На сколько прочна бумага: Презентация к проекту «На сколько прочна бумага»

Содержание

Свойства бумаги: теория и практика

10 — 2005

Структурные и геометрические свойства

Механические свойства

Оптические свойства

Химические свойства

Зольность

Свойства бумаги определяют ее внешний вид, качество и предназначение и эти свойства бывают самыми разными: структурными, геометрическими, механическими, оптическими даже химическими. В этой публикации подробно рассматриваются все названные свойства бумаги, знание которых поможет вам сделать правильный выбор при поиске материалов для печати.

К структурным и геометрическим свойствам бумаги относят такие параметры, как масса, толщина, гладкость, пухлость, просвет и пористость.

Механические свойства бумаги можно подразделить на прочностные и деформационные. Деформационные свойства проявляются при воздействии на материал внешних сил и характеризуются временным или постоянным изменением формы или объема тела. В ходе основных технологических операций полиграфии бумага подвергается существенному деформированию бумаги, например: растяжению, сжатию, изгибу. От того как ведет себя бумага при этих воздействиях, зависит нормальное (бесперебойное) течение технологических процессов печатания и последующей обработки печатной продукции. Так, при печатании высоким способом с жестких форм при больших давлениях бумага должна быть мягкой, то есть легко сжиматься, выравниваться под давлением, обеспечивая наиболее полный контакт с печатной формой.

Бумага с высокой пухлостью Galerie One импортируется в Россию

Особое место в структуре печатных свойств бумаги занимают оптические свойства, а для некоторых видов бумаги (например, печатной, прозрачной, упаковочной, чертежной, фотографической, писчей) они имеют первостепенное значение. Основными показателями оптических свойств являются: белизна, светонепроницаемость, прозрачность (непрозрачность), лоск и цвет.

Химические свойства бумаги, определяемые в основном видом применяемой древесины, методом и степенью варки и отбелки, а также типом и количеством добавленных неволокнистых компонентов, имеют важное значение, поскольку они определяют физические, электрические и оптические свойства.

Структурные и геометрические свойства

Масса или вес

Масса (или вес) одного квадратного метра бумаги является наиболее распространенным показателем, так как большинство бумаг продают по массе 1 м2. Массу бумаги чаще относят к единице площади, чем к единице объема (как это делают в отношении других материалов), — ведь бумагу используют в виде листа и площадь в данном случае играет более важную роль, чем объем. По принятой классификации масса 1 м2 печатной бумаги может составлять от 40 до 250 г. Бумаги с массой выше 250 г/м2 относятся к картонам.

Толщина

Толщина бумаги, измеряется в микронах (мкм), определяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительские свойства — в первую очередь прочностные — готового изделия.

Гладкость

Гладкость характеризует состояние поверхности бумаги, обусловленное механической отделкой, и определяет внешний вид бумаги — шероховатая бумага, как правило, на вид малопривлекательна. Гладкость важна для писчих видов бумаги, для печатных бумаг, а также при склейке бумаги.

Кроме того, гладкость бумаги, то есть микрорельеф, микрогеометрия ее поверхности определяет «разрешающую способность» бумаги — ее способность передавать без разрывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации. Это одно из важнейших печатных свойств бумаги. Чем выше гладкость бумаги, тем лучше контакт между ее поверхностью и печатной формой, тем меньшее давление нужно приложить при печатании и тем выше качество изображения. Гладкость бумаги определяется в секундах с помощью пневматических приборов или посредством профилограмм, дающих наглядное представление о характере поверхности бумаги.

Разные способы печати предъявляют к бумаге различные требования по гладкости. Так, каландрированная типографская бумага должна иметь гладкость от 100 до 250 с, а офсетная бумага той же степени отделки может иметь гладкость гораздо ниже — 80­150 с. Бумага для глубокой печати отличается повышенной гладкостью, составляющей от 300 до 700 с. Газетная бумага не может быть гладкой из­за высокой пористости. Существенно улучшает гладкость поверхности нанесение любого покровного слоя — будь то поверхностная проклейка, пигментирование, легкое или простое мелование, которое, в свою очередь, может быть различным: односторонним и двусторонним, однократным и многократным и т.д.

Поверхностная проклейка — это нанесение на поверхность бумаги тонкого слоя проклеивающих веществ (масса покрытия составляет до 6 г/м2) с целью обеспечения высокой прочности поверхности бумаги, предохраняющей ее от выщипывания отдельных волокон липкими красками, а также с целью уменьшения деформации бумаги при увлажнении для обеспечения точного совпадения красок в процессе многокрасочной печати. Особенно это важно для офсетной и литографской печати, когда бумага подвергается увлажнению водой в процессе печати.

Пигментирование и мелование бумаги отличаются только массой наносимого покрытия. Считается, что масса покровного слоя в пигментированных бумагах не превышает 14 г/м2 , а в мелованных бумагах достигает 40 г/м2 . Меловой слой отличается высокой степенью белизны и гладкости. Для мелованных бумаг высокая гладкость — одна из наиболее важных характеристик, которая достигает у них 1000 с и более, при этом высота рельефа не превышает 1 мкм. Показатель гладкости не только обеспечивает оптимальное взаимодействие бумаги и краски, но и улучшает оптические свойства поверхности, воспринимающей красочное изображение. Высокая гладкость мелованной бумаги позволяет вести печать с хорошей пропечаткой при малых толщинах красочного слоя.

Противоположной гладкости величиной является шероховатость, которая измеряется в микронах (мкм). Она напрямую характеризует микрорельеф поверхности бумаги. В технических спецификациях бумаги обязательно присутствует одна из двух этих величин.

Пухлость

Важным геометрическим свойством бумаги, наряду с толщиной и массой, 1 м2, является пухлость. Она характеризует степень спрессованности бумаги и очень тесно связана с такой оптической характеристикой, как непрозрачность: то есть чем пухлее бумага, тем она более непрозрачна при равном граммаже. Пухлость измеряется в кубических сантиметрах на грамм (см3 /г). Пухлость печатных бумаг колеблется в среднем от 2 см3/г (для рыхлых, пористых) до 0,73 см3 /г (для высокоплотных каландрированных бумаг). На практике это означает, что если брать более пухлую бумагу меньшего граммажа, то при равной непрозрачности в тонне бумаги будет больше листов.

Просвет

Просвет бумаги характеризует степень однородности ее структуры, то есть степень равномерности распределения в ней волокон. О просвете бумаги судят по наблюдению в проходящем свете. Бумага с сильно облачным просветом крайне неоднородна. Ее тонкие места являются и наименее прочными и легко пропускают воду, чернила, печатную краску. Из­за неравномерности восприятия бумагой печатной краски печать на облачной бумаге получается низкого качества.

Неравномерная по просвету, а следовательно, и по толщине бумага отличается повышенной склонностью к короблению поверхности. Нанесение покрытий на поверхность такой бумаги (мелование, лакирование, парафинирование) связано с производственными затруднениями и влечет за собой появление брака. Каландрирование бумаги облачного просвета также связано с повышенным риском образования брака — на поверхности появляются залощенные пятна.

Экономия с помощью «пухлой» бумаги

Бумага с высокой пухлостью отличается меньшим объемным весом квадратного метра. Пухлые бумаги на ощупь кажутся более толстыми, чем традиционные того же веса. Напечатанное на такой бумаге изделие будет внешне похоже на привычное, но весить при этом будет меньше. Эффект проявляется в экономии по весу: так, при замене офсета 90 г/м

2 на пухлую бумагу 70 г/м2 экономия составит 22%.

Пухлую бумагу также рекомендуется использовать для того, чтобы получить более привлекательный вид издания, например книги. При использовании бумаги с высокой пухлостью книга будет выглядеть более объемной и солидной.

Одна из хорошо известных на нашем рынке мелованных бумаг с высокой пухлостью — это «Гарда Пат 13» (Garda Pat 13), производимая на итальянской фабрике Garda. Эта бумага тонирована в массе и имеет цвет слоновой кости, что придает отпечатанным на ней изданиям особый шарм, подчеркиваемый благородной матовой отделкой поверхности. А высокий уровень непрозрачности и пухлости (1,30-1,35) добавляет изданию солидности и презентабельности. Еще одна не менее известная пухлая бумага — чистоцеллюлозная «Пауэр» (Power) двустороннего дву­слойного мелования от крупнейшего южнокорейского производителя бумаги Shinho Paper. Также широко известна пухлая бумага Arctic Volumeс с полностью матовым покрытием плотностью от 90 до 300 г/м

2. Ну и, конечно, бумага Galerie One, специально разработанная для печати рекламных и маркетинговых материалов, а также высокохудожественных изданий, которая благодаря высокой пухлости и жесткости воспринимается на ощупь так же, как бумага более высокой плотности.

Бумага с облачным просветом трудно окрашивается, образуется разнотоновая облачность. Интенсивнее окрашиваются толстые участки бумажного полотна и менее интенсивно—тонкие.

Пористость

Пористость непосредственно влияет на впитывающую способность бумаги, то есть на ее способность воспринимать печатную краску, и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Бумага является пористо­капиллярным материалом; при этом различают макро­ и микропористость. Макропоры, или просто поры, — это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры, — мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также пространства, образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон. Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги, например газетные, — макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус пор составляет около 0,16­0,18 мкм. Такие бумаги хорошо впитывают краску за счет рыхлой структуры, то есть сильно развитой внутренней поверхности.

Если изобразить структуры бумаги в виде шкалы, то на одном из ее концов разместятся макропористые бумаги, состоящие целиком из древесной массы, например газетные. Другой конец шкалы соответственно займут чистоцеллюлозные микропористые бумаги, например мелованные. Немного левее расположатся чистоцеллюлозные немелованные бумаги, тоже микропористые. А все остальные займут оставшийся промежуток.

Так, мелованные бумаги относятся к микропористым, или капиллярным, бумагам. Они тоже хорошо впитывают краску, но уже под действием сил капиллярного давления. Здесь пористость составляет всего 30%, а размер пор не превышает 0,03 мкм. Остальные бумаги занимают промежуточное положение.

Фактически это означает, что при печати на офсетной бумаге в поры проникают как растворители, содержащиеся в краске, так и красящие пигменты, вследствие чего концентрация пигмента на поверхности невелика и добиться насыщенных цветов невозможно. При печати же на мелованной бумаге диаметр пор мелованного слоя настолько мал, что в них впитываются только растворители, в то время как частицы пигмента остаются на поверхности бумаги, из­за чего изображение получается очень насыщенным.

