Особенности технологии бумаги для печати документов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Темрук Владимир Игнатьевич

Выделены отличия технологии бумаги документной от технологии бумаги для печати массовых видов. Приведены результаты исследований по разработке композиции, наполнению бумаги мраморным кальцитом, модифицированным катионным крахмалом и поверхностной проклейке ферментированным крахмалом с гидрофобной добавкой и составом окисленный крахмал − поливиниловый спирт.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Темрук Владимир Игнатьевич

Features technology paper print documents1«Paper Mill Goznaka»

Herewith are located the differences of technology of production paper for documents from technology of a printing paper of mass kinds. Results of arches on composition development, paper filling with marble tiff, modified cationic starch and surface gluing with fermened starch with the waterproof additive and solution of oxidised starch − polyvinyl spirit are given.

Текст научной работы на тему «Особенности технологии бумаги для печати документов»

В. И. Темрук, докторант, ген. директор ПУП «Бумажная фабрика» Гознака

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ БУМАГИ ДЛЯ ПЕЧАТИ ДОКУМЕНТОВ

Herewith are located the differences of technology of production paper for documents from technology of a printing paper of mass kinds. Results of arches on composition development, paper filling with marble tiff, modified cationic starch and surface gluing with fermented starch with the waterproof additive and solution of oxidised starch - polyvinyl spirit are given.

Введение. Тема производства бумаги для печати документов в Беларуси стала актуальной с 1991 г., после обретения республикой суверенитета.

В 1992 г. в Беларуси был создан Комитет государственных знаков при Совете Министров. Одной из основных задач Гознака являлась организация производства бланков строгой отчетности для нужд республики. Причем такое производство должно было быть основано на максимальном применении средств защиты, изготовленных в Беларуси. Бумага для печати документов является основным средством защиты БСО и поэтому на бумажной фабрике в г. Борисове было налажено ее производство.

Основная часть. Рассмотрим жизненный цикл бумаги для печати документов (рис. 1) и определим особые, отличающиеся от требований к бумаге для печати массовых видов, требования к ней.

Рис. 1. Жизненный цикл бумаги для печати документов

Как видно из рис. 1, у бумаги для печати документов имеется как минимум 5 этапов потребителей (3-7), и каждый из них выдвигает свои особые, зачастую противоречивые требования. Дополнительно при формировании потребительских свойств бумаги для печати документов необходимо учитывать требования к ней, сформулированные в стандартах «Ценные бумаги и документы» [1] и «Бумага для бланков ценных бумаг и документов» [2]. Это требования по защите бумаги, а именно:

- бумага не должна содержать оптических отбеливателей;

- бумага должна содержать защитные волокна или другие включения, контролируемые в видимой или других областях спектра;

- бумага Д-1, Д-2, Д-3 должна иметь водяные знаки;

- бумага должна запечатываться несколькими видами печати (от двух до пяти и более).

Рассмотрение этапов жизненного цикла позволило выделить следующие отличия технологии бумаги для печати документов, сгруппированные по стадиям ее производства:

- высокие значения физико-механических показателей бумаги при необходимости использования для ее отлива и формования водяного знака бумажной массы жирного помола и максимально однородного фракционного состава;

- ограничение по зольности (контрастность водяного знака снижается при повышении зольности, падают прочностные показатели) и обеспечение при этом высоких печатных свойств бумаги и ее прочности;

- высокая белизна и яркость бумаги при за-

прещении применять оптические отбеливатели (требование определено использованием

флюоресцирующих в УФ-диапазоне защитных волокон и красок);

- хорошее восприятие бумагой нескольких видов печати впитывающими красками (офсетная, высокая, металлографская) и обеспечение при этом способности к ламинированию голограммами, тиснению, перфорации;

- обеспечение удержания в структуре бумаги защитных элементов (волокон, конфетти и т. д.) с размерами, значительно превышающими размеры целлюлозных волокон, при высоких печатных свойствах бумаги;

- необходимость введения в составы для поверхностной проклейки бумаги средств, обеспечивающих химическую защиту, которые не всегда растворимы в составах для поверхностной проклейки.

Анализ перечисленных особенностей (противоречивых требований) определили три основных объекта исследований. Это:

- приготовление бумажной массы. Исследовались раздельный размол хвойной и лиственной целлюлозы для условий формования и составления композиции для круглой сетки;

- наполнение бумаги. Исследовались наполнители различной природы, белизны и фракционного состава. Разрабатывался способ их моди-

фикации, обеспечивающий повышение белизны бумаги и улучшение ее печатных свойств;

- поверхностная проклейка. Исследовались и оптимизировались составы для поверхностной проклейки бумаги для печати документов.

Все исследования, о которых будет рассказано далее, проведены с непосредственным участием или под руководством автора на кафедре химической переработки древесины БГТУ и в производственных условиях бумажной фабрики Гознака Беларуси по отдельным разделам государственных программ «Идентификация», «Защита документов» и «Ресурсосбережение», а также по хоздоговорной тематике.

Исследования по приготовлению бумажной массы (раздельному размолу и составлению композиции) проведены применительно к условиям производства бумаги для печати документов марки Д-3 на бумагоделательной машине № 2.

Для условий формования бумаги на круглой сетке исследовались четыре вида целлюлозы -две хвойных и две лиственных. Для бумажной массы оценивалось влияние степени помола на скорость обезвоживания (по канадской методике на аппарате Шоппер-Риглера, см3/с) и водоудерживающую способность массы (по Джейму, %), что позволило учесть специфику формования на круглой сетке. Для бумаги оценено влияние степени помола на сопротивление разрыву (кН/м), разрывную длину (км), поглощение энергии при разрыве (Дж/м2), прочность на излом (ч. д. п.). На рис. 2 показаны значения глобальных критериев оптимизации для всех четырех целлюлоз.

Найденные теоретически помолы массы 35-48°ШР для лиственной целлюлозы и 53-55°ШР для хвойной целлюлозы совпадают с немногочисленными литературными данными в этой области и опытом работы аналогичных производств.

Следующим шагом в исследовании подготовки массы для условий формования на круглой сетке были работы по оптимизации композиционного состава. Для исследований выбрана лучшая пара целлюлоз - хвойная фирмы ВОТ№А (Финляндия) - 70-40% и лиственная Котласского ЦБК (30-60%). Целлюлозы готовились с оптимальными параметрами: 52-58°ШР хвойная и 37-41°ШР лиственная. Для композиций с различным содержанием лиственной целлюлозы определены: скорость обезвоживания и водоудерживающая способность, разрывная длина, прочность на излом, воздухопроницаемость и впитываемость при одностороннем смачивании. Аналогично предыдущим исследованиям был рассчитан глобальный критерий оптимизации и определено оптимальное содержание лиственной целлюлозы в композиции, равное 40%. Определенные в результате исследований параметры (хвойная целлюлоза - содержание 60%, помол (55 ± 2) °ШР, лиственная целлюлоза - содержание 40%, помол (39 ± 2)°ШР) включены в технологический регламент изготовления бумаги для печати документов марки Д-3 на круглой сетке.

Вторым объектом исследований выбрана технологическая стадия наполнение бумаги. Целью разработки новой технологии наполнения бумаги для печати документов являлось повышение ее оптических, цветовых и печатных характеристик.