На разных этапах печати и послепечатных работ бумага сильно деформируется: растягивается, сжимается, сгибается. От ее поведения при этих воздействиях, зависит качество полиграфических процессов. Поэтому каждый способ печати требует определенных свойств бумаги. Для создания газет таких способов два — высокая и офсетная печать. Технология высокой печати считается устаревшей. При этом в России она по-прежнему применяется, в том числе на федеральном уровне. Ученые ПНИПУ исследовали свойства разных составов бумаги и определили наиболее пригодные для каждого способа печатания.
Исследование опубликовано в журнале «Химия. Технология. Урбанистика: материалы всероссийской научно-практической конференции», том 3, 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В процессе высокой печати тонкий слой краски с помощью валика наносится на элементы печатающей формы — буквы и изображения. Они располагаются на несколько миллиметров выше, чем пробелы. Далее лист прижимается к печатной форме, и краска переходит на его поверхность. При этом способе печати бумага должна легко сжиматься и выравниваться под давлением, чтобы прижиматься как можно плотнее. Еще важно, чтобы после снятия нагрузки лист мог полностью восстанавливать первоначальную форму. Иначе на второй его стороне появится рельеф.
При офсетной печати краска сначала попадает на промежуточный цилиндр, а с него — на бумагу. В этом способе и печатающие, и пробельные элементы расположены в форме на одном уровне. Для офсетной печати на высокоскоростных машинах важны прочностные характеристики бумаги.
В зависимости от силы механического воздействия в бумаге появляются разные деформации: упруго-эластические влияют на процесс печатания, а пластические важны при послепечатных работах, например, при сгибании и тиснении.
Разные требования достигаются благодаря соотношению компонентов бумаги. Ученые ПНИПУ для исследования свойств газетных листов использовали бисульфитную целлюлозу (вареная древесина), беленую термомеханическую (размолотая древесная щепа) и дефибрерную (древесина, растертая на специальном камне) массу, а также комплекс химикатов, включающий крахмальный клей и фиксатор загрязнений. Прочность газетной бумаги наиболее точно оценивают двумя показателями — разрывной длиной и сопротивлением раздиранию. Эти параметры ученые ПНИПУ определяли на вертикальной разрывной машине, которая позволяет оценить прочность бумаги при растяжении.
— Мы подтвердили, что наилучшими прочностными свойствами обладают чистоцеллюлозные отливки, наименьшими — отливки, изготовленные только из дефибрерной древесной массы, а термомеханическая масса занимает промежуточное положение. Добавка целлюлозы в состав бумаги во всех случаях улучшает ее показатели прочности и деформируемости. А вот добавка химикатов, использованных нами, не обеспечивает повышение прочности, но повышает эластичность на 50-100 %, — объясняет доцент кафедры технологии полимерных материалов, порохов ПНИПУ Марина Теплоухова.
В результате исследований политехники выяснили, какой состав бумаги будет самым подходящим для изготовления газет с учетом способа печати и видов послепечатных работ. Поскольку деформационные свойства бумаги и волокнистых полуфабрикатов ранее не исследовали глубоко, работа пермских политехников показала, что важно вводить в существующие нормативы показатели деформации.
Ученые Пермского Политеха определили, что упругость бумаги увеличивается до 20% и выше при использовании бисульфитной целлюлозы с повышенной степенью помола, дефибрерной массы и крахмального клея. Такой состав подойдет для высокой печати. Повысить пластичность для офсетной печати поможет бисульфитная целлюлоза и термомеханические массы. Для улучшения сгибов и складывания листов к этому составу стоит добавить синтетический полимер.
Допустимый процент брака на развитых предприятиях не должен превышать 2-3%, а максимальное его значение — 5%. Поэтому результаты исследования ученых ПНИПУ будут полезны для производителей печатных видов бумаги и полиграфических предприятий, позволяя сделать печатную продукцию более качественной при меньшем количестве брака.