Макропористые бумаги хорошо воспринимают краску, впитывая ее как единое целое. Краски здесь маловязкие. Жидкая краска быстро заполняет крупные поры, впитываясь на достаточно большую глубину, причем чрезмерное ее впитывание может даже вызвать «пробивание» оттиска, то есть изображение станет видным с оборотной стороны листа. Повышенная макропористость бумаги нежелательна, например, при иллюстрационной печати, когда чрезмерная впитываемость приводит к потере насыщенности и глянцевитости краски.

Для микропористых (капиллярных) бумаг характерен механизм так называемого избирательного впитывания, когда под действием сил капиллярного давления в микропоры поверхностного слоя бумаги впитывается в основном маловязкий компонент краски (растворитель), а пигмент и пленкообразователь остаются на поверхности бумаги. Именно это и требуется для получения четкого изображения. Поскольку механизм взаимодействия бумаги и краски в этих случаях различен, для мелованных и немелованных бумаг готовят различные краски.

Механические свойства

Механическая прочность

Механическая прочность — одно из основных и важнейших свойств большинства видов бумаги и картона. Стандарты на печатные виды бумаг предусматривают определенные требования к механической прочности на разрыв. Эти требования определяются возможностью выработки на современных быстроходных машинах печатных видов бумаги без обрывов, с последующим пропуском ее через быстроходные перемотно­резательные станки и с дальнейшим ее использованием на печатных машинах. Достаточная механическая прочность бумаги должна обеспечивать безостановочную работу печатных машин на полиграфических предприятиях.

В бумажной промышленности сопротивление бумаги разрыву принято характеризовать показателями разрывного груза или разрывной длиной бумаги. Обычная бумага, изготовленная на буммашине, характеризуется различными показателями прочности в машинном и поперечном направлении листа. В машинном направлении она больше, поскольку именно так ориентированы волокна в готовой бумаге.

Прочность бумаги на разрыв зависит не от прочности отдельных компонентов, а от прочности самой структуры бумаги, которая формируется в процессе бумажного производства. Это свойство характеризуется обычно разрывной длиной в метрах или разрывным усилием в ньютонах. Так, для более мягких типографских бумаг разрывная длина составляет не менее 2500 м, а для жестких офсетных эта величина возрастает уже до 3500 м и выше.

Сопротивление излому

Показатель сопротивления излому тоже является одним из существенных показателей, характеризующих механическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которых образована бумага, от их прочности, гибкости и от сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и крепко связанных между собой волокон. Для печатных видов бумаги это наиболее значимый показатель вследствие их использования в процессе переплетно­брошюровочых работ полиграфического производства.

Защита с бумагой с низкой прочностью на разрыв

Как правило, в бумагах ценится такое качество, как прочность на разрыв. Чем она выше, тем лучше — изделие из прочной бумаги более долговечно. Однако бывает, что бумага с низкой прочностью на разрыв может оказаться незаменимой, например в случаях, когда необходимо обеспечить хорошую защиту, поскольку подобная этикеточная бумага будет разрушаться при любой попытке ее отклеивания. Такая бумага существует — это защитная этикеточная бумага Tamperproof производства компании Raflatac. Tamperproof представляет собой чистоцеллюлозную матовую бумагу с очень низкой прочностью на разрыв и используемую при изготовлении защитных этикеток, так как она рвется при попытке отклеивания.

Сопротивление продавливанию

Такой показатель качества, как сопротивление продавливанию, вряд ли можно отнести к числу основных. По действующим стандартам он предусматривается для весьма ограниченного количества видов бумаги, но большое значение этот показатель имеет для упаковочно­оберточных бумаг. Этот показатель в некоторой степени связан с показателями разрывного груза бумаги и удлинения ее при разрыве.

Для некоторых видов бумаги и картона показатель сопротивления поверхности к истиранию является одним из критериев, определяющих потребительские свойства материала. Это относится к чертежно­рисовальным и картографическим видам бумаги, которые допускают возможность удаления написанного, нарисованного или напечатанного путем подчистки резинкой, лезвием бритвы или ножа без излишнего повреждения поверхности. При этом подобная бумага должна сохранять удовлетворительный внешний вид после повторного нанесения текста или рисунка на стертом месте.

Растяжимость

Удлинение бумаги до разрыва, или ее растяжимость, характеризует, как несложно догадаться, способность бумаги растягиваться. Это свойство особенно важно для упаковочной бумаги, мешочной бумаги и картона, для производства штампованных изделий (бумажные стаканы), для основы парафинированной бумаги, применяемой для автоматической завертки конфет (так называемой карамельной бумаги).

Мягкость

Мягкость бумаги связана с ее структурой, то есть с ее плотностью и пористостью. Так, крупнопористая газетная бумага может деформироваться при сжатии до 28%, а у плотной мелованной бумаги деформация сжатия не превышает 6­8%. Для высокой печати важно, чтобы эти деформации были полностью обратимыми, то есть чтобы после снятия нагрузки бумага полностью восстанавливала первоначальную форму. В противном случае на оттиске видны следы оборотного рельефа, свидетельствующие о том, что в структуре бумаги произошли серьезные изменения. Если же бумага предназначена для отделки тиснением, то целью становится, наоборот, остаточная деформация, а показателем качества является ее необратимость, иначе — устойчивость рельефа тиснения.

Линейная деформация при увлажнении

Увеличение размеров увлажненного листа бумаги по его ширине и длине, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа, называется линейной деформацией при увлажнении. Значения деформации бумаги при намокании и остаточной деформации являются важными показателями для многих видов бумаги (для офсетной, диаграммной, картографической, для основы фотоподложки, для бумаги с водяными знаками). Высокие значения этих показателей приводят к несовмещению контуров красок при печати и, как следствие, к получению некачественной печати. Однако следует отметить, что в ГОСТе заложены очень жесткие условия испытаний (намокание калиброванной полоски бумаги в течение определенного времени), использование которых для большинства печатных видов бумаги нецелесообразно. Европейские нормы предполагают использование термина «влагорасширение», определяющего изменение линейных размеров полоски бумаги при изменении влажности воздуха от 30 до 80%.

Бумаги, предназначенные для плоской печати, должны иметь минимальную деформацию при увлажнении, так как по условиям технологии печатного процесса они соприкасаются увлажненными поверхностями. Бумага — материал гигроскопичный: при увеличении влажности ее волокна набухают и расширяются — главным образом по диаметру. Бумага теряет форму, коробится и морщится, а при высушивании происходит обратный процесс: бумага дает усадку, в результате чего меняется формат. Повышенная влажность резко снижает механическую прочность бумаги на разрыв, бумага не выдерживает высоких скоростей печатания и рвется. Изменение влажности бумаги в процессе многокрасочной печати приводит к несовмещению красок и нарушению цветопередачи.

Оптические свойства

Оптическая яркость

Оптическая яркость — это способность бумаги отражать свет рассеянно и равномерно во всех направлениях. Высокая оптическая яркость для печатных бумаг весьма желательна, так как четкость, удобочитаемость издания зависит от контрастности запечатанных и пробельных участков оттиска.

При многокрасочной печати цветовая точность изображения, ее соответствие оригиналу возможны только при печатании на достаточно белой бумаге. Для повышения оптической яркости в дорогие высококачественные бумаги добавляют так называемые оптические отбеливатели — люминофоры, а также синие и фиолетовые красители, устраняющие желтоватый оттенок, присущий целлюлозным волокнам. Этот технологический прием называют подцветкой. Так, мелованные бумаги без оптического отбеливателя имеют оптическую яркость не менее 76%, а с оптическим отбеливателем — не менее 84%. Печатные бумаги с содержанием древесной массы должны иметь оптическую яркость не менее 72%, а вот газетная бумага может быть не слишком белой: для нее этот показатель составляет в среднем 65%.

Белизна

Истинная белизна бумаги связана с ее яркостью или абсолютной отражательной способностью, то есть с визуальной эффективностью. Белизна базируется на измерении отражения света белыми или почти белыми бумагами с одной длиной волны (ГОСТ предусматривает 457 миллимикрон, то есть в видимом спектре) и определяется как отношение количеств упавшего и распределенно отраженного света (%).

Пожелтение

Пожелтение бумаги — это термин, которым условно называют снижение ее белизны от воздействия световых лучей или повышенной температуры. От светового разрушения бумага может быть защищена хранением ее в помещении без окон или с такими окнами, которые закрыты плотными шторами.

Светонепроницаемость, или непрозрачность

Светонепроницаемость — это способность бумаги пропускать лучи света. Свойство непрозрачности бумаги определяется общим количеством пропускаемого света (рассеянного и нерассеянного). Непрозрачность обычно определяется степенью проникновения изображения в испытываемый материал, помещенный прямо напротив рассматриваемого предмета.

Чаще применяется термин «непрозрачность бумаги» — отношение количества света, отраженного от листа, лежащего на черной подложке к свету, отраженному светонепроницаемой стопой этой бумаги.

Прозрачность

Прозрачность определенным образом связана с непрозрачностью, но отличается от нее тем, что определяется количеством света, который проходит без рассеивания. Коэффициент прозрачности является лучшей оценкой высокопрозрачных материалов (калек), тогда как измерение непрозрачности более пригодно для относительно непрозрачных бумаг.

Лоск или глянец

Лоск (глянец) является свойством бумаги, выражающим степень лощености, глянца или способности поверхности отражать падающий на нее свет. Этот показатель можно рассматривать как свойство поверхности бумаги отражать свет под данным углом. Таким образом, лоск (глянец) можно охарактеризовать как отношение количества света, отраженного в зеркальном направлении, к количеству упавшего света.

Обычно с повышением гладкости лоск тоже увеличивается, однако эта связь неоднозначна. Следует помнить, что гладкость определяется механическим способом, а лоск — это оптическая характеристика. Глянец глазированной бумаги может составлять 75­80%, а матовой — до 30%.

Большинство потребителей печатной продукции отдают предпочтение глянцевым бумагам, однако глянец нужен в изданиях далеко не всегда. Так, при воспроизведении текста или штриховых иллюстраций применяют бумагу с минимальным глянцем, например бумагу машинной гладкости. А различные проспекты, этикетки, репродукции с картин прекрасно получаются на бумаге с высоким глянцем.

Химические свойства

Влагопрочность

Влагопрочность, или прочность во влажном состоянии, — еще один важный параметр большинства бумаг, который особенно критичен для бумаги, изготовленной на быстрых бумагоделательных машинах, так как должна обеспечиваться бесперебойная работа буммашины при переходе бумажного полотна из одной секции машины в другую. О влагопрочности бумаги судят по степени сохранения ею во влажном состоянии первоначальной своей прочности, то есть по той прочности, которую она имела до увлажнения, находясь в воздушно­сухом состоянии.

