Бумага тоже относится к расходным материалам. Проблемы выбора.

Бумага тоже относится к расходным материалам. Проблемы выбора.

Бумага тоже относится к расходным материалам, в значительной степени влияющим на надежность и качество работы копировальных аппаратов и принтеров. Использование некачественной бумаги тоже приводит к печальным последствиям. Дело в том, что плохая бумага "пылит" и забивает абразивной грязью (еще и смешанной с порошком) внутренности аппарата, что и вызывает преждевременный износ его узлов. Какой должна быть бумага? Какие требования к ней предъявляются?

Если бумагу режут на плоские форматы, то основное требование: длинная сторона должна быть ориентирована по направлению отлива бумаги. На рис. 1 приведены стандартные форматы офисных бумаг серии А. В табл.1 приведены размеры (в мм) стандартных форматов бумаг серии А, В, С и для сравнения стандарты полиграфических бумаг (в сантиметрах). Площадь бумаги формата АО составляет 1 квадратный метр, это 8 листов формата A3 или 16 листов формата А4.

Офисные бумаги форматов A3 и А4 обычно упаковываются в пачки от 100 до 500 листов (в зависимости от веса квадратного метра). Бумага для упаковки плотная, влагонепроницаемая, поэтому при малом расходе остатки бумаги необходимо оставлять в упаковке. Пачки обычно маркируются стрелкой, которая указывает ту сторону листа, которая должна быть запечатана первой. Партии пачек бумаги обычно упаковываются в картонные коробки, что помогает защищать уголки и кромки бумаги, обеспечивая, таким образом, защиту от застревания в тракте печатного устройства.


Рис. 1. Форматы серии А.

Таблица 1. Стандартные форматы резки офисных и полиграфических бумаг.



При изготовлении бумаги возникают взаимосвязанные переменные характеристики, зависящие от технологии ее изготовления. Перечислим факторы, воздействующие на свойства бумаги:
- тип композиции бумажной массы;
- технология обработки бумажной массы;
- химические добавки и процессы изготовления бумаги, куда входят: шлихтовка, количество и тип наполнителей, окраска и подцветка, скорость изготовления и отделка бумаги.
Улучшение одного какого-либо параметра за счет любого фактора на стадии изготовления может привести к ухудшению других характеристик. Поэтому любые параметры бумаги - это компромисс, который достигается для получения приемлемой комбинации характеристик для конкретного сорта бумаги.
Обычно контролируют следующие группы показателей свойств бумаги:
- состав бумаги;
- размерно-весовые показатели и внешняя характеристика бумаги;
- механические свойства печатной бумаги;
- характер поверхности и деформационные свойства бумаги;
- пористосгь, смачиваемость и впитывающая способность бумаги;
- оптические свойства бумаги.
Рассмотрим методики определения этих параметров бумаг, которые можно достаточно просто контролировать, а также перечислим параметры, контроль которых требует специальной техники. При помощи специальных реактивов и микроскопа можно определить состав бумаги, характер помола и наполнителей. 
При помощи электронного влагомера (гигрометра) или путем высушивания при нагревании и взвешивания на точных весах до и после обезвоживания определяют содержание воды в бумаге. Вид проклеивающего вещества также определяется химически. Степень проклейки можно определить достаточно просто. Рейсфедером проводятся штрихи разной ширины специальными чернилами. Степень проклейки выражается в миллиметрах шириной самого широкого штриха, не расплывающегося по поверхности и не проходящего на оборотную сторону листа бумаги. При определении степени проклейки необходимо учитывать влажность бумаги. В зависимости от влажности (0- 20%) показатель может измениться в 4 раза, поэтому его желательно определять при нормальной влажности (7%). Кислотность (рН) бумаги определяется титрованием препарата бумаги обычно в химической лаборатории.
Размерно-весовые показатели и внешняя характеристика бумаги. К размерно-весовым показателям бумаги относятся вес квадратного метра, толщина, объемный вес, формат, косина листа и направление ориентации волокон. Все эти показатели достаточно легко определяются. Линейные размеры определяются при помощи металлической линейки с точностью до 1 мм. Размеры бумажных листов, используемых для печати на офисном оборудовании, должны соответствовать размерам, представленным в табл. 1. Известно, что 16 листов А4 или 8 листов A3 имеют площадь около 1 квадратного метра. Если это количество листов взвесить с точностью до 1 грамма, получим вес квадратного метра бумаги. Если точность взвешивания меньше 1 грамма, тогда взвешивают пачку бумаги без упаковки и производят следующие вычисления. Если например, бумага формата 210x297 (А4) 500 листов весит 2,5 кг, тогда вес 1 м2 равен 2500x1000000 /210x297x500 = 80 г/м2, где 2500 - вес в граммах, 210x297 - формат в мм, 500 - количество листов в пачке, 1000000 - 1 м2, выраженный в миллиметрах.
Толщина бумаги измеряется микрометром не менее чем в пяти точках листа бумаги с последующим усреднением. Точность измерения 0,01 мм. Возможно, произвести измерение толщины бумаги, пользуясь металлической линейкой. Для этого необходимо аккуратно вскрыть пачку бумаги без распушения листов, затем произвести измерение толщины пачки с точностью до 0,5 мм и полученный результат разделить на число листов в пачке, например толщина пачки 45 мм, листов 500. Толщина листа 45/500 = 0,09 мм. Результат может быть менее точным, чем прямое измерение, так как между листами остается воздушный зазор.
Объемный вес характеризуете некоторой мере строение бумаги, ее пористость и, следовательно, впитывающую способность. Объемный вес рассчитывают, исходя из веса 1 м2 и толщины бумаги, и выражают во внесистемной единице: г/см3. Объемный вес писчей (офисной) бумаги колеблется в пределах 0,7 - 1,1 г/см3. Например: 80/10000x0,009 = 0,89 г/см3, где. 80 - вес в г/ м2, 10000 - 1 м2, выраженный в см2, толщина листа бумаги 0,09 мм, выраженная в см и равная 0,009 см.
Определение косины листа бумаги можно проводить двумя способами: с использованием миллиметровки и складыванием листа по двум противоположным сторонам. На рис. 2 показана вся операция, которая заключается в складывании листа пополам так, чтобы вершины углов А и В совпадали. Затем измеряют расстояние X между углами С и Д. Косину угла выражают как процентное отношение величины X к стороне АВ с точностью до 0,1 %.


