Состав бумаги
В основе бумаги лежит сеть целлюлозных волокон, коротких нитевидных структур, которые служат базовым строительным элементом растительной массы. Эти волокна извлекают из различных источников, главным сырьём служит древесина. Четыре основных источника целлюлозного волокна для производства бумаги: хвойные деревья, лиственные деревья, вторичное волокно и тряпичное сырьё (обычно текстильные обрезки и хлопок). Синтетические волокна, пятый вариант для специальных видов бумаги, а также другие растения, например сахарный тростник или бамбук, тоже служат источниками волокна.
Для листовых офсетных бумаг хвойные и лиственные деревья, самые распространённые источники волокна, придают бумаге разные свойства. Лиственные породы, такие как тополь, берёза и клён, дают короткие волокна средней длиной 1 мм. Хвойные породы, например ель, сосна и пихта, дают длинные волокна около 3 мм. Длинные хвойные волокна лучше переплетаются, придавая бумаге прочность. Короткие лиственные волокна, напротив, обеспечивают более высокую пухлость и гладкость поверхности. См. рисунок 5-2.
Деревья остаются идеальным источником целлюлозы благодаря возобновляемости, простоте заготовки и транспортировки. Целлюлозные волокна обладают высокой прочностью на разрыв и сильным сродством к воде, что позволяет им прочно связываться в сеть и образовывать бумагу. Размер и форма волокон, которые зависят от породы дерева и даже различаются в пределах одного дерева, существенно влияют на конечные свойства бумаги.
Помимо волокна, бумага состоит из нескольких ключевых компонентов: проклеивающих материалов, минеральных наполнителей и красящих веществ.
Проклейка. Такие материалы, как крахмал и канифоль, добавляют в массу, на поверхность или и тем и другим способом. Проклейка в массе обеспечивает водостойкость, критически важное свойство для литографских бумаг, и обычно использует канифоль и глинозём. Поверхностная проклейка регулирует впитывание печатной краски для более чёткого изображения и снижает отрыв поверхностных волокон (выщипывание) на офсетном полотне. Она также может служить предварительной обработкой перед последующим мелованием бумаги.
Наполнители. Эти тонкоизмельчённые нерастворимые неорганические минералы добавляют в волокно до формирования листа для повышения гладкости, непрозрачности и цвета. Они уменьшают пропечатывание, когда краска проникает и проявляется на обратной стороне. Наполнители улучшают восприимчивость офсетных бумаг к краске, что важно для правильного начального закрепления на высоких скоростях печати. Они также снижают искажение растровой точки за счёт повышенной гладкости и уменьшают просвечивание за счёт увеличения непрозрачности. Кроме того, наполнители повышают белизну для большей выразительности изображения. Самые распространённые наполнители: каолин (очищенная природная каолиновая глина), диоксид титана и карбонат кальция.
Пигменты. Производство цветной бумаги требует добавления пигментов и красителей. Они довольно распространены в листовой офсетной литографии. Дизайнеры печати должны учитывать неблагоприятное влияние цветных бумаг на цветные краски и изображения.
Развитие цифровой печати требует бумаг с особыми эксплуатационными характеристиками для высокоскоростных приложений с переменными данными. Устойчивое развитие остаётся ключевым фактором: растёт внимание к замкнутым системам водопользования и энергоэффективному производству. Автоматизация дополнительно оптимизирует производство, повышая стабильность и сокращая отходы.