления излому бумаги и картона.15×150мм Регулируемая пружина СИД，0~999,999 48×28×45см 45кг 1∮,AC220В,2.6A Измерительсопротивления отслаиванию — UGT6022
/>
Прибор применяется дляопределения значения сопротивления отслаиванию картона под воздействиемопределенной нагрузки заданной ориентации.5 наборов 0.25 / 0.5 кг-см 0.005 кг-см 70 × 34 × 60 см 91кг
5. Обработка иинтерпретация результатов исследования
Сопротивление бумаги(картона) разрушению при механических воздействиях – очень важнаяэксплуатационная характеристика ее, определяющая прочность и долговечностьпечатных и других изделий.
Прочность на разрывопределяется при помощи динамометра как предельная нагрузка, вызывающая разрывбумаги (картона). Основная часть динамометра это массивный неравноплечий рычаг,поворачивающийся в вертикальной плоскости. Подвешенная к короткому плечу рычагаполоска картона оттягивается при испытании вниз. Рычаг при этом отклоняется отвертикали, благодаря чему возникает сила, противодействующая тяге. Сила этанепрерывно увеличивается по мере отклонения рычага, и, когда она превышаетпрочность картона, испытуемый образец разрывается. Прибор калиброван так, чтоугол отклонения указывает на прочность в килограммах. На динамометре можноодновременно измерить и деформацию растяжения картона перед разрывом.
Для исследования быливзяты 4 образца бумаги с разной плотностью. Использованные типы картонапредставлены в таблице 1.№ образца Наименование картона Плотность картона, г/м² 1 Astra Silver 220 2 Белый картон 160 3 Цифровой картон 160 4 Картон 4СС 200
Первый образец это болееплотная бумага хорошего качества, она изготавливалась с использованиемнаилучших компонентов, также она была подвержена дополнительному прохождениючерез каландр для получения текстуры и в то же время улучшение связи волокон.
Образцы под номерами 2,3и 4 имеют повышенную белизну, что обозначает, что в состав данной бумажноймассы входит качественная целлюлоза и специальные добавки.
Для проведения измеренийиз данных типов картона были отрезаны несколько образцов с размеров 50 х 150мм.Половина образцов были подвержены определенному количеству изгибов – 150 раз.После многочисленных изгибов и акклиматизации, были проведены замеры напрочность и растяжение. Результаты замеров представлены в таблице 2.№ Образца Продольное направление волокон Поперечное направление волокон Прочность на разрыв, кг Разрывная длина, мм Прочность на разрыв, кг Разрывная длина, мм 1 61 18 35 8 2 15 7 35 5 3 37 5 35 4 4 40 6 22 5
Таблица 2
По результатам даннойтаблицы можно построить несколько диаграмм.
/>
Диаграмма 1 – Вариацияпрочности на разрыв в зависимости от направления волокон.
/>
Диаграмма 2 – Вариацияразрывной длины в зависимости он направления волокон.
На диаграммах 1 и 2 виднаразница между прочностью бумаги в продольном и поперечном направлении волокон.Можно заметить, что некоторые виды картона имеют лучшую прочность на разрыв впоперечном направлении волокон, а некоторые имеют туже прочность в обоихслучаях.
После чего образцы былиподвержены определенному числу изгибам, они были проверены вновь на прочностьволокон. Результаты представлены в следующей таблице.
Таблица 3. Результаты исследований№ образца Продольное направление волокон Поперечное направление волокон Прочность на разрыв, кг Разрывная длина, мм Прочность на разрыв, кг Разрывная длина, мм 1 46 5 29 8 2 15 4 15 7 3 26 4 18 5 4 35 4 15 5
Ниже представленыдиаграммы, построенные по данным таблицы 2 и 3. В следующих диаграммах оченьчетко видно как влияют многочисленные изгибы на прочность бумаги.
/>
Диаграмма 3 – Вариацияпрочности на разрыв в случае продольного направления волокон
/>
Диаграмма 4 – Вариацияпрочности на разрыв в случае поперечного направления волокон.
/>
Диаграмма 5 – Вариацияразрывной длины в случае продольного направления волокон
/>
Диаграмма 6 – Вариацияразрывной длины в случае поперечного направления волокон.
