Контрольная работа по «Материаловедение»

Для повышения влагостойкости в состав бумажной массы, при изготовлении, добавляют гидрофобные вещества (проклейка в массе) или проклеивающие вещества наносятся на поверхность уже готовой бумаги (поверхностная проклейка).

Сорбционные свойства бумаги

И, наконец, важнейшее свойство печатной бумаги – ее впитывающая способность. Умение правильно оценить впитывающую способность, означает выполнение условий своевременного и полного закрепления краски и, как результат, получение качественного оттиска.

Впитывающая способность бумаги, в первую очередь, зависит от ее структуры. 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 крупнопористые бумаги, состоящие целиком из древесной массы. Другой конец шкалы займут чисто целлюлозные микропористые бумаги. Немного левее расположатся чисто целлюлозные немелованные бумаги, тоже микропористые. А все остальные займут оставшийся промежуток.

Макропористые бумаги хорошо воспринимают краску, впитывая ее как единое целое. Здесь необходимы маловязкие краски. 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 оборотной стороны листа. Повышенная макро пористость 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, 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.

Мелованная бумага представляет собой бумагу – основу с нанесенным на нее покровным слоем из белых пигментов и клеящих веществ, который компенсирует неровности волокнистого материала и маркировки сетки и сукон бумагоделательной машины. Отделка в суперкаландрах придает покровному слою высокий глянец. Мелованные бумаги имеют ровную гладкую поверхность, что придает ей высокую разрешающую способность, необходимую для печатания высококачественных иллюстраций, а также малое красковосприятие, т. е. способность хорошо пропечатываться при малой толщине красочного слоя.

Листовая мелованная бумага. Массой 1 м2  120-250 г. при массе покровного слоя до 20-25 г на одной стороне предназначается для печатания изобразительной продукции с воспроизведением одно- и многокрасочных иллюстраций с высокой линиатурой растра. Раньше использовалась только в способе высокой печати. В настоящее время вырабатывается мелованная бумага специально для офсетной печати. Ее покровный пигментный слой должен быть водостойким, что достигается введением в него латекса, а также задубливанием белковых клеев. Кроме того. Реакция офсетной мелованной бумаги не должна  быть слишком кислой, чтобы не замедлялось пленкообразование краски при окислительной полимеризации. Однако излишняя щелочность может вызвать эмульгирование офсетной краски. Реакция бумаги контролируется по значению pH водной вытяжки, которое должно быть в пределах 6,0-9,5.

Тонкая рулонная мелованная бумага. Изготавливается из более тонкой бумаги – основы, в состав которой входит 50% рафинерной древесной массы. На бумагу – основу наносится тонкий покровный слой. Масса 1 м2 готовой бумаги не превышает 70-85 г. По гладкости такая бумага уступает листовой мелованной, но значительно превосходит обычную бумагу без покрытия. На ней печатают книжно – журнальную продукцию способом офсетной, а также высокой печати на одно- и многокрасочных машинах, оснащенных сушильными устройствами.

Высокоглянцевая листовая мелованная бумага. Имеет особенно высокую гладкость и глянец. Это достигается благодаря тому, что высушивание и отверждение покровного слоя происходит в контакте с нагретым металлическим цилиндром с зеркально полированной поверхностью. Высота рельефа поверхности не превышает 0,2-03 мкм, тогда как самые высококачественные  обычные мелованные бумаги имеют высоту рельефа 1,0-1,5 мкм. Повышенная гладкость и глянец достигаются без дополнительного каландрирования в суперкаландрах. Поэтому у высокоглянцевой мелованной бумаги  сохраняется равномерная микропористая структура покровного слоя, обеспечивающая хорошее восприятие и закрепление краски.

Матовая мелованная бумага. Получается посредством матового каландрирования бумаги с покровным пигментным слоем на каландрах, снабженных валами из жесткой резины. Вырабатывается бумага рулонная и листовая, различной толщины, массой от 60 до 200 г/ м2 .

Высокая (более 88%) белизна обеспечивает четкое и контрастное изображение с хорошим воспроизведением тонких цветовых градаций. Рассеянное матовое отражение света от матовой поверхности бумаги создает хорошие условия для восприятия текста. Матовая мелованная бумага рекомендуется для печатания  иллюстрированных одно- и многокрасочных книг, альбомов, каталогов и других изданий.