Рис. 2. Определение косины бумаги


При косине листа выше допустимой величины в 0,2 % оттиск не будет располагаться параллельно кромкам листа и поля будут перекошенными. С использованием миллиметровки операцию и расчет проводят точно так же. Вместо складывания одну из сторон совмещают с линией на миллиметровке. По перпендикулярной линии определяют величину отклонения от прямого утла. Эту величину относят к отклонившейся стороне в процентах.
В бумаге различают два основных направления расположения волокон и всей структуры бумаги: продольное (машинное) - по направлению движения бумаги в бумагоделательной машине и поперечное - перпендикулярное движению. Знание этого признака чрезвычайно важно я определения механических свойств бумаги, а также для раскроя бумаги. Особенно это важно при использовании офисного оборудования, так как в этом оборудовании упрощенная схема подачи и транспортировки бумажного листа. Для определения направления расположения волокон из листа бумаги вырезают две полоски шириной 2 см и длиной 20 см вдоль двух взаимно перпендикулярных сторон листа. На полосках надписывают их расположение по формату листа. Полоски бумаги зажимают с одного конца пальцами, оставляя другие концы свободно висеть. Затем нижнюю и верхнюю полоски меняют местами и вновь наблюдают за положением полосок. Если свободные концы полосок лежат друг на друге (см. рис. 3,а), значит, нижняя полоска соответствует продольному направлению отлива бумаги. Перевернув полоски, увидим, что нижняя полоска свесится больше верхней (рис. 3,б), что соответствует поперечному направлению отлива бумаги.


