Московский государственный университет печати

Шахкельдян Б.Н., Климова Е.Д., Кравчина Н.А., Якушев С.М.


         

Полиграфические материалы. Ч. I: Бумага и переплетные материалы

Лабораторные работы для специальностей:
2809 - "Технология полиграфического производства";
2809.04 - "Материалы для специальных видов печати";
2809.06 - "Полиграфическое материаловедение и промышленная экология";
0705 - "Экономика и организация полиграфического производства";
0516 - "Графика"


Шахкельдян Б.Н., Климова Е.Д., Кравчина Н.А., Якушев С.М.
Полиграфические материалы. Ч. I: Бумага и переплетные материалы
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление
1.

Введение

2.

ЗАДАНИЕ 1. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА БУМАГИ

2.1.

Лабораторная работа 1. Микроскопический и химический анализ волокнистых полуфабрикатов

2.2.

Лабораторная работа 2. Изучение состава бумаги по волокну и определение номера бумаги

2.3.

Лабораторная работа 3. Определение климатических условий и влажности бумаги

2.4.

Лабораторная работа 4. Определение зольности бумаги и расчет содержания наполнителя

3.

ЗАДАНИЕ 2. ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ БУМАГИ

3.1.

Лабораторная работа 5. Определение направления отлива бумаги

3.2.

Лабораторная работа 6. Определение размерных характеристик бумаги

3.3.

Лабораторная работа 7. Расчет плотности бумаги

3.4.

Лабораторная работа 8. Расчет пористости бумаги

3.5.

Лабораторная работа 9. Определение среднего размера пор

3.6.

Лабораторная работа 10. Внешняя характеристика поверхности бумаги

4.

ЗАДАНИЕ 3. МЕХАНИЧЕСКИЕ (ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ) СВОЙСТВА БУМАГИ

4.1.

Лабораторная работа 11. Определение прочности бумаги на излом

4.2.

Лабораторная работа 12. Определение сопротивления бумаги на раздирание

4.3.

Лабораторная работа 13. Определение сопротивления бумаги продавливанию

4.4.

Лабораторная работа 14. Определение стойкости поверхности бумаги к выщипыванию

4.5.

Лабораторная работа 15. Определение прочности и предельного удлинения бумаги при растяжении

4.6.

Лабораторная работа 16. Изучение деформации растяжения при малых нагрузках и определение условного показателя жесткости бумаги

4.7.

Лабораторная работа 17. Изучение деформации сжатия бумаги

5.

ЗАДАНИЕ 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОВЕРХНОСТИ БУМАГИ

5.1.

Лабораторная работа 18. Определение стандартной гладкости бумаги

5.2.

Лабораторная работа 19. Определение эффективной гладкости и расчет мягкости

5.3.

Лабораторная работа 20. Влияние гладкости бумаги на графическую точность штриховых элементов оттиска

6.

ЗАДАНИЕ 5. ОТНОШЕНИЕ БУМАГИ К ЖИДКОСТЯМ

6.1.

Лабораторная работа 21. Изучение впитывающей способности бумаги

6.2.

Лабораторная работа 22. Определение степени проклейки бумаги

6.3.

Лабораторная работа 23. Изучение линейной деформации бумаги при изменении ее влажности

6.4.

Лабораторная работа 24. Определение влагопрочности бумаги

6.5.

Лабораторная работа 25. Определение скручиваемости бумаги при местном и одностороннем увлажнении

6.6.

Лабораторная работа 26. Определение рН водной вытяжки бумаги

7.

ЗАДАНИЕ 6. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БУМАГИ

7.1.

Лабораторная работа 27. Определение белизны и оттенка бумаги

7.2.

Лабораторная работа 28. Определение светонепроницаемости бумаги

7.3.

Лабораторная работа 29. Определение глянца бумаги

8.

ЗАДАНИЕ 7. ИСПЫТАНИЯ ПЕРЕПЛЕТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

9.

Картон

9.1.

Лабораторная работа 30. Изучение структуры картона

9.2.

Лабораторная работа 31. Изучение деформационных свойств картона при сжатии

9.3.

Лабораторная работа 32. Определение впитывающей способности картона

10.

Покровные материалы

10.1.

Лабораторная работа 33. Определение структуры покровного материала

10.2.

Лабораторная работа 34. Определение жесткости и упругости покровных материалов

10.3.

Лабораторная работа 35. Определение скручиваемости покровного материала при одностороннем нанесении клеевой пленки

10.4.

Лабораторная работа 36. Характеристика свойств поверхности покровных материалов

11.