Влагостойкость бумаги может быть повышена двумя способами: либо в состав бумажной массы при изготовлении добавляют гидрофобные вещества (эта операция называется проклейкой в массе), либо проклеивающие вещества наносятся на поверхность уже готовой бумаги (поверхностная проклейка). Сильно проклеиваются офсетные бумаги, особенно те из них, которые при использовании подвергаются резким изменениям климатических условий или запечатываются во много краскопрогонов, например картографические бумаги.

Влажность

Соотношение целлюлозы и воды является наиболее важным фактором в химии бумаги. Количество воды, содержащейся в отдельных волокнах, влияет на их прочность, эластичность и на бумагообразующие свойства. Содержание влаги в бумаге влияет на ее вес, прочность, неизменяемость, устойчивость размеров и на электрические свойства. Влажность имеет очень важное значение при каландрировании, печатании, покрытии и пропитке. При испытании бумаги ее обычно кондиционируют для того, чтобы создать постоянную, строго определенную влажность.

Зольность

Зольность бумаги зависит в основном от количественного содержания наполнителей в ее композиции. Бумага высокой прочности должна иметь низкое содержание золы, поскольку минеральные вещества уменьшают прочность бумаги. Высокое содержание золы нежелательно в таких видах бумаг, как фотографические, электроизоляционные, фильтровальные.

 

Редакция выражает благодарность за помощь в составлении материала компании «Берег» и ГК «Регент»

КомпьюАрт 10’2005

Структура и свойства бумаги — Свойства бумаги — Полезное

Правильный выбор бумаги по её свойствам позволяет получить необходимое качество конкретной полиграфической продукции.
Первым показателем является масса одного квадратного метра (г/м2). По принятой классификации масса 1 м2 печатной бумаги может составлять от 40 до 250 грамм. Бумаги с массой выше 250 г/м2 относятся к картонам.

Показатели качества бумаги, определяющие её печатные свойства могут быть объединены в следующие группы:

Геометрические: гладкость, толщина и масса 1 м2, плотность и пористость;
Оптические: оптическая яркость, непрозрачность, глянец;
Механические (прочностные и деформационные): прочность поверхности к выщипыванию, разрывная длина или прочность на разрыв, прочность на излом, сопротивление раздиранию, сопротивление расслаиванию, жесткость, упругость при сжатии и т.д.
Сорбционные: влагопрочность, гидрофобность, способность впитывать растворители печатных красок.

Все эти показатели имеют тесную зависимость друг от друга. Степень их влияния на оценку печатных свойств бумаги различна для различных способов печати.

Бумагу часто классифицируют по степени отделки поверхности. Это может быть бумага без отделки — матовая, бумага машинной гладкости и глазированная (иначе каландрированная) бумага, которую дополнительно обрабатывали в суперкаландрах для придания ей высокой плотности и гладкости.

Геометрические свойства бумаги

Гладкость бумаги, то есть микрорельеф, микрогеометрия ее поверхности определяет «разрешающую способность» бумаги: ее способность передавать без разрывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации. Это одно из важнейших печатных свойств бумаги. Чем выше гладкость бумаги, тем больше полнота контакта между ее поверхностью и печатной формой, тем меньшее давление нужно приложить при печатании, тем выше качество изображения. Гладкость бумаги определяется в секундах с помощью пневматических приборов или с помощью профилограмм, дающих наглядное представление о характере поверхности бумаги. Различные способы печати предъявляют к бумаге различные требования по гладкости. Так каландрированная типографская бумага должна иметь гладкость от 100 до 250 сек., а офсетная бумага той же степени отделки может иметь гладкость гораздо ниже — 80-150 сек. Бумага для глубокой печати отличается повышенной гладкостью, которая составляет от 300 до 700 сек. Газетная бумага не может быть гладкой в силу высокой пористости. Существенно улучшает гладкость поверхности нанесение любого покровного слоя — будь то поверхностная проклейка, пигментирование, легкое или простое мелование, которое, в свою очередь может быть различным: односторонним и двухсторонним, однократным и многократным и т.д.

Поверхностная проклейка — это нанесение на поверхность бумаги тонкого слоя проклеивающих веществ (масса покрытия составляет до 6 г/м2 с целью обеспечения высокой прочности поверхности бумаги, предохраняющей ее от выщипывания отдельных волокон липкими красками, а также для уменьшения деформации бумаги при увлажнении для обеспечения точного совпадения красок в процессе многокрасочной печати. Особенно это важно для офсетной и литографской печати, когда бумага подвергается увлажнению водой в процессе печати.

Пигментирование и мелование бумаги отличаются только массой наносимого покрытия. Так считается, что масса покровного слоя в пигментированных бумагах не превышает 14 г/м2, а в мелованных бумагах достигает 40 г/м2. Меловой слой отличается высокой степенью белизны и гладкости. Высокая гладкость — одна из наиболее важных характеристик мелованных бумаг. Их гладкость достигает 1000 сек. и более, а высота рельефа не превышает 1 мкм. Показатель гладкости не только обеспечивает оптимальное взаимодействие бумаги и краски, но и улучшает оптические свойства поверхности, воспринимающей красочное изображение. Высокая гладкость мелованной бумаги позволяет вести печать с хорошей пропечаткой при малых толщинах красочного слоя.

Обратной величиной гладкости является шероховатость, которая измеряется в микрометрах. Она напрямую характеризует микрорельеф поверхности бумаги. Как правило, в технических спецификациях бумаги указывают одну из двух этих величин.

Важной геометрической характеристикой бумаги, наряду с толщиной и массой 1 м2, является пухлость. Она характеризует степень спрессованности бумаги и очень тесно связана с такой оптической характеристикой, как непрозрачность. То есть, чем пухлее бумага, тем она более непрозрачна при равном граммаже. Пухлость измеряется в см3/г. Пухлость печатных бумаг колеблется, в среднем, от 2 см3/г (для рыхлых, пористых)  до 0,73 см3/г (для высокоплотных каландрированных бумаг). 

{В практическом приложении это означает, что, если брать более пухлую бумагу меньшего граммажа, то при равной непрозрачности, в тонне бумаги будет больше листов}

 Пористость непосредственно влияет на впитывающую способность бумаги, то есть на ее способность воспринимать печатную краску и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Бумага является пористо-капиллярным материалом, при этом различают макро- и микропористость. Макропоры, или просто поры, — это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры, — мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон. Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги, например, газетная — макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус пор составляет около 0,16-0,18 мкм. Такие бумаги хорошо впитывают краску, благодаря своей рыхлой структуре, то есть сильноразвитой внутренней поверхности.

Мелованные бумаги относятся к микропористым, иначе капиллярным бумагам. Они тоже хорошо впитывают краску, но уже под действием сил капиллярного давления. Здесь пористость составляет всего лишь 30%, а размер пор не превышает 0,03 мкм. Остальные бумаги занимают промежуточное положение.

{Фактически, это означает, что при печати на офсетной бумаге в поры проникают как растворители, содержащиеся в краске, так и красящие пигменты. Таким образом, концентрация пигмента на поверхности невелика и невозможно добиться насыщенных цветов. При печати же на мелованной бумаге, диаметр пор мелованного слоя настолько мал, что в поры впитываются только растворители, в то время, как частицы пигмента остаются на поверхности бумаги. Поэтому изображение получается очень насыщенное.}

Оптические свойства бумаги

Особое место в структуре печатных свойств бумаги занимают оптические свойства, то есть белизна, непрозрачность, лоск(глянец).

Оптическая яркость — это способность бумаги отражать свет рассеянно и равномерно во всех направлениях. Высокая оптическая яркость для печатных бумаг весьма желательна, так как четкость, удобочитаемость издания зависит от контрастности запечатанных и пробельных участков оттиска.

При многокрасочной печати, цветовая точность изображения, ее соответствие оригиналу возможны только при печатании на достаточно белой бумаге. Для повышения оптической яркости в дорогие высококачественные бумаги добавляют так называемые оптические отбеливатели — люминофоры, а также синие и фиолетовые красители, устраняющие желтоватый оттенок, присущий целлюлозным волокнам. Этот технологический прием называют подцветкой. Так, мелованные бумаги без оптического отбеливателя имеют оптическую яркость не менее 76%, а с оптическим отбеливателем — не менее 84%. Печатные бумаги с содержанием древесной массы должны иметь оптическую яркость не менее 72%, а вот газетная бумага может быть недостаточно белой. Её оптическая яркость составляет в среднем 65%.

Еще одним важным практическим свойством печатной бумаги является ее непрозрачность. Особенно важна непрозрачность при двухсторонней печати. Для повышения непрозрачности подбирают композицию волокнистых материлов, комбинируют степень их помола, вводят наполнители.

К оптическим свойствам бумаги относится также ее лоск или глянец. Лоск, или глянец, — это результат зеркального отражения поверхностью бумаги падающего на нее света. Естественно, это тесно связано с микрогеометрией поверхности, то есть с гладкостью бумаги. Обычно с повышением гладкости лоск тоже увеличивается. Однако, эта связь неоднозначна. Следует помнить, что гладкость определяется механическим способом, а лоск — это оптическая характеристика. Глянец глазированной бумаги может составлять 75-80%, а матовой — до 30%.

Большинство потребителей печатной продукции отдает предпочтение глянцевым бумагам, однако глянец нужен в изданиях далеко не всегда. Так, при воспроизведении текста или штриховых иллюстраций применяют бумагу с минимальным глянцем, например, бумагу машинной гладкости. А различные проспекты, этикетки, репродукции с картин прекрасно получаются на бумаге с высоким глянцем.

Механические свойства бумаги

Следующая группа печатных свойств — это механические свойства бумаги, которые можно подразделить на прочностные и деформационные. Деформационные свойства проявляются при воздействии на материал внешних сил и характеризуются временным или постоянным изменением формы или объема тела. Основные технологические операции полиграфии сопровождаются сущетвенным деформированием бумаги, например: растяжению, сжатию, изгибу. От того, как ведет себя бумага при этих воздействиях, зависит нормальное (бесперебойное) течение технологических процессов печатания и последующей обработки печатной продукции. Так, при печатании высоким способом с жестких форм при больших давлениях бумага должна быть мягкой, то есть легко сжиматься, выравниваться под давлением, обеспечивая наиболее полный конакт с печатной формой.