Пигментированную бумагу в отличие от собственно мелованной бумаги изготавливают посредством нанесения на основу очень небольших количеств мелованной суспензии (3-5 г/ м2 ) и последующего каландрирования. Такая обработка в комплексе с другими мерами и использованием новейших достижений техники существенно улучшает белизну и гладкость бумаги и повышает однородность ее структуры. Применение пигментированной бумаги улучшает качество книжно – журнальной продукции.

№2. Классификация связующих по способу закрепления. Охарактеризуйте состав и свойства связующих на комбинированных растворителях, область их применения.

Связующие – это жидкая фаза печатной краски, обеспечивающая ее печатные свойства и закрепление на оттиске.

Печатные свойства красок – поведение в процессе печатания: распределение в красочном аппарате, нанесение на форму, взаимодействие с запечатываемым материалом, образование изображения существенно отличаются от красок, предназначенных для изготовления разной печатной продукции разными способами печати. И все разнообразие красок зависит главным образом от состава и свойств связующих. Изменяя состав связующего, можно из одного пигмента приготовить краску для любого способа печати.

Различают две стадии закрепление краски:

• Схватывание или первичное закрепление;
• Окончательное закрепление.

Схватывание – обеспечивает такое состояние краски на оттиске, когда она перестает смазываться при слабых воздействиях на нее и оттиски можно подвергать дальнейшей обработке.

Окончательное закрепление достигается благодаря твердой пленки из первоначального жидкого материала. В зависимости от вида печатной продукции, способа печати и других факторов технологического процесса для закрепления красок используются:

• Химическое пленкообразование;
• Впитывание и отделение растворителя в процессе впитывания;
• Испарение растворителей.

Состав связующего определяется в зависимости от того, какой из этих процессов используется для закрепления краски. Поэтому краски разных видов готовят на связующих разного состава. Часто при составлении красок используют сочетание разных способов закрепления.

Связующие вещества предназначены для создания основы и

пленкообразования лакокрасочных покрытий. В качестве связующих  веществ  в  красочных  составах  используют:   полимеры — в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки — в каучуковых красках; производные целлюлозы — в нитролаках; олифы — в масляных красках; клеи животный и казеиновый — в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества — в цементных, известковых и силикатных красках. Связующее вещество является основным компонентом красочного состава, оно определяет консистенцию краски, прочность, твердость, атмосферостойкость и долговечность покрытия. Связующее выбирают с учетом адгезионных свойств с основанием после отверждения. Защитные свойства и долговечность лакокрасочного покрытия к бетону, металлу или другому материалу зависят не только от вида связующего, но и от пигмента, например алюминиевый пигмент замедляет  коррозию стали,  тогда  как  сажа  его ускоряет.

•          Полимерные связующие применяют в красочных составах и лаках как самостоятельное связующее вместе с растворителем, так и в композициях, например в сочетании с цементом в поли-мерцемеитных красочных составах. Использование синтетических полимеров не только значительно сократило расход растительных масел на производство красочных составов, но и расширило ассортимент производства новых видов долговечных и экономичных красочных составов. Применение полимерных лаков и эмалей позволило почти полностью отказаться от ввозимых дорогих природных смол (шеллака, копала, даммара). В качестве полимерных связующих широко используют синтетические смолы и каучуки и производные целлюлозы, растворяемые до требуемой консистенции в органических растворителях. Образование лакокрасочной пленки в этом случае происходит вследствие испарения растворителя.

•          Олифами называют связующие, получаемые из высыхающих масел или некоторых искусственных продуктов, которые после отверждения в тонких слоях образуют прочные и эластичные покровные пленки. Пленкообразующие составы, не содержащие высыхающих масел, но способные заменить их в малярных работах, называют искусственными или синтетическими олифами.

Олифы применяют для разбавления красок, изготовления грунтовок, шпатлевок, для покрытия дерева, штукатурки и других поверхностей. Олифы должны высыхать в тонких слоях, не давая отлипа за 24 ч при температуре 20°С. Для ускорения высыхания в олифы вводят сиккатив.

