Содержание статьи
- Что такое каландрирование бумаги
- Зачем каландрирование если бумага уже гладкая
- Технологический процесс каландрирования
- Виды каландров и их применение
- Влияние на плотность и структуру бумаги
- Формирование глянца и лоска
- Печатные свойства каландрированной бумаги
- Области применения
- Часто задаваемые вопросы
Что такое каландрирование бумаги
Каландрирование представляет собой технологический процесс механической обработки бумажного полотна путем пропускания его через систему горизонтально расположенных валов под высоким давлением. Термин происходит от французского слова "calandre", что означает пресс или устройство для придания гладкости материалам.
В процессе каландрирования бумажное полотно подвергается давлению от 80 до 1000 и более килоньютонов на метр между специальными валами, изготовленными из различных материалов. Это воздействие кардинально изменяет физические и оптические свойства бумаги, делая ее более плотной, гладкой и пригодной для высококачественной печати.
Зачем каландрирование если бумага уже гладкая
Многие специалисты задаются вопросом: если бумага после производства уже имеет относительно гладкую поверхность, зачем нужна дополнительная обработка? Ответ кроется в понимании различий между разными уровнями гладкости и их влиянием на функциональные характеристики.
Разница между машинной гладкостью и каландрированной поверхностью
| Характеристика | Бумага машинной гладкости | Каландрированная бумага |
|---|---|---|
| Гладкость (сек) | 30-80 | 100-1000 |
| Глянец (%) | 10-30 | 50-80 |
| Плотность | Стандартная | Повышенная на 15-25% |
| Печатные свойства | Хорошие | Превосходные |
| Впитывание краски | Высокое | Контролируемое |
Бумага машинной гладкости проходит только через машинный каландр, встроенный в бумагоделательную машину. Этот процесс обеспечивает базовую гладкость, необходимую для получения ровного полотна равномерной толщины. Однако такой уровень обработки недостаточен для высококачественной полиграфической продукции.
Технологический процесс каландрирования
Процесс каландрирования осуществляется на специальных установках, которые представляют собой систему вертикально расположенных валов. Технология включает несколько критически важных этапов, каждый из которых влияет на конечные свойства бумаги.
Подготовительная стадия
Перед каландрированием бумажное полотно проходит специальную подготовку. Влажность материала доводится до оптимального уровня 6-8%, что обеспечивает необходимую пластичность волокон для деформации под давлением. Слишком сухая бумага будет ломаться, а избыточно влажная даст неравномерное каландрирование с дефектами поверхности.
Прохождение через валы
При ширине полотна 1,5 м и линейном давлении 500 кН/м общее усилие составляет 750 кН (примерно 76 тонн). Такое колоссальное давление обеспечивает сжатие волокнистой структуры и формирование гладкой поверхности.
Бумажное полотно последовательно проходит между парами валов, испытывая возрастающее давление. В каждом зазоре происходит частичное проскальзывание валов относительно бумаги, что создает эффект "полирования" поверхности. Температура валов поддерживается на уровне 60-120°C для размягчения связующих веществ в структуре бумаги.
Виды каландров и их применение
В современном бумажном производстве используются различные типы каландров, каждый из которых предназначен для решения специфических задач и получения определенных свойств готовой продукции.
Машинные каландры
Машинные каландры интегрируются непосредственно в бумагоделательную машину и состоят из 2-4 металлических валов. Их основная функция - выравнивание толщины полотна и придание базовой гладкости. Давление в таких каландрах относительно невелико - от 80 до 200 кН/м.
Суперкаландры
Суперкаландры представляют собой отдельные установки с 6-15 валами, которые чередуются между металлическими и бумажными (или полимерными). Именно суперкаландры обеспечивают получение высококачественной каландрированной бумаги с исключительными печатными свойствами.
| Тип каландра | Количество валов | Давление (кН/м) | Получаемая гладкость (сек) |
|---|---|---|---|
| Машинный | 2-4 | 80-200 | 30-80 |
| Суперкаландр | 6-15 | 300-1000 | 200-1000 |
| Софт-каландр | 2-3 | 100-300 | 80-200 |
Влияние на плотность и структуру бумаги
Каландрирование оказывает значительное влияние на физическую структуру бумаги, что проявляется в изменении ее плотности, пористости и механических свойств. Понимание этих изменений критически важно для правильного выбора технологических параметров.
Изменение плотности
В процессе каландрирования происходит сжатие волокнистой структуры бумаги, что приводит к увеличению ее объемной плотности. Воздушные промежутки между волокнами уменьшаются, а сами волокна деформируются и более плотно прилегают друг к другу.