Мягкость бумаги связана с ее структурой, то есть с ее плотностью и пористостью. Так крупнопористая газетная бумага может деформироваться при сжатии до 28%, а у плотной мелованной бумаги деформация сжатия не превышает 6-8%. Для высокой печати важно, чтобы эти деформации были полностью обратимыми, чтобы после снятия нагрузки, бумага полностью восстанавливала первоначальную форму. В противном случае, на оттиске видны следы оборотного рельефа, свидетельствующие о том, что в структуре бумаги произошли серьезные изменения. Если же бумага предназначена для отделки тиснением, то целью становится, наоборот, остаточная деформация, а показателем качества является ее необратимость, то есть устойчивость рельефа тиснения.

Для офсетной печати на высокоскоростных ротационных машинах очень важными являются прочностные характеристики бумаги, а именно: прочность на разрыв, излом, стойкость к выщипыванию, влогопрочность. Прочность бумаги зависит не от прочности отдельных компонентов, а от прочности самой структуры бумаги, которая формируется в процессе бумажного производства. Это свойство характеризуется обычно разрывной длиной в метрах или разрывным усилием в ньютонах. Так для более мягких типографских бумаг, разрывная длина составляет не менее 2500 м, а для жестких офсетных, эта величина возрастает уже до 3500 м и более.

Бумаги, предназначенные для плоской печати, должны иметь минимальную деформацию при увлажнении, так как по условиям технологии печатного процесса, они соприкасаются увлажненными поверхностями. Бумага — материал гигроскопичный. При увеличении влажности ее волокна набухают и расширяются, главным образом по диаметру; бумага теряет форму, коробится и морщится, а при высушивании происходит обратный процесс: бумага дает усадку, в результате чего меняется формат. Повышенная влажность резко снижает механическую прочность бумаги на разрыв, бумага не выдерживает высоких скоростей печатания и рвется. Изменение влажности бумаги в процессе многокрасочной печати приводит к несовмещению красок и нарушению цветопередачи.

Для повышения влагостойкости бумаги в состав бумажной массы при изготовлении добавляют гидрофобные вещества (эта операция называется проклейкой в массе) или же проклеивающие вещества наносятся на поверхность уже готовой бумаги (поверхностная проклейка). Высоко проклеиваются офсетные бумаги и особенно те из них, которые при использовании подвергаются резким изменениям климатических условий или запечатываются во много краскопрогонов, например, картографические бумаги.

Сорбционные свойства бумаги

Наконец, мы вплотную подошли к одному из важнейших свойств печатной бумаги — ее впитывающей способности. Правильная оценка впитывающей способности означает выполнение условий своевременного и полного закрепления краски и, как результат — получение качественного оттиска.

Впитывающая способность бумаги, в первую очередь зависит от ее структуры, так как процессы взаимодействия бумаги с печатной краской принципиально различны. Прежде чем говорить об особенностях этого взаимодействия в тех или иных случаях, необходимо еще раз вспомнить основные типы структур современных печатных бумаг. Если изобразить структуры бумаги в виде шкалы, то на одном из ее концов разместятся макропористые бумаги, состоящие целиком из древесной массы, например, газетные. Другой конец шкалы, соответственно, займут чистоцеллюлозные микропористые бумаги, например, мелованные.  Немного левее расположатся чистоцеллюлозные немелованные бумаги, тоже микропористые. А все остальные займут оставшийся промежуток.

Макропористые бумаги хорошо воспринимают краску, впитывая ее как единое целое. Краски здесь маловязкие. Жидкая краска быстро заполняет крупные поры, впитываясь на достаточно большую глубину. Причем чрезмерное ее впитывание может даже вызвать «пробивание» оттиска, то есть изображение становится видным с обороной стороны листа. Повышенная макропористость бумаги нежелательна, например, при иллюстрационной печати, когда чрезмерная впитываемость приводит к потере насыщенности и глянцевитости краски. Для микропористых (каппилярных) бумаг характерен механизм так называемого «избирательного впитывания», когда под действием сил капиллярного давления в микропоры поверхностного слоя бумаги впитывается, преимущественно, маловязкий компонент краски (растворитель), а пигмент и пленкообразователь остаются на поверхности бумаги. Именно это и требуется для получения четкого изображения. Так как механизм взаимодействия бумага-краска в этих случаях различен, для мелованных и немелованных бумаг готовят различные краски.

Что такое плотность бумаги | Xerox

Одна из важных характеристик бумаги — её плотность. Эта статья поможет разобраться, бумага какой плотности подходит для принтеров и как подобрать её для конкретной задачи: от печати офисной документации до плакатов и афиш.

Что такое плотность и в чём она измеряется

От этой характеристики бумаги зависит её прочность и прозрачность. Согласно принятому в Европе стандарту ISO, под плотностью понимают массу листа бумаги площадью 1 квадратный метр. Узнать значение плотности можно, просто взглянув на упаковку бумаги: его всегда указывают на видном месте, чаще на лицевой стороне. Европейский подход удобен, поскольку позволяет наглядно сравнить между собой любые печатные материалы. В США используется другая система. Там плотность определяется как масса в фунтах 500 листов бумаги определённого формата. При этом формат базового листа вариативен и зависит от типа бумаги. Из-за этого сравнение бумаги разных типов становится затруднительным, приходится пользоваться таблицами перевода, что делает систему громоздкой и неудобной. В России бумага, маркированная по американскому стандарту, почти не встречается. Но ориентироваться следует на следующие значения: потребительская бумага для принтеров плотностью 20 фунтов соответствует 75 г/м2, 24 фунта — 90 г/м2 и 28 фунтов — 105 г/м2.

Взаимосвязь между плотностью и толщиной

Между этими характеристиками существует прямая зависимость: чем плотность выше, тем лист толще. Однако при сравнении бумаги разных видов оказывается, что соотношение между плотностью и толщиной неодинаково. Так происходит из-за отличий в технологии производства и структуре материала. Одни виды бумаги более рыхлые, а другие — сильно спрессованы. В частности, разница хорошо заметна на примере матовой и глянцевой бумаги. В первом случае толщина листа 0,18-0,19 мм соответствует плотности 200 г/м2, а во втором — 250 г/м2. Если говорить о типовой бумаге для офисной техники, её толщину легко запомнить и можно использовать для приблизительного, но очень быстрого подсчёта количества листов в стопе. Самая распространённая плотность офисной бумаги для принтера — 80 г/м2, и толщина листа для неё составляет 0,1 мм. Таким образом, когда высота стопы такой бумаги равна 10 см, то в ней около 1 000 листов.

Плотность и масса

Зная плотность, легко посчитать, сколько должен весить лист любого из стандартных потребительских форматов бумаги. Квадратному метру соответствует А0, а самый популярный формат А4 имеет площадь 1/16 м2 — то есть для определения массы одного листа нужно его плотность разделить на 16. Например, для бумаги 80 г/м2 это значение равно 5 г. Эти расчёты имеют практический смысл. Произведя их, можно проверить соответствие указанной на упаковке плотности реальному значению. В примере с бумагой 80 г/м2 пачка из 500 листов должна весить 2 500 г. Если масса оказалась меньше или больше, скорее всего, бумага некачественная, и её лучше не покупать.

Предназначение бумаги в зависимости от её плотности

Плотность помогает выбрать самую подходящую бумагу в зависимости от того, что именно предстоит на ней печатать. По предназначению бумагу в зависимости от плотности можно разделить на несколько категорий. 40–70 г/м2: на такой бумаге печатают продукцию одноразового использования: газеты, листовки, бланки. 80–115 г/м2: подходит для документации и деловой корреспонденции. 130–150 г/м2: применяется для печати брошюр, журналов, фотографий. 160–190 г/м2: годится для каталогов, настенных календарей, постеров, афиш, ценников. 200 г/м2 и выше: бумагу максимальной плотности можно использовать для визиток, приглашений, флаеров, поздравительных открыток, мягких книжных обложек. Обычная бумага для офисной техники имеет плотность около 80 г/м2. Такая плотность бумаги для печати на принтере подходит для использования в офисном документообороте. Листы обладают неплохой прочностью и износостойкостью, могут длительно храниться в архиве. Для цветного рекламного буклета такая бумага не предназначена — она недостаточно плотная, изделие будет выглядеть непрезентабельно. Поэтому выбирать плотность бумаги для печати в каждом конкретном случае следует тщательно и вдумчиво.

Бумага какой плотности подходит для принтеров

Современная техника способна работать с печатными материалами в большом диапазоне плотностей. Так, для домашних лазерных принтеров плотность бумаги составляет ориентировочно 60–160 г/м2. У офисных МФУ охват ещё шире: 60–220 г/м2. Однако минимальная и максимальная плотность бумаги для принтера — индивидуальная характеристика устройства, которая указывается в инструкции. Её можно найти в описании и лучше руководствоваться ею при работе, чтобы принтер служил долго без поломок и потери качества печати.

Бумага и картон. Получение, состав, свойства. Прочностные свойства бумаги.

Прочность бумаги зависит: 1) от сил сцепления волокон между собой; 2) от прочности самих волокон; 3) от ориентации волокон в бумаге.

Основной вклад в прочностные свойства, как считает ряд авторов, вносят водородные связи. Они образуются между гидроксильными группами макромолекул целлюлозы при ее высушивании. Чем полнее при высушивании удаляется вода, тем больше гидроксильных групп целлюлозы способны образовывать водородные связи и тем прочнее становится бумага. Количество контактов между волокнами для не размолотой целлюлозы составляет 20 % , а для размолотой эта до 90 %. Увеличение количества контактов ведет к росту числа водородных связей, участвующих в образовании прочностных свойств. Эти данные подтверждаются изменением прочности бумаги в зависимости от степени помола. Целлюлоза, полностью освобожденная от гемицеллюлоз, обладает чрезвычайно низкой прочностью. Очевидно, что важным носителем водородных связей в целлюлозе являются гемицеллюлозы, которые способны набухать в воде и образовывать «склейки» после высушивания. О прочности растительных волокон можно косвенно судить по так называемой нулевой разрывной длине. Для ее измерения зажимы специальной разрывной машины сближаются до величины 0,2 мм (условный нуль). Принято считать, что величина разрывной нагрузки в значительной степени характеризует прочность индивидуальных волокон. Нулевая разрывная длина лишь приблизительно характеризует прочность собственно индивидуального волокна, так как истинная прочность волокна обычно в 3 раза выше.