Фольга полиграфическая

11.1.

Лабораторная работа 37. Определение кроющей способности фольги

11.2.

Лабораторная работа 38. Определение глянца разных видов фольги

11.3.

Лабораторная работа 39. Сравнение толщины фольги на разных подложках и предположительные выводы о их разрешающей способности

12.

Клеящие вещества

12.1.

Лабораторная работа 40. Определение впитывающей способности клея

12.2.

Лабораторная работа 41. Определение липкости клея

12.3.

Лабораторная работа 42. Определение прочности склейки

12.4.

Лабораторная работа 43. Испытание эластичности клеевой пленки

Указатели
26   указатель иллюстраций
Рис. 6. Принципиальная схема определения прочности бумаги на излом Рис. 7. Прибор для определения прочности бумаги на раздирание P-1 Рис. 8. Прибор для определения сопротивления бумаги продавливанию СБП Рис. 9. Раскатной аппарат к пробопечатному устройству ЛПУ Рис. 10. Лабораторное пробопечатное устройство ЛПУ Рис. 11. Принципиальная схема разрывной машины ФГ-100 Рис. 12. Схема прибора для изучения деформации растяжения при малых нагрузках ЖБ-2 Рис. 13. Модернизированный толщиномер для изучения сжатия бумаги и картона

Цель работы. Ознакомление с методом испытания прочности бумаги на излом.

Содержание работы. При теоретической проработке материала студенты усваивают сущность деформации изгиба, как сочетание растяжения (по внешней стороне бумаги), сжатия (по внутренней стороне) и уплотнения ёе структуры в зоне изгиба. Важно также представлять, что изгибы большой интенсивности (малого радиуса кривизны) сопровождаются разрушением элементов структуры, приводящей к образованию остаточной деформации (устойчивого фальца) или к разрушению (разрыву) бумаги.

Приборы и принадлежности: прибор для определения прочности на излом И-1, линейка обычная, ножницы.

Методика и порядок выполнения работы. Испытание бумаги производится на приборе И-1. Прочность на излом выражается количеством двойных перегибов полоски бумаги под углом 180<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, вызывающих ее разрыв. Испытание производится в машинном и поперечном направлениях. Рабочая часть прибора представляет собой устройство для изгиба полосок бумаги и счетчика количества двойных перегибов. Принцип действия изгибающего устройства схематически показан на рис. 6 Рис. 6. Принципиальная схема определения прочности бумаги на излом. Оно состоит из двух направляющих роликов 1, изгибающей пластинки с прорезью 2, двух направляющих пружин 3, двух зажимов 4, в которых закрепляется испытуемый образец бумаги. Для испытания вырезают две полоски бумаги размером 15 x 103 мм в машинном и поперечном направлениях. Каждую полоску надписывают. Их по очереди вставляют в прорезь между роликами и закрепляют зажимами. Втулки зажимного устройства отводят в стороны, чем создается натяжение бумаги. Включением тумблера приводят прибор в действие. Количество двойных перегибов отсчитывается на электронном счетчике автоматически. После обрыва образца бумаги фальцер останавливают.

Содержание и форма отчета. В рабочий журнал и таблицу 1 записывают результаты измерений прочности бумаги на излом в машинном и поперечном направлениях, списывая эти результаты с показаний электронного счетчика, схему прибора, объясняющую сущность метода испытания.

Цель работы. Определение прочности предварительно надрезанной бумаги на раздирание.

Содержание работы. Потребительская прочность бумаги определяется сопротивлением раздиранию. Это свойство имеет большое значение при пользовании книгами, географическими картами, проездными билетами и другой печатной продукцией. Сопротивление бумаги раздиранию зависит, главным образом, от размола бумажной массы: тощие и длинные размолы дают более высокие показатели сопротивления раздиранию, чем жирные и короткие. Понижается прочность бумаги на раздирание и при отделке ее в суперкаландрах (каландрировании).

Сопротивление бумаги раздиранию характеризуется усилием в мН, которое необходимо приложить для разрыва одного листа бумаги. Определение производится на приборе P-1.

Приборы и принадлежности: прибор P-1, масштабная линейка, ножницы.