Исходная плотность офсетной бумаги: 0,85 г/см³
Плотность после каландрирования: 1,05-1,15 г/см³
Увеличение плотности: 23-35%
Метод измерения: микрометр высокой точности при стандартном давлении
Влияние на пухлость
Пухлость бумаги, измеряемая в см³/г, характеризует степень ее спрессованности. Каландрированная бумага имеет значительно меньшую пухлость по сравнению с исходным материалом, что влияет на ее оптические и печатные свойства.
- Бумага без отделки: 1,8-2,0 см³/г
- Бумага машинной гладкости: 1,4-1,6 см³/г
- Каландрированная бумага: 0,8-1,2 см³/г
Формирование глянца и лоска
Глянец каландрированной бумаги формируется в результате сложного взаимодействия механических и термических факторов в процессе обработки. Этот параметр существенно влияет на восприятие печатной продукции и качество воспроизведения изображений.
Механизм образования глянца
Глянец возникает вследствие выравнивания микрорельефа поверхности бумаги под воздействием давления и температуры. Неровности поверхности сглаживаются, создавая условия для зеркального отражения света. Качество получаемого глянца зависит от материала валов, их температуры и степени полировки.
| Тип поверхности | Глянец (%) | Характер отражения | Применение |
|---|---|---|---|
| Матовая | 5-15 | Рассеянное | Текстовые издания |
| Полуматовая | 20-40 | Смешанное | Журналы, каталоги |
| Глянцевая | 60-80 | Зеркальное | Фотопродукция |
Факторы, влияющие на глянец
Уровень глянца каландрированной бумаги определяется несколькими ключевыми факторами. Материал валов играет решающую роль: чугунные валы обеспечивают максимальный глянец, в то время как бумажные валы создают более мягкое, контролируемое воздействие.
Печатные свойства каландрированной бумаги
Каландрирование кардинально улучшает печатные свойства бумаги, что делает ее предпочтительным материалом для высококачественной полиграфической продукции. Эти улучшения затрагивают практически все аспекты печатного процесса.
Улучшение краскопереноса
Гладкая поверхность каландрированной бумаги обеспечивает более полный контакт с печатной формой, что приводит к равномерному переносу краски. Это особенно важно для тонких линий, мелких деталей и растровых изображений, где качество контакта напрямую влияет на четкость воспроизведения.
- Контактная площадь с печатной формой увеличивается на 25-40%
- Равномерность красочного слоя повышается на 30-50%
- Четкость мелких деталей улучшается в 2-3 раза
- Гладкость измеряется по ГОСТ Р ИСО 534-2012
Контроль впитывающей способности
Каландрирование значительно снижает пористость поверхности бумаги, что позволяет контролировать впитывание печатной краски. Это предотвращает избыточное проникновение краски в структуру бумаги и обеспечивает насыщенность цветов на поверхности.
Улучшение цветопередачи
Высокая белизна каландрированной бумаги, достигающая 168-175% по международному стандарту CIE (согласно ГОСТ Р ИСО 11475 "Бумага и картон. Метод определения белизны по CIE"), обеспечивает превосходный контраст между запечатанными и незапечатанными участками. Измерение белизны проводится методом диффузного отражения в синей области спектра в соответствии с ISO 2470. Это критически важно для точной цветопередачи, особенно в многокрасочной печати, где даже небольшие отклонения в белизне основы могут исказить цветовой баланс всего изображения.
Области применения каландрированной бумаги
Уникальные свойства каландрированной бумаги обусловили ее широкое применение в различных сферах промышленности и коммерческой деятельности. Выбор каландрированной бумаги определяется требованиями к качеству конечной продукции.
Полиграфическая промышленность
В полиграфии каландрированная бумага используется для производства высококачественных изданий, где критически важны четкость изображений и точность цветопередачи. Журналы, художественные альбомы, рекламные буклеты и каталоги премиум-класса печатаются исключительно на каландрированной бумаге.
Упаковочная индустрия
В упаковочной промышленности каландрированная бумага применяется для создания элитной упаковки товаров класса люкс. Ее гладкая поверхность идеально подходит для нанесения сложных дизайнерских решений, фольгирования и других видов отделки.
| Область применения | Требуемая гладкость (сек) | Плотность (г/м²) | Особенности |
|---|---|---|---|
| Художественные альбомы | 300-600 | 150-250 | Максимальная цветопередача |
| Глянцевые журналы | 200-400 | 90-130 | Баланс качества и экономичности |
| Рекламные материалы | 150-300 | 130-200 | Высокий глянец, яркость |
| Упаковка премиум | 250-500 | 200-350 | Прочность, презентабельность |
Специальные применения
Каландрированная бумага находит применение в технических областях, где требуется сочетание гладкости, прочности и стабильности размеров. Это включает производство лекал для швейной промышленности, технических чертежей и специальных видов этикеток.