На практике для характеристики прочности бумаги используется ряд показателей: разрывная длина, относительное удлинение, сопротивление продавливанию, сопротивление раздиранию, сопротивление излому.

Разрывная длина бумаги является косвенным показателем механической прочности, величиной, под которой понимают расчетную длину полоски бумаги, которая, будучи подвешенной, за один конец, разорвется под действием собственного веса. Единицей измерения разрывной длины является метр. Для определения разрывной длины полоску бумаги закрепляют в зажимах разрывной машины и определяют усилие, при котором произошел разрыв бумаги. При практическом применении бумага подвергается нагрузкам, которые не превосходят ее разрывную длину. Важным показателем является удлинение бумаги до разрыва (растяжимость). Этот показатель важен для рулонной бумаги, которая эксплуатируется в процессе печатания в режиме натяжения. Увеличение растяжимости бумаги зачастую более важно, чем повышение показателя разрывной длины. Повышение растяжимости бумаги способствует уменьшению обрывности. Единственным способом увеличения растяжимости является поддержание влажности на уровне выше 6 %. Особенно актуальным является наличие достаточной растяжимости для газетной бумаги, печатающейся на скоростных машинах. Показатель сопротивление излому определяется на полоске бумага стандартной ширины при ее натяжении силой в один кг. Образец бумаги, закрепленный в зажимах, перегибается вперед-назад (один двойной перегиб) с определенной скоростью. Величина сопротивления излому измеряется в количестве двойных перегибов. Обычно сопротивление излому для печатных бумаг невелико и по нормам стандарта в большинстве не превышает 10 двойных перегибов.

Сопротивление раздиранию характеризуется силой, вызывающей раздирание предварительно надрезанной по кромке бумаги до определенной ее длины. Близким по сущности является показатель сопротивления надрыву кромки листа. Он характеризуется силой, которую надо приложить, чтобы разорвать кромку бумаги. Для его определения испытуемый образец закрепляют в зажимах разрывной машины с перекосом. При таком способе зажима образца бумаги разрыв происходит за счет надрыва. Сопротивление надрыву важно для полиграфического картона, используемого для изготовления игральных карт. Сопротивление продавливанию характеризует прочность бумаги усилию, направленному перпендикулярно ее поверхности. Для печатных видов бумаги этот показатель не нормируется. Упруго-пластичные свойства бумаги. Процесс взаимодействия краски с бумагой происходит под давлением. Причем максимальное давление характерно для высокого способа печати, затем следуют способы глубокой и офсетной печати. При приложении нагрузки к бумаге следует остановиться на ее упруго-пластичных свойствах, особенно проявляющихся при сжатии.

Всякое изменение формы тела под действием внешних сил называется деформацией. Все 33.1 виды деформации делятся на обратимые и необратимые (остаточные). При обратимой деформации после устранения внешних сил тело восстанавливает свою первоначальную форму. Такие материалы называются эластичными или упругими. Если тело после снятия нагрузки сохраняет приобретенную форму то, такие виды деформации называются пластичными. Бумага при приложении к ней нагрузки проявляет упруго-пластичную деформацию.

В процессе печати давление на бумагу не является постоянным. Оно быстро растет, а затем падает до 0. Одновременно с повышением давления растет и степень сжатия бумаги, а при сбросе нагрузки наблюдается лишь частичное восстановление размера, т.е. и в этом случае проявляется остаточная деформация.

Т.о., общая деформация бумаги складывается как из упругой, так и пластической деформации. Это означает, что при приложении определенного сжимающего усилия бумага способна лишь частично восстановить свои размеры. Иными словами, бумага после приложения сжимающего давления обладает остаточной деформацией. Наличие в бумаге наполнителей или древесной массы повышает величину остаточной деформации.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Плотность, пухлость, белизна — основные характеристики бумаги

Характеристики бумаги: плотность, пухлость, белизна

Количество видов и сортов бумаги в современном мире огромно.

В полиграфии чаще используются следующие виды бумаги:
— газетная;
— офсетная;
— мелованная;
— книжно-журнальная;
— упаковочный макулатурный картон;
— дизайнерские бумага и картон.

Для копировально-множительной техники используется специальная разновидность офсетной бумаги. В зависимости от вида печати (лазерная или струйная, цветная или черно-белая, низкая скорость печати или высокая и т.д.), нужно использовать соответствующую бумагу, чтобы получить качественный оттиск и не испортить оборудование.

Все большую популярность в связи с развитием цифровой печати приобретают специальные бумаги для цветной лазерной печати.

Основные характеристики бумаги: плотность, пухлость, белизна.
Дополнительные характеристики: жесткость, гладкость, непрозрачность, прочность на разрыв и множество других.

Плотность измеряют в граммах на квадратный метр. Так, например, лист А4 — это одна шестнадцатая часть квадратного метра, поэтому при плотностью 80 г/м2 он будет весить 5 грамм.

Чтобы узнать, сколько листов той или иной бумаги в 1 кг, нужно 1 поделить на вес одного листа. Так в 1 кг бумаги плотностью 80 г/м2 200 листов А4 (1 / 0,005).

Зная стоимость бумаги за кг (тонну), можно по нижеприведенной таблице расчитать стоимость одного листа. И наоборот.

Почему плотность бумаги не измеряют в граммах на сантиметр кубический? Дело в том, что плотность бумаги в г/см3 близка к 1 (плотность воды). Поэтому показатель плотности в г/м2 очень близок к толщине бумажного листа, выраженной в микронах. Фактически, говоря о плотности, мы имеем в виду толщину бумаги. Толщину бумаги нужно знать, чтобы быть уверенным, что она пройдет в то или иное печатное оборудование. Также плотность нужно знать, чтобы рассчитать стоимость. Введя показатель плотности в расчете на квадратный метр, убили двух зайцев: один показатель используется и для расчета стоимости, и для характеристики толщины.

Так было раньше, но технологии совершенствуются, и производители научились делать как очень рыхлую бумагу, так и очень плотную.

Потребовалось вводить еще одну характеристику — пухлость. Пухлость измеряется в кубических сантиметрах деленных на грамм (это просто величина, обратная объемной плотности, которую изучают в школе).

Если объемная плотность бумаги меньше единицы (легче воды), ее пухлость больше единицы, а числовое значение толщины в микронах больше числового значения плотности в г/м2.

Так, например, офсетная и ксероксная бумаги плотностью 80 г/м2 имеют пухлость близкую к 1,25. Умножив 80 на 1,25, получаем толщину листа примерно 100 микрон. Пачка 500 листов будет иметь толщину 50000 мк = 50 мм = 5 см.

Мелованные бумаги, наоборот, имеют пухлость меньше единицы (тяжелее воды).

Как это использовать? Диапазон цен на бумагу очень широк. Если говорить о конечном продукте, то, с точки зрения потребителя, важна пухлость и жесткость, а не плотность. Это дает возможность заменять один вид бумаги на другой с целью удешевления конечной продукции. Например, мы замеяем бумагу №1 на бумагу №2. Пусть пухлость бумаги №2 больше на 30%, а цена за килограмм больше на 15%. Тогда мы получим экономию примерно в 15%! Эффект от использования пухлых бумаг особенно заметен в книжном производстве, т.к. вес тиража может измерятся сотнями килограмм и тоннами.

Иногда удается и обратная замена. Например, для лазерной печати можно сделать замену бумаги и понизить пухлость на 30%, а цену на 60%.

От белизны бумаги зависит, насколько контрастно будет выглядеть напечатанное на ней изображение, и насколько точно будут переданы цвета.

Существует стандарт ISO на яркость, который определяет, какой процент света отразится при освещении бумаги светом с длиной волны 457 нм. Однако субъективное восприятие человеческим глазом белизны зависит не только от количества отраженного света, но и от его качества. На восприятие влияют шероховатость поверхности, оттенок белой бумаги (голубоватый, желтоватый), а также наличие в бумаге оптических отбеливателей, которые, поглощая ультрафиолет, переизлучают в видимом спектре. Показатель белизны по CIE наиболее близок к человеческому восприятию и может принимать значения более 100%. Измеряют этот показатель при естественном солнечном освещении (или близком к нему, но обязательно имеющем в своем спектре ультрафиолетовые лучи).

Непрозрачность — это показатель того, насколько сама бумага препятствует просвечиванию печатного изображения, нанесенного с обратной стороны листа на его лицевую сторону. Этот показатель особенно важен при двухстороннем копировании, когда печать наносится с обеих сторон листа бумаги.

Глянец — это характеристика зеркального отражения поверхностью бумаги падающего на нее света. Сильно глянцевые бумаги имеют показатель равный 75-80%, а матовые — до 30%. И, хотя большинство потребителей печатной продукции отдает предпочтение глянцевым бумагам, он нужен в изданиях далеко не всегда. Так при воспроизведении текста или штриховых иллюстраций применяют бумагу с минимальным глянцем, а различные проспекты, этикетки, репродукции с картин прекрасно получаются на высокоглянцевой бумаге.

Для лазерной печати очень важным показателем является влажность. Обычно офисные бумаги производятся меньшей влажности (от 4,2 до 4,5%), чем офсетные (от 5,0 до 5,5%). Причина в том, что офисные бумаги подвергаются воздействию значительного нагревания почти во всех моделях копировальных аппаратов. При низкой влажности бумага меньше подвергается воздействию температурных перепадов и, как следствие, с меньшей вероятностью будет скручиваться или сминаться под воздействием процесса переноса изображения.

Научно-исследовательский проект Простые опыты с бумагой

Руководитель: учитель начальных классов Шамсудинова Динара Раильевна.

Автор: Фетисова Дарья Андреевна.

ОГБОУ «Школа-интернат № 18» г. Рязань.

Научно-исследовательский проект «Простые опыты с бумагой»

Данный проект представляет собой знакомство с различными свойствами бумаги, посредством проведения ряда опытов.

Файл: проект

Научно-исследовательский проект

«Простые опыты с бумагой»

Актуальность проблемы: проведя опыты с бумагой, изучая её особенности и свойства можно узнать много нового и интересного.

Цель исследования: узнать различные свойства бумаги.

Задачи: выяснить, как изготавливают бумагу. Познакомиться с различными свойствами бумаги.

Гипотеза исследования: считаю, что зная особенности бумаги и её свойства, можно узнать, чем она интересна.

Методы исследования:

• Расспрашивание учителя
• Чтение познавательной литературы
• Проведение опытов, исследования

На бумаге пишут, печатают, в нее заворачивают и упаковывают. Мне стало интересно, как изготавливают бумагу. И я попросила Динару Раильевну рассказать о том, как изготавливают, и как получают бумагу.