Методика и порядок выполнения работы. Из листа бумаги вырезают 8 образцов размером 65 x 65 мм и на каждом из них отмечают направление отлива. Затем подбирают их по одинаковым направлениям в две стопы (по 4 образца). Прибор P-1 (рис. 7 Рис. 7. Прибор для определения прочности бумаги на раздирание P-1) состоит из свободно качающегося маятника в виде сектора 1, посаженного на ось станины 2, двух одинаковых зажимов для закрепления испытуемых листков бумаги, причем один из зажимов 3 находится на маятнике, а второй 4 на неподвижной станине. При переводе аппарата в исходное положение сектор переводят влево и закрепляют тормозной пружиной 5. Поднятый сектор приобретает запас потенциальной энергии. При этом оба зажима располагаются на одной линии и в них закрепляют одну из подобранных стопок (4 листка) так, чтобы линия реза совпадала с направлением бумаги. Нажатием до предела на ручку ножа 7 надрезают листки бумаги. Для определения усилия раздирания на секторе имеется шкала 8 и фрикционная стрелка 9, которая устанавливается с левой стороны вплотную к тормозной пружине. После перевода аппарата в исходное положение приступают к испытанию. Для этого быстрым нажатием на тормозную пружину освобождают сектор, и он, падая, совершает работу разрыва. При этом сектор-маятник теряет часть своей энергии и после совершения работы отклоняется в противоположную сторону на меньший угол, чем был отведен перед началом испытания. Величина угла затухания маятника отмечается фрикционной стрелкой. При обратном движении сектора его останавливают, отпуская тормозную пружину. На шкале по указанию стрелки отсчитывают усилие в граммах, которое переводят в мН (1 грамм = 10 мН). Шкала проградуирована таким образом, что на ней указывается усилие в граммах, которое необходимо для раздирания одного листка бумаги при одновременном испытании 16 листков, зажатых в зажимы.

Содержание и форма отчета. Сопротивление бумаги раздиранию определяется по следующей формуле:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>

где Z - усилие, требующееся для разрыва одного листа бумаги, мН; A - показания стрелки на шкале при испытании; n - число листков бумаги, одновременно подвергнутых испытанию.

Сопротивление бумаги раздиранию рассчитывают отдельно для машинного и поперечного направлений бумаги. Полученные данные записывают в рабочий журнал и таблицу 1.

Цель работы. Ознакомление с методом определения сопротивления бумаги продавливанию.

Содержание работы. Сущность метода состоит в определении гидростатического давления, необходимого для разрушения зажатого по кольцу образца бумаги. Испытания проводятся на гидравлическом приборе типа СБП.

Методика и порядок выполнения работы. Принцип работы прибора заключается в определении гидростатического давления, необходимого для продавливания круглого образца бумаги при постепенном равномерном повышении давления. Прибор (рис. 8 Рис. 8. Прибор для определения сопротивления бумаги продавливанию СБП) состоит из корпуса, в котором вмонтированы: привод, блок насоса, реле давления, узел прижима образца 5, камеры продавливания 3, монометры 6, 7, 8. Узел прижима представляет собой цилиндр с поршнем, на штоке которого установлено верхнее прижимное кольцо 4. Камера продавливания состоит из емкости, резиновой мембраны и нижнего опорного кольца. Монометр 6 предназначен для контроля давления в системе прижима образца. Монометры 7 и 8 имеют бункерные стрелки и предназначены для определения давления, при котором произошло разрушение испытуемого образца. Возврат бункерных стрелок на нулевые отметки производится при помощи ручек. На передней панели выведены органы управления прибором - тумблер 1, включающий прибор, и кнопка 2, при нажатии на которую в систему подается рабочая жидкость, поршень при этом опускается и прижимает испытуемый образец к нижнему опорному кольцу камеры 3. Усилие прижима контролируется по монометру 7. В момент разрушения образца давление в системе продавливания резко падает, это вызывает разрыв электрической цепи, узлы и детали прибора возвращаются в исходное положение.

Для испытания вырезают образец бумаги размером 65 x 65 мм. Его укладывают на резиновую диафрагму, нажимают кнопку 2 и по монометру 7 списывают величину усилия, при котором произошло разрушение образца бумаги - <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>

Содержание и форма отчета. В рабочий журнал и в таблицу 1 заносятся результаты измерений с указанием размерности, которая должна выражаться в Па (1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
= 100 кПа).

Цель работы. Ознакомление с методом определения стойкости поверхности бумаги к выщипыванию в соответствии с ГОСТ 24356-80.

Содержание работы. Стойкость поверхности бумаги к выщипыванию - это свойство, характеризующее поведение ее в процессе печатания, когда работа разрыва красочного слоя превышает когезионные силы самой бумаги. Количественной характеристикой служит минимальная величина скорости печати, при которой начинается повреждение поверхности бумаги.

В печатном устройстве на испытуемой бумаге получают оттиски с заданной толщиной слоя краски на форме с нарастающей скоростью. Затем измеряют длину участка оттиска до начала процесса выщипывания и по номограмме "Скорость печати - длина запечатываемого участка" находят скорость, при которой начался процесс выщипывания.