После изучения диаграмм3-6 замечено, что бумага изготовлена из разных компонентов, так как многочисленныеизгибы и перегибы поразному влияют на прочности бумажного листа. Видно, чтонекоторые образцы более устойчивы к многочисленным изгибам, независимо от направленияволокон, а именно образцы под номером 3,4. Это типы картона можно использоватьбез проблем в производстве.
Остальные образцы менееустойчивы. Нельзя определить самый неустойчивый образец, так как некоторыеустойчивы в продольном направлении, а другие в поперечном и наоборот. Во времяработы с таким типом картона могут появиться некоторые проблемы.
Самым прочным остался4-ый образец, 3-ий тоже имеет хорошие данные. Эти два типа картона, приизготовлении, были подвержены дополнительным прохождением через каландр, такимобразом волокна лучше скрепляются между собой придавая картону лучшуюпрочность.
Самым неустойчивымостается образец под номером 2, этот картон более хрупкий и волокна в немраспределены неравномерно.
Вывод
Принцип изготовлениякартона гениально прост: бумажная масса, состоящая из древесной и чистойцеллюлозы, небольшого количества добавой и 90% воды, осаждается тонким ровнымслоем на сетке – вот и все. Однако какое разнообразие продуктов! За счет чего?Только за счет природы составляющих и их соотношений.
При производстве картонанадо четко соблюдать его состав, так как при несоблюдении пропорции компонентовкартон теряет свои свойства, а особенно одно из главных свойств – прочность.Например при производстве бумаги из древесной целлюлозы не будут соблюденыпропорции лигнина, то картон получается малопрочным и хрупким, так как лигнинявляестя вредным, побочным компонентом волокна, содержащие данный компонентплохо переплетаются. По этому, для производства высококачественного картонанадо использовать не содержащие лигнина волокнистые материалы.
При изготовлениицеллюлозы из древесины путем химической обработки, а именно сульфитнымспособом, удаляют лигнин. При такой обработке одновременно с растворениемлигнина происходит и деструктивный гидролиз целлюлозы, что приводит к снижениюпрочности волокна, а следовательно и бумаги. Для предотвращения чрезмернойдеструкции надо уменьшать продолжительность варки и концентрацию кислоты.
Также в производствекартона используется и древесная масса. В отличие от целлюлозы, древесная массасостоит не из отделенных друг от друга в процессе варки волокон, а из короткихи толстых неправильной формы частиц и мелких пылевидных частиц. Поэтому,волокна древесной массы переплетаются плохо и не образуют прочного, плотного игладкого картонного листа.
Новые возможности вобласти производства бумаги (картона) открывает применение синтетичныхорганических, а так же неорганических волокнистых материалов: нейлона,полиэфирных и полиакриловых волокон, стеклянных, кварцевых и т.д. Картон изтакого материала обладает рядом замечательных свойств. Картон, сформированныйобычным образом из синтетического волокна, непрочен и разрушается при самыхслабых воздействиях, по этому, такой картон надо пропитывать растворамисвязующих веществ, которые при высыхании и горячем прессовании бумаги склеиваютволокна, обеспечивая высокую прочность.
Картон (бумага)полученные из синтетических волокнистых материалов, устойчивы к влаге,нагреванию, загниванию, химическим реактивам, а самое главное очень эластичны ипрочны.
Разнообразие сортовкартона дает возможность выбрать именно тот сорт (вид, тип), который необходимв каждом конкретном случае. Однако для того, чтобы выбор был правильным,необходимо знать как основные и специальные параметры отдельных сортов картонас учетом их фирменных названий, так и те требования, которые предъявляют ккартону способ и технология печати, а также послепечатные процессы и самоиздание в целом. Это не так просто, как кажется.
Фактически решение этойтехнологической проблемы включает в себя решение двух задач. Во-первых,выбирающий должен точно знать, что ему необходимо, и, задавая четкие вопросы,получить очено конкретные ответы от поставщика картона (бумаги). Во-вторых,если предстоит выполнение важного заказа, а практика работы с конкретным сортомкартона отсутствует, то с новым и незнакомым сортом картона необходимо сделатьнебольшой эксперимент (исследование).