Впервые, прародитель бумаги, папирус, появился около 3500 года до нашей эры в Древнем Египте. Египтяне делали из узких полосок стебля папируса.Они смачивали эти полоски водой, складывали крест-накрест и спрессовывали в листы.Однако настоящую бумагу изобрели в Китае в 105 году.

В настоящее время бумагу производят из древесины быстрорастущих деревьев, таких как пихта, ель и сосна. Бумага состоит из миллионов тоненьких волокон. Эти волокна называются целлюлозой, которую делаютиз древесины.Берут бревно, очищают от коры, потом сильно измельчают в муку. Потом эту массу просеивают и промывают, очищая от грязи и отбеливают.Смешивают с водой, помещают в специальную машину, там выкладывается ровным слоем, проходит под круглым валиком, который прессует её в гладкий лист. Этот валик выдавливает всю лишнюю воду, потом это сушат, сматывают в рулоны, срезают края, чтобы бумага была ровная.Свойства бумаги.Бумага имеет определённые свойства, их нужно знать. Из опыта с листом бумаги ты можешь понять, какие свойства имеет бумага.Бумага легко рвётся, она не прочная.Бумага легко мнётся и сгибается.Влажная бумага становится непрочной.

А сейчас проведем несколько опытов.

Опыт №1. Первый опыт называется бумажная гармошка. Возьмем два стакана, поставим на стол. Положим на них полоску бумаги. Если сейчас положить на полоску коробок со спичками, то полоска прогнётся и коробок упадёт.

А теперь возьмём и сложим бумажку в гармошку. Положим эту гармошку на стаканы, а сверху положим коробок со спичками. Видите! Коробок не падает.

Сложенная в гармошку бумага становится прочнее и может выдержать большую нагрузку. Она становится как будто толще.То есть, изменяя форму бумаги, можно использовать ее по-разному.

Опыт №2. Проведем еще один опыт на прочность бумаги.Возьмём три полоски бумаги одинакового размера.С первой полоской не будем ничего делать.

Вторую надрежем немного. А третью смочим капелькой воды.А теперь попробуем разорвать все эти полоски по очереди.Целая полоска рвётся трудно. Надрезанная полоска порвалась полегче, а мокрую порвать оказалось легче всего.Этот опыт подтверждает, что бумага состоит из волокон, которые переплетены между собой. Мы нарушили волокна, и бумага рвётся легко.

Опыт № 3. А как вы думаете: что падает быстрее?Листок бумаги или монетка, гладкий лист бумаги или смятый? Возьмём в одну руку лист бумаги, а в другую монетку.Выпустим из рук их одновременно. Монета сразу быстро упала, а бумага падает медленно, крутится.Как вы думаете почему? Думаете потому, что монета тяжелее?Тогда давайте возьмём два одинаковых листа бумаги, один скомкаем, а другой оставим ровным.Мятый упал быстрее. Почему?А потому, что ровному листочку мешал падать воздух. А монетке и смятому листу мешал меньше потому, что поверхность уменьшилась, и уменьшилось сопротивление воздуха.Так придумали парашют.

Опыт №4. И давайте проведем еще один опыт. Проверим, сколько места занимает бумага в пространстве. Для этого необходимо взять коробку из-под обуви, стопку газет, ножницы. Сначала заполняем коробку газетами. В коробку поместилось много газет. Затем достанем газеты из коробки, скомкаем и попытаемся снова положить в коробку. В коробку входит гораздо меньше газет. После этого нарезаем газету на мелкие кусочки и кладем в коробку. В коробку помещается гораздо меньше газет. Между мятыми газетными листами и кусочками газет находится воздух, а в аккуратно лежащих друг на друге газетах его нет.
Проведение этих опытов принесло мне удовольствие, я узнала много нового и полезного.

Литература:

А. Шапиро Бумага или секреты знакомых предметов, 2007г.
Энциклопедия «Вопросы и ответы. Книга для любознательных» Издательство «Махаон», 1999г.
М. Султанова «Простые опыты с бумагой».
365 научных экспериментов

Исследование свойств бумаги | Образовательная социальная сеть

Слайд 1

Презентация по физике на тему : Исследование свойств бумаги Подготовила ученица 7 «А» класса : Симоненко Кристина

Слайд 2

Структурные и геометрические свойства Масса или вес Масса (или вес) одного квадратного метра бумаги является наиболее распространенным показателем, так как большинство бумаг продают по массе 1 м 2 . Массу бумаги чаще относят к единице площади, чем к единице объема (как это делают в отношении других материалов), — ведь бумагу используют в виде листа и площадь в данном случае играет более важную роль, чем объем. По принятой классификации масса 1 м 2 печатной бумаги может составлять от 40 до 250 г. Бумаги с массой выше 250 г/м 2 относятся к картонам

Слайд 3

. Просвет Просвет бумаги характеризует степень однородности ее структуры, то есть степень равномерности распределения в ней волокон. О просвете бумаги судят по наблюдению в проходящем свете. Бумага с сильно облачным просветом крайне неоднородна. Ее тонкие места являются и наименее прочными и легко пропускают воду, чернила, печатную краску. Из­за неравномерности восприятия бумагой печатной краски печать на облачной бумаге получается низкого качества. Пористость Пористость непосредственно влияет на впитывающую способность бумаги, то есть на ее способность воспринимать печатную краску, и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Бумага является пористо­капиллярным материалом; при этом различают макро­ и микропористость . Макропоры, или просто поры, — это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры, — мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также пространства, образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон. Все немелованные, не слишком уплотненные бумаги, например газетные, — макропористые. Общий объем пор в таких бумагах достигает 60% и более, а средний радиус пор составляет около 0,16­0,18 мкм. Такие бумаги хорошо впитывают краску за счет рыхлой структуры, то есть сильно развитой внутренней поверхности.

Слайд 4

Толщина Толщина бумаги, измеряется в микронах (мкм), определяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительские свойства — в первую очередь прочностные — готового изделия . Гладкость Гладкость характеризует состояние поверхности бумаги, обусловленное механической отделкой, и определяет внешний вид бумаги — шероховатая бумага, как правило, на вид малопривлекательна. Гладкость важна для писчих видов бумаги, для печатных бумаг, а также при склейке бумаги.

Слайд 5

Пухлость Важным геометрическим свойством бумаги, наряду с толщиной и массой, 1 м 2 , является пухлость. Она характеризует степень спрессованности бумаги и очень тесно связана с такой оптической характеристикой, как непрозрачность: то есть чем пухлее бумага, тем она более непрозрачна при равном граммаже . Пухлость измеряется в кубических сантиметрах на грамм (см 3 /г). Пухлость печатных бумаг колеблется в среднем от 2 см 3 /г (для рыхлых, пористых) до 0,73 см 3 /г (для высокоплотных каландрированных бумаг). На практике это означает, что если брать более пухлую бумагу меньшего граммажа , то при равной непрозрачности в тонне бумаги будет больше листов.

Слайд 6

Растяжимость Удлинение бумаги до разрыва, или ее растяжимость, характеризует, как несложно догадаться, способность бумаги растягиваться. Это свойство особенно важно для упаковочной бумаги, мешочной бумаги и картона, для производства штампованных изделий (бумажные стаканы), для основы парафинированной бумаги, применяемой для автоматической завертки конфет (так называемой карамельной бумаги). Мягкость Мягкость бумаги связана с ее структурой, то есть с ее плотностью и пористостью. Так, крупнопористая газетная бумага может деформироваться при сжатии до 28%, а у плотной мелованной бумаги деформация сжатия не превышает 6­8%. Для высокой печати важно, чтобы эти деформации были полностью обратимыми, то есть чтобы после снятия нагрузки бумага полностью восстанавливала первоначальную форму. В противном случае на оттиске видны следы оборотного рельефа, свидетельствующие о том, что в структуре бумаги произошли серьезные изменения. Если же бумага предназначена для отделки тиснением, то целью становится, наоборот, остаточная деформация, а показателем качества является ее необратимость, иначе — устойчивость рельефа тиснения.

Слайд 7

Оптические свойства Оптическая яркость Оптическая яркость — это способность бумаги отражать свет рассеянно и равномерно во всех направлениях. Высокая оптическая яркость для печатных бумаг весьма желательна, так как четкость, удобочитаемость издания зависит от контрастности запечатанных и пробельных участков оттиска. Белизна Истинная белизна бумаги связана с ее яркостью или абсолютной отражательной способностью, то есть с визуальной эффективностью. Белизна базируется на измерении отражения света белыми или почти белыми бумагами с одной длиной волны (ГОСТ предусматривает 457 миллимикрон, то есть в видимом спектре) и определяется как отношение количеств упавшего и распределенно отраженного света (%).

Слайд 8

Пожелтение Пожелтение бумаги — это термин, которым условно называют снижение ее белизны от воздействия световых лучей или повышенной температуры. От светового разрушения бумага может быть защищена хранением ее в помещении без окон или с такими окнами, которые закрыты плотными шторами. Светонепроницаемость, или непрозрачность Светонепроницаемость — это способность бумаги пропускать лучи света. Свойство непрозрачности бумаги определяется общим количеством пропускаемого света (рассеянного и нерассеянного). Непрозрачность обычно определяется степенью проникновения изображения в испытываемый материал, помещенный прямо напротив рассматриваемого предмета. Чаще применяется термин «непрозрачность бумаги» — отношение количества света, отраженного от листа, лежащего на черной подложке к свету, отраженному светонепроницаемой стопой этой бумаги. Прозрачность Прозрачность определенным образом связана с непрозрачностью, но отличается от нее тем, что определяется количеством света, который проходит без рассеивания. Коэффициент прозрачности является лучшей оценкой высокопрозрачных материалов (калек), тогда как измерение непрозрачности более пригодно для относительно непрозрачных бумаг.

Слайд 9

Химические свойства Влагопрочность Влагопрочность , или прочность во влажном состоянии, — еще один важный параметр большинства бумаг, который особенно критичен для бумаги, изготовленной на быстрых бумагоделательных машинах, так как должна обеспечиваться бесперебойная работа буммашины при переходе бумажного полотна из одной секции машины в другую. О влагопрочности бумаги судят по степени сохранения ею во влажном состоянии первоначальной своей прочности, то есть по той прочности, которую она имела до увлажнения, находясь в воздушно­сухом состоянии.