Рис. 3. Определение направления отлива бумаги


Внешний вид бумаги имеет большое значение при оформлении печатной продукции. Визуально (на глаз) определяют три показателя: сорность, дырчатость и облачность. Сорность - это количество посторонних включений, видимых глазом, на одном квадратном метре (глазом различаются соринки размером 0,25 - 2,5 мм).
Дырчатость - это количество дырочек, видимых на полоске бумаги, размером 5x1 см при 50-кратном увеличении. Для определения облачности бумага рассматривается на просвет, если видны темные , и светлые места - облачность есть (по размеру темных и светлых пятен она характеризуется как малая, средняя или большая).
Механические свойства бумаги. Под механическими свойствами бумаги понимают прочностные показатели, которые характеризуют сопротивление бумаги разрыву, излому, раздиранию, продавливанию и прочностью поверхностного слоя. От печатной продукции одноразового использования (бланки, газеты, листовки и пр.) не требуют большой прочности, в то же время нежелательно такое явление, как пыление. Пыль загрязняет внутренние части аппаратов, особенно чувствительны к бумажной пыли датчики, поэтому необходимо проводить профилактику после печати 500 000 экземпляров. При работе с пылящей бумагой в 2 - 3 раза чаще. Механические свойства бумаги определяют с использованием специальных устройств в специализированных лабораториях.
Характер поверхности и деформационные свойства бумаги. Для обеспечения высокого качества печати продукции бумага должна обладать определенным комплексом свойств. Например, в ризографии, в первую очередь необходимо, чтобы бумага плотно и равномерно прилегала ко всем участкам печатной формы (это мастер-пленка, расположенная на сетке формного цилиндра). Плотное прилегание бумаги к форме под давлением, а оно в ризографии небольшое, обеспечивается способностью бумаги к деформации, т.е. способностью равномерно распределиться по поверхности формного цилиндра. При употреблении достаточно мягкой, т.е. легко деформирующейся, бумаги можно достигнуть полного соприкосновения со всеми участками формы и, следовательно, точного воспроизведения рисунка формы, даже если бумага имеет шероховатую поверхность. Употребление слишком жесткой бумаги может привести не только к плохому воспроизведению, но и к механическому повреждению сетки формного цилиндра. Гладкость, мягкость и жесткость бумаги также определяется в специальных лабораториях.
Пористость, смачиваемость и впитывающая способность бумаги. Бумага, используемая для печати, должна обладать способностью воспринимать краску и удерживать ее на своей поверхности. Это обеспечивается способностью бумаги смачиваться краской, а также впитывать ее в поры. Особенно большое значение имеет впитывающая способность бумаги при печати на струйных принтерах и ризографах, так как закрепление краски на оттиске происходит за счет ее впитывания в поры бумаги. Только в этом случае краска закрепляется на оттиске и сохнет. Впитывающая способность бумаги зависит от рода волоконной массы, пористости бумаги, наполнителя, состава и типа проклейки и физических свойств впитывающихся компонентов краски. Для характеристики впитывающей способности бумаги предложен ряд методов, основанных на измерении скорости впитывания Растворителей или на измерении количества краски, удерживаемой бумагой. Находясь во влажной атмосфере, бумага впитывает воду. При этом волокна целлюлозы набухают, вследствие чего бумажный лист при увлажнении деформируется. Деформация листа может привести при многокрасочной печати к несовпадению красок. Поэтому важным технологическим свойством является деформация бумаг при увлажнении. Рассмотренные свойства бумаги также определяют с использованием специальных приборов.
Оптические свойства бумаги. Оптические свойства бумаги определяют внешний вид печати и качество изображения. К оптическим свойствам относятся светонепроницаемость, белизна, цвети блеск (лоск) бумаги. Светонепроницаемой бумага должна быть для того, чтобы не просвечивало изображение, отпечатанное на оборотной стороне, Поэтому на прозрачных бумагах можно печатать только с одной стороны. Светопроницаемость снижается при увеличении толщины бумаги и введении наполнителей. Высокая белизна бумаги обеспечивает резкое, контрастное восприятие изображения. Белизна обеспечивается подбором соответствующего волокнистого материала, отбелкой полуфабриката, введением наполнителей и красителей. Обычно бумага имеет белый цвет, но в офисах также используют окрашенные сорта бумаги. Поверхность бумаги может быть матовой или блестящей, что влияет на внешний вид и качество печатной продукции. Испытание оптических свойств бумаги можно проводить на визуальных фотометрах или иных приборах, измеряющих коэффициент пропускания, отражения или оптическую плотность с большой точностью.
Определение белизны бумаги. Белизна - это способность бумаги отражать падающий на нее свет не избирательно, т.е. одинаково во всех зонах видимого света (400 - 700 нм). Количественно белизна определяется как коэффициент отражения "р" (который равен отношению светового потока отраженного от образца, к потоку, упавшему на образец). Для белых бумаг этот коэффициент равен величинам от 0,6 до 0,98. Последнюю величину измерить с большой точностью довольно сложно. Поэтому используются визуальные фотометры, эталоны белизны и денситометры, настроенные с большой точностью для измерения малых плотностей, меньших, чем 0,1 Б. В случае использования денситометра оптическую плотность переводят в коэффициент отражения "р" и умножают на 100%. Измерения производят, подкладывая под измеряемый образец не менее 7 листов такой же бумаги. Поскольку бумага может иметь оттенок, измерения проводят за триадой цветных (с, з, к) светофильтров "Статус А", "Статус Т" или "Статус D", которые установлены в вашем денситометре. Цвет бумаги определяют по соотношению коэффициентов отражения. В случае использования спектроколориметра измеряют спектральную кривую отражения и координаты цвета бумаги в системе XYZ с дальнейшим определением доминирующей длины волны.
Степень лоска бумаги. Степень лоска бумаги показывает, как сильно бумага отражает свет в направлении угла отражения (угол падения равен углу отражения для зеркальной поверхности). Крайние случаи отражения света бумагой называются индикатрисами отражения. Индикатрисы отражения измеряются на приборах, называемых гониометрами.
Коэффициент светонепроницаемости. Коэффициент светонепроницаемости соответствует коэффициенту пропускания "х", умноженному на 100%. 
Коэффициент пропускания это отношение светового потока, прошедшего через образец, к потоку, упавшему на него. Коэффициент пропускания также определяется зональными светофильтрами указанных "статусов". Его можно определить в проходящем свете прямым измерением или измерением в отраженном свете как при измерении белизны бумаги, но вместо 7-10 листов белой бумаги подкладывается черная бумага или черный бархат. Во втором случае показателем светопроницаемости является отношение белизны, определенной с белой подложкой, к белизне, определенной с черной подложкой.