Производство бумаги

Прежде всего необходимо уточнить, что же такое, собственно, бумага? Бумага представляет собой многокомпонентную систему, состоящую, в основном, из специально обработанных растительных волокон, тесно переплетенных между собой и связанных химическими силами сцепления различного вида. Это капиллярно-пористый материал. Помимо волокнистых компонентов, формирующих структуру бумаги, а, следовательно, и ее основные свойства, в состав бумаги могут вводиться минеральные наполнители, так называемые проклеивающие вещества, красители и другие специальные добавки. Основными волокнистыми полуфабрикатами являются: древесная целлюлоза, получаемая химической обработкой древесины, и древесная масса, то есть механически измельченная древесина - дешевый и широко используемый компонент бумаги. Особое место занимает бумага из хлопковых и синтетических волокон.

Конечно, за многие столетия развития бумажного производства, технология изготовления бумаги претерпела значительные изменения, хотя принципы формирования бумажного полотна не изменились. Революционным явилось изобретение мелования бумаги - покрытия бумажной основы специальной пастой на основе каолина.

Ниже кратко описан процесс производства наиболее распространённого вида бумаги - мелованной.

Отливка бумаги

Предварительно приготовленная целлюлозная масса наносится на сетку