Слайд 10

Влажность Соотношение целлюлозы и воды является наиболее важным фактором в химии бумаги. Количество воды, содержащейся в отдельных волокнах, влияет на их прочность, эластичность и на бумагообразующие свойства. Содержание влаги в бумаге влияет на ее вес, прочность, неизменяемость, устойчивость размеров и на электрические свойства. Влажность имеет очень важное значение при каландрировании, печатании, покрытии и пропитке. При испытании бумаги ее обычно кондиционируют для того, чтобы создать постоянную, строго определенную влажность. Зольность Зольность бумаги зависит в основном от количественного содержания наполнителей в ее композиции. Бумага высокой прочности должна иметь низкое содержание золы, поскольку минеральные вещества уменьшают прочность бумаги. Высокое содержание золы нежелательно в таких видах бумаг, как фотографические, электроизоляционные, фильтровальные .

Новая «супербумага» прочнее чугуна

Джон Эванс

Пробивать себе путь из бумажного пакета может стать намного сложнее благодаря разработке нового вида бумаги, которая прочнее чугуна.

Новая бумага может быть использована для усиления обычной бумаги, производства сверхпрочной липкой ленты или помощи в создании прочных синтетических заменителей биологических тканей, говорит Ларс Берглунд из Шведского королевского технологического института в Стокгольме, Швеция.

Несмотря на свою большую прочность, «нанобумага» Берглунда производится из биологического материала, содержащегося в обычной бумаге: целлюлоза. Эта длинная молекула сахара является основным компонентом клеточных стенок растений и наиболее распространенным органическим соединением на Земле.

Древесина обычно примерно наполовину состоит из целлюлозы, смешанной с другими структурными соединениями.

Сеть поддержки

В клеточных стенках растений отдельные молекулы целлюлозы связываются вместе, образуя волокна диаметром около 20 нанометров, что в 5000 раз тоньше человеческого волоса.Эти волокна образуют прочные сети, обеспечивающие клеточным стенкам структурную поддержку.

«Нановолокна целлюлозы являются основным армирующим материалом во всех растительных структурах и характеризуются наноразмерами, высокой прочностью и ударной вязкостью», — сказал Берглунд New Scientist .

Целлюлоза извлекается из древесины для изготовления бумаги, является основой целлофана, а также недавно использовалась учеными-материаловедами, разрабатывающими новые пластиковые материалы. Но они использовали его только как дешевый наполнитель, игнорируя его механические свойства.

Однако механические процессы, используемые для получения древесной массы и переработки ее в бумагу, повреждают отдельные волокна целлюлозы, значительно снижая их прочность. Поэтому Берглунд и его коллеги разработали более щадящий процесс, сохраняющий прочность волокон.

Крепкий как железо

Новый метод включает в себя разрушение древесной массы ферментами, а затем ее измельчение с помощью механической мешалки. Возникающие силы сдвига заставляют целлюлозу мягко распадаться на составляющие ее волокна.

Конечным результатом являются неповрежденные целлюлозные волокна, взвешенные в воде. Когда вода сливается, Берглунд обнаружил, что волокна соединяются в сети, удерживаемые водородными связями, образуя плоские листы «нанобумаги».

Механические испытания показали, что его прочность на растяжение составляет 214 мегапаскалей, что делает его прочнее чугуна (130 МПа) и почти таким же прочным, как конструкционная сталь (250 МПа).

Обычная бумага имеет прочность на разрыв менее 1 МПа. В тестах использовались полоски длиной 40 мм, шириной 5 мм и толщиной около 50 микрометров.

Рассеивание напряжения

Секрет эффективности нанобумаги заключается не только в прочности неповрежденных целлюлозных волокон, но и в том, как они организованы в сети. Несмотря на то, что они прочно связаны друг с другом, они все же способны скользить и скользить друг по другу, рассеивая напряжения и напряжения.

Отдельные волокна целлюлозы также намного меньше, чем в обычной бумаге. «Обычная бумажная сеть имеет волокна диаметром 30 микрометров, здесь мы имеем масштаб на три порядка меньше», — говорит Берглунд.«Материал [имеет] очень маленькие дефекты по сравнению с обычной бумажной сеткой».

«Эта [работа] совершенно ясно показывает потенциал целлюлозных нановолокон в качестве основы для армирования», — говорит Стивен Айкхорн, специалист по полимерам из Манчестерского университета, Великобритания.

Справочник по журналу: Биомакромолекулы (DOI: 10.1021/bm800038n)

Насколько прочна бумага

Сегодняшний эксперимент взят из довольно блестящей книги издательства QED Publishing. Cracking Chemistry входит в серию «Научные крекеры». Он красиво оформлен яркими фотографиями и картинками, чтобы привлечь внимание и заинтересовать ребенка. Мой 4-летний ребенок был очарован. Книга объясняет все о мире атомов и материалов. Каждая тема объясняется в терминах, понятных ребенку, и демонстрируется примерами, к которым он может относиться.

Есть также много практических занятий, подобных этому.

Что вам нужно:

книга

около 16 листов бумаги (A4 хорошего качества)

Липкая лента

Инструкции

  • Попробуйте поставить листы бумаги на концы.Даже это невозможно. Они не могут держать себя, не говоря уже о книге.
  • Сверните каждый лист бумаги в трубку диаметром около 3 см и склейте концы вместе.
  • Соберите каждый комплект из 4 трубок в жгут, сделайте 4 жгута.
  • Сложите пачки квадратом и аккуратно положите книгу сверху.

 

 
Мы также добавили космический шаттл, чтобы добавить немного дополнительного веса.

Z был очень удивлен тем, насколько прочными были бумажные трубки, мы добавили много вещей в верхнюю часть книги, чтобы попытаться заставить трубки разрушиться.И только когда сам Z встал на книгу, трубки поддались! Хотя я бы не советовал это пробовать.

Немного науки

Когда лист бумаги плоский, он гибкий и непрочный во всех направлениях. Если его свернуть в трубочку, он станет более жестким в одном направлении, от конца к концу. Некоторые материалы мы считаем прочными, а некоторые слабыми, но форма материала может быть так же важна, как и сам материал с точки зрения прочности.

Подумайте, где трубы используются для прочности.Как насчет подмостей?

 

Действия взяты из:

 

 QED прислала нам эту книгу бесплатно для рецензирования, все слова и мнения являются моими собственными

 

 

Новая бумага прочная как сталь

Нанобумага, изготовленная из мягко обработанных нановолокон натуральной целлюлозы, обладает замечательной прочностью; он имеет предел прочности на растяжение, почти равный прочности конструкционной стали.

Ларс Берглунд из Шведского королевского технологического института в Стокгольме, Швеция, обнаружил, что механические процессы, используемые для получения древесной массы, повреждают натуральные волокна, ослабляя их. Берглунд разработал процесс извлечения волокон с сохранением их свойств.

Секрет эффективности нанобумаги заключается не только в прочности неповрежденных целлюлозных волокон, но и в том, как они организованы в сети. Несмотря на то, что они прочно связаны друг с другом, они все же способны скользить и скользить друг по другу, рассеивая напряжения и напряжения.Отдельные волокна целлюлозы также намного меньше, чем в обычной бумаге. «Обычная бумажная сеть имеет волокна диаметром 30 микрометров, здесь мы имеем масштаб на три порядка меньше», — говорит Берглунд. «Материал [имеет] очень маленькие дефекты по сравнению с обычной бумажной сеткой».

Механические испытания показали, что его прочность на растяжение составляет 214 мегапаскалей, что делает его прочнее чугуна (130 МПа) и почти таким же прочным, как конструкционная сталь, используемая в зданиях и мостах (250 МПа).Обычная бумага непрочная; имеет предел прочности менее 1 МПа. В тестах использовались полоски длиной 40 мм, шириной 5 мм и толщиной около 50 микрометров.

Читатели научной фантастики могут вспомнить материал, использованный в классическом произведении Жюля Верна 1866 года « Робур-завоеватель ».

…Непроклеенная бумага, листы которой пропитаны декстрином и крахмалом и отжаты в гидравлических прессах, образует твердый как сталь материал. Из него делают шкивы, рельсы и тележные колеса, гораздо более прочные, чем металлические колеса, и гораздо более легкие.И именно этой легкостью и прочностью воспользовался Робур при создании своего воздушного локомотива… (Подробнее о бумажной стали Верна)

См. также эту попытку объединить два пластика для создания «металла», а также прядут сети крепкие, как сталь.

От Новая «супербумага» прочнее чугуна.

(Эта статья «Научная фантастика в новостях » используется с разрешения Technovelgy.com)

Прочная бумага STEM Challenge — корзины для маленьких ручек

Какая бумажная конструкция поместит больше всего книг? Поэкспериментируйте со складыванием бумаги разными способами, чтобы проверить ее прочность, и узнайте, из каких форм получаются самые прочные конструкции.Веселый и практический вызов STEM для всех возрастов. Все, что вам нужно, это несколько книг, бумага и скотч. Используйте то, что у вас есть дома или в классе, чтобы изучать простые занятия STEM в любой день недели.

КАК СДЕЛАТЬ БУМАГУ ПРОЧНЕЕ

ВЫНОС ДЛЯ ДЕТЕЙ

STEM означает науку, технологию, инженерию и математику, и деятельность, связанная с этими областями, оказывает огромное влияние на детей. Даже самые простые задания в области STEM, такие как эта сложная бумажная задача, предоставляют детям многочисленные возможности для изучения и изучения STEM.

Может показаться, что ваши дети просто играют, но они делают намного больше. Присмотритесь, вы увидите процесс проектирования в движении. Вы увидите экспериментирование и критическое мышление в действии, и вы заметите, как лучше всего решается проблема. Когда дети играют, они познают мир вокруг себя!

ТАКЖЕ ПРОВЕРЬТЕ: Проекты STEM для детей

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ БЕСПЛАТНОЕ ИСПЫТАНИЕ НА ПРОЧНУЮ БУМАГУ!

СИЛЬНАЯ БУМАГА ИСПЫТАНИЕ

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:

  • Лента
  • Книги
  • Бумага (подойдет обычная копировальная бумага или попробуйте картонную бумагу потолще и сравните результаты!)

ИНСТРУКЦИИ

ШАГ 1. Сложите лист обычной копировальной бумаги в виде трех бумажных структур: треугольника, квадрата или прямоугольника и цилиндра (см. фотографии).

ШАГ 2: Используйте ленту, чтобы соединить концы складок вместе, чтобы закрепить форму.

ШАГ 3: Аккуратно кладите по одной книге на каждую сложенную фигуру, чтобы увидеть, какая из них дает самую прочную основу.