Олифу натуральную (масляную) изготовляют двух видов: окисленную и полимеризационную. Окисленную олифу получают путем обработки льняного или конопляного масла продуванием воздуха при нагревании до 160°С с введением марганцевого или марганцево-свинцово-кобальтового сиккатива. Полимеризован-ную олифу получают полимеризацией льняного масла нагреванием при температуре 275°С с введением марганцево-свинцово-кобальтового сиккатива. Так как для приготовления натуральных олиф расходуются дорогие растительные масла, применение ее в строительстве для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки ограничено.

Олифу полунатуральную изготовляют из полимеризованных, оксидированных и других уплотненных масел, обработанных при температуре 150...300°С в присутствии сиккатива и растворенных в летучих растворителях (уайт-спирите, скипидаре, бензоле и, др.). К полунатуральным олифам относят олифу оксоль и оксоль-смесь. Олифа оксоль представляет собой заменитель натуральной олифы, изготовленный уплотнением льняного масла при продувании воздуха в присутствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита или сольвент-нафты). Олифу оксоль применяют для разведения густотерных красок для внутренних и наружных работ. Олифа оксоль-смесь представляет собой заменитель натуральной олифы, изготовленный уплотнением смеси льняного или конопляного масла (или их смеси) с подсолнечным маслом путем продувания воздуха в присутствии сиккатива с последующим добавлением растворителя (уайт-спирита, сольвент-нафты). Олифу оксоль-смесь используют для разведения густотерных красок, идущих для внутренних отделочных работ.

Олифы синтетические в отличие от натуральных не содержат растительных масел или содержат их не более 35%. Из множества искусственных олиф широко применяют глифталевую, сланцевую, синтоловую, а также этиноль (лак) и кумароноинденовую олифы. Глифталевую олифу получают при взаимодействии растительных масел, глицерина и фталевого ангидрита с добавлением сиккатива с последующим разбавлением специальным бензином (растворителем для лакокрасочной промышленности) до малярной консистенции. Глифталевую олифу применяют для изготовления высококачественных красочных составов для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки. Сланцевая олифа представляет собой раствор дизельного и генераторного сланцевого масла в органических растворителях; применяют ее для изготовления красочных составов для внутренней отделки. Этиноль — отходы производства хлорофенового каучука; применяют его для антикоррозионных грунтовок и красок. Кумароноинденовая олифа представляет собой раствор кумаро-ноинденовой смолы в органических растворителях; используют ее только для изготовления шпатлевок и грунтовок для внутренних работ.

• Клеи применяют в качестве связующего вещества в водо-клеевых красочных составах, для клеевых грунтовок и шпатлевок, а также в качестве стабилизатора при изготовлении красочных водных эмульсий. Различают клеи животные (мездровый, костный, казеин), растительные (декстрин) и искусственные. Клей мездровый, костный, казеин и декстрин находят ограниченное применение в строительстве, их вытесняют более эффективные искусственные клеи. Клей искусственный представляет собой раствор искусственных смол в воде, он бывает в виде смеси карбоксилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы. Карбоксил метил-целлюлоза является продуктом химической переработки древесной целлюлозы желтоватого цвета, мало подверженной гниению, способна набухать и растворяться в воде. Карбоксилметилцел-люлозу используют в клеевых и масляных красках. Метилцел-люлоза обладает большой стойкостью к действию кислот и щелочей, чем и отличается от карбоксилметилцеллюлозы. Клей полимерный представляет собой полимерные синтетические вещества, обладающие высокой клеящей способностью. Для его получения используют поливинилацетатную смолу. Полученное связующее применяют в виде эмульсий для приклеивания пленочных материалов и моющихся обоев, водных или спиртовых растворов поливинилацетата.

•          Разбавители предназначены для разбавления густотерных или разведения сухих минеральных красок. В отличие от растворителей разбавители содержат пленкообразователь в количестве, необходимом для получения качественного лакокрасочного покрытия. Разбавители эмульсионные представляют собой эмульсии системы «вода в масле». Эмульсионные разбавители применяют для получения грунтовок и разбавления густотерных масляных красок. Их использование позволяет более экономично расходовать слабополимеризованные высыхающие масла и синтетические смолы. Эмульсионные разбавители применяют для