Приборы и принадлежности: ЛПУ, включающее раскатно-накатное устройство и устройство для получения оттисков с возрастающей скоростью печатания, аналитические весы с разновесами, испытуемая бумага, линейка, ножницы, печатная паста на основе алкидной смолы Д-4100, секундомер, осветитель.

Методика проведения испытания. Испытанию подвергаются 5 образцов бумаги с верхней стороны листа для типографской и офсетной бумаги и по 5 образцов с каждой стороны листа для мелованной бумаги. Размеры образцов 20 x 260 мм.

На раскатные валики пробопечатного устройства 2,3 наносят пасту (рис. 9 Рис. 9. Раскатной аппарат к пробопечатному устройству ЛПУ) в количестве, обеспечивающем толщину слоя на форме, равную 3<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
0,1 мкм для мелованной, каландрированной и высококаландрированной бумаги и 4<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
0,1 мкм для бумаги машиной гладкости. Количество пасты на форме определяется весовым методом с помощью аналитических весов по формуле

<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>

где <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
- количество пасты на форме, г; <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
- вес формы, г; <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
- вес формы с пастой, г.

Для работы используется металлическая форма шириною 1 см, которая взвешивается на аналитических весах, а затем закрепляется в кронштейне 4 накатно-раскатного устройства. Навеска пасты раскатывается в накатно-раскатном устройстве, которое включается тумблером 1, в течение 3-х минут. Затем кронштейн с формой 5 опускается на накатный цилиндр, производится накат краски на форму в течение 1 минуты. После этого форма с пастой поднимается, снимается с кронштейна и взвешивается на аналитических весах. По приведенной ниже формуле рассчитывают толщину слоя краски на форме:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>

где h - толщина слоя краски, мкм; <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
- вес пасты на форме, г; а - ширина формы, равная 1 см; l - длина формы (по образующей), равная 20,5 см; d - плотность пасты, <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
, принимается равной 1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
- должна быть для толщины слоя на форме 3<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
0,01 мкм - 0,0059-0,0063 г, для толщины слоя на форме 4<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
0,01 мкм - 0,0082-0,0084 г.

Если толщина слоя пасты на форме соответствует ГОСТу, то производится процесс печатания. Печать производится в следующем режиме: диапазон изменения скорости устанавливается 0-1,8 м/с вращением ручки 3 в положение "1,8", давление в печатной паре по шкале 4 50 кгс, декель - 2 листа прессшпана устанавливают на печатном цилиндре 1 с помощью зажимов 10 (см. рис. 10 Рис. 10. Лабораторное пробопечатное устройство ЛПУ).

Для осуществления процесса печатания полоску бумаги закрепляют в печатном устройстве (рис. 10) с переднего конца прижимным приспособлением 12, выравнивая ее положение по внутренней стороне на плоскости 9. На кронштейне 2 печатного устройства закрепляют форму поворотом по часовой стрелке до упора. Включают мотор нажатием на левую кнопку 6, а затем нажатием на правую кнопку 7 включают печатное устройство. После полного оборота печатного цилиндра кнопки поочередно отпускают, устройство останавливается. Бумажная полоска снимается. Полученный оттиск рассматривают при освещении под углом 30-45<?xml version="1.0" encoding="UTF-16"?>
и отмечают участок, на котором произошло начало повреждения поверхности бумаги (подъем волокон или вздутие). Отдельные поврежденные участки, находящиеся на расстоянии 20 мм от общей площади выщипывания, не учитывают. Отмечают карандашом начало выщипывания и линейкой измеряют длину оттиска до этой метки.

Содержание и форма отчета. Стойкость поверхности бумаги к выщипыванию определяют, используя номограмму "Скорость печати - длина запечатываемого участка" с погрешностью не более 0,02 м/с. За результат испытания принимает среднее значение скорости пяти определений (для каждой стороны), округленное до 0,1 м/с. Предельные отклонения между параллельными определениями не должны превышать 0,3 м/с при доверительной вероятности Р = 0,95. При большой величине предельных отклонений количество параллельных определений должно быть увеличено. Все данные, полученные в результате работы, целесообразно внести в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты испытания бумаги на выщипывание
№ опыта Вес формы, г Вес пасты, г Площадь формы, см2 Толщина слоя пасты на форме Результаты испытаний Примечания
длина следа до начала выщипывания l, см начальная скорость выщипывания v, м/с
               

© Центр дистанционного образования МГУП