ШАГ 4: Сколько книг поместится в каждую бумажную структуру? Запишите свои результаты!

КАКАЯ САМАЯ ПРОЧНАЯ ФОРМА СКЛАДКИ?

Вы обнаружили, что цилиндр может вместить больше всего книг? Причина в том, что его стены не имеют краев.Вес книг может быть распределен равномерно. Другими словами, все части цилиндра разделяют вес книг.

Квадратные и треугольные бумажные конструкции легче деформируются. Они смещают вес книг на их края и углы, что деформирует их стенки и приводит к быстрому обрушению. Они не могут нести вес только по краям.

Цилиндр — одна из наиболее широко используемых форм в конструкции колонн. Ранние архитекторы нескольких древних цивилизаций использовали колонны в своих зданиях, включая древних египтян, персов, греков и римлян.

БОЛЬШЕ ИНТЕРЕСНЫХ ПРОЕКТОВ

КАК СДЕЛАТЬ БУМАГУ ПРОЧНОЙ

Нажмите на изображение ниже или на ссылку, чтобы узнать больше о веселых и простых занятиях STEM для детей.

Прочное и впитывающее бумажное полотенце по отличной цене (Walmart)

Большая ценность Strong & Absorbent (Walmart) является частью Программа испытаний бумажных полотенец на Потребительские отчеты.В наших лабораторных тестах бумажные полотенца такие модели, как Strong & Absorbent (Walmart), оцениваются по нескольким критериям, таким как перечислено ниже.

Впитывающая способность Впитывающая способность зависит от того, сколько воды может удержать 5-дюймовый квадратный кусок полотенца.

Чистка Очищение основано на том, сколько раз полотенце может быть протерто о шероховатую поверхность, прежде чем простыня порвется.

Влагостойкость Прочность во влажном состоянии основана на том, какое усилие потребовалось стальному шарику, чтобы пробить влажный лист бумажного полотенца.

Наука и инженерия для детей: бумажные конструкторы

Наши простые бумажные конструкторы — отличный способ продемонстрировать детям инженерное дело. Большинство бумажных поделок вращаются вокруг создания чего-то необычного из бумаги, но знаете ли вы, что вы можете использовать бумагу в качестве конструкционного материала? Возьмите материал, который сам по себе слаб, сложите его в прочную форму, например, в треугольник, и, вуаля, теперь вы строите из бумаги!

Насколько он силен? Что ж, сделай несколько кубиков, собери бумажную конструкцию и испытай! Вы ни за что не догадаетесь, с чем мы тестировали наши… ознакомьтесь с результатами ниже.

Примечание. Этот пост содержит партнерские ссылки на продукты, которые я рекомендую своим читателям.

Впервые я увидел идею бумажных блоков в одной из наших любимых книг Big Book of Science Things to Make and Do. Простой, красочный и познавательный — лучший тип проекта!


Если вы любите бумажные игрушки, ознакомьтесь с нашим игровым набором:

Возраст: 6+, помощь взрослым в вырезании и надрезе

Материалы

Наши строительные блоки 3 1-дюймовый модуль, увеличьте размер пропорционально, чтобы получить блоки большего размера
  • Взрослые должны выполнять первый-четвертый этапы
  • Дети могут взять на себя выполнение пятого этапа
  • Бумажные строительные блоки Инструкции:

    Вы Выполнено! Пришло время строить!

    Начните располагать треугольники в ряд, чередуя треугольники, расположенные лицевой стороной вверх и перевернутые.Добавьте доску или две поверх каждого слоя. Когда у вас есть несколько слоев, вы можете проверить, насколько прочна ваша бумажная структура, балансируя объекты поверх нее!

    Наша тяжелая металлическая линейка была первым испытанием и….прошла! Но частью сопротивления было желание моего сына сбалансировать Oreos поверх конструкции. Его бумажная структура определенно прошла «Тест двух Oreo!»

    Похоже на

    Шигеру Бан , один из моих самых любимых архитекторов. Он на самом деле строит из бумаги не только мебель или предметы, но и ЗДАНИЙ ! Ознакомьтесь с его документом Церковь здесь: Католическая церковь Такатори

    Он обычно использует бумажные трубы в качестве структурных элементов во многих инновационных, иногда временных, часто постоянных структурах.Его недавний «Картонный собор» в Новой Зеландии — отличный пример универсальности бумаги. Использование разноцветной бумаги определенно украсило этот простой научный проект для детей, иллюстрирующий основные инженерные принципы. Получайте удовольствие от выбора объектов, чтобы проверить прочность готовой конструкции. Просто убедитесь, что вы выбрали объекты, которые легко сбалансировать, иначе ваша бумажная конструкция может опрокинуться из-за проблем с балансом, а не «сложиться» под давлением веса, без каламбура!

    Кто бы мог подумать, что детские поделки из бумаги можно использовать для обучения инженерному делу?

    Более простые конструкторы для детей

    Вот еще три простых конструктора для детей:


    Он включает  7 бумажных игрушек , которые вы можете скачать, распечатать и играть с ними уже сегодня!


     Распространяйте творчество как лесной пожар: закрепите это!

    Мифы о поддонах из гофрокартона: достаточно ли они сильны?

    Разрушая мифы о поддонах из гофрированной бумаги Серия:
    Часть 1 — Прочность

    Поддоны из гофрокартона являются отличной альтернативой деревянным поддонам по многим причинам.Эти типы поддонов намного легче, полностью перерабатываются вместе с вашими картонными коробками и могут быть настроены тысячами способов в соответствии с индивидуальными потребностями вашего бизнеса.

    Точно так же, как картонные коробки заменили деревянные ящики, поддоны из гофрированной бумаги теперь могут конкурировать с поддонами из твердой древесины высшего качества. В Conitex-Sonoco мы производим и продаем бумажные поддоны, а не поддоны из дерева, и нас часто спрашивают о разнице в качестве, стандартном размере поддона и эффективности обработки ценных грузов, которые перевозят наши клиенты.

    В частности, нас спрашивают о прочности бумажных поддонов:

    «Как картон может выдерживать такой же вес, как деревянные поддоны?»

    «Не прогнутся ли бумажные поддоны под весом моего вилочного погрузчика или тележки для поддонов?»

    «Я имею в виду, это бумага, она непрочная. Почему я должен ему доверять?»

    Мы собираемся быть с вами честными. Если вы протянете один кусок картона и кусок дерева, нет конкуренции с прочностью дерева. Тем не менее, хорошая инженерия на самом деле заключается в том, чтобы найти способ заставить заданное количество материалов выполнять определенную функцию.Инженеры продолжают брать гофрированную бумагу и создавать упругие поддоны разных форм и размеров, на которые можно положить все, что вы захотите.

    Думайте о поддоне как о маленьком мостике. Вы используете поддон, чтобы что-то удержать, чтобы оно не упало на землю.


    Узнайте больше о собственной марке бумажных поддонов LoadRunner.


     

    Начнем с некоторых фактов о бумажных поддонах.
    • 94 процента перевозимых товаров перемещаются с использованием поддонов — по данным Национальной ассоциации деревянных поддонов и контейнеров — в обращении находятся миллиарды поддонов.
    • Бумажные поддоны очень прочны для своей относительной стоимости и веса.
    • Они в основном сделаны из переработанного волокна.
    • Подобно картонным коробкам, бумажные поддоны легко на 100 % подлежат вторичной переработке.
    • Бумажные поддоны соответствуют требованиям OSHA, поскольку они легкие, не используют гвозди или скобы в качестве крепежных элементов и никогда не раскалываются.
    • Каждый бумажный поддон весит от 13 до 16 фунтов. Это примерно треть веса деревянного поддона.

    Сколько могут вместить картонные поддоны?

    Бумажные поддоны могут выдерживать нагрузку до 10 000 фунтов (около 4536 кг). Для сравнения, стандартный деревянный поддон обычно может вместить около 4600 фунтов (около 2087 кг).

    Давайте рассмотрим это в перспективе. Говоря, что бумажный поддон может вместить до 10 000 фунтов, мы также говорим, что 15 фунтов бумаги могут выдержать:

    • 2 носорога (весом 4600 фунтов каждый)
    • 10 роялей (весом 990 фунтов каждый)
    • 303 бушеля сушеного арахиса

    Как бумажные поддоны могут выдерживать такой большой вес?

    Изготовлено из гофрированной бумаги

    Что такое гофрированная бумага? Проще говоря, гофрированная бумага — это толстый картон, используемый для упаковочных материалов.Он сделан из двух-трех слоев толстой бумаги с чередующимися бороздками и ребрами для создания более жесткого и прочного бумажного материала.

    Гофрированная бумага прочнее по одной оси, чем по другой (так же, как дерево). Исходя из этого, инженеры могут сэкономить материал и вес, заставив разные части поддерживать друг друга. Подобно тому, как стальные тросы предназначены для работы под натяжением, так и гофрированные тросы могут быть разработаны для того, что они делают лучше всего.

    Дизайн бумажного поддона

    Большая часть прочности картонного поддона заключается в его конструкции.Направляющие для бумажных поддонов похожи на направляющие для деревянных поддонов и проходят вдоль поддона.

    Например, бумажные поддоны со специальными цилиндрическими сердечниками, размещенными в каждой направляющей, зависят от этой конструкции, чтобы выдерживать вес по всему поддону.

    Инженеры, работающие над проектом для вашего конкретного приложения, учитывают размер поддона и расположение точек контакта с поддоном (если продукт распределен неравномерно) и обеспечивают усиление за счет своей сердцевины или другой несущей технологии. .

    Поскольку они изготавливаются по индивидуальному заказу, они отлично подходят для неравномерного распределения веса на поддоне и могут иметь двусторонний или четырехсторонний вход, чтобы быть удобными для конвейера и вилочного погрузчика. Также возможно изготовление поддонов с нижним листом или без него. Для конвейеров (и других применений) нижний лист отлично подходит. Однако его удаление может привести к экономии и разрешению большего количества пользовательских приложений. Не говоря уже о том, что при отсутствии нижнего листа поддоны могут складываться для отгрузки, что позволяет почти в два раза увеличить их количество на один грузовик.

      

    Поскольку бумажные поддоны становятся все более и более широко используемыми, вы увидите еще больше инженерных чудес в использовании бумажных материалов для упаковочной и транспортной промышленности.

    Если у вас есть какие-либо вопросы о бумажных поддонах и нашем собственном бренде поддонов из гофрированного картона, LoadRunner, сообщите нам об этом!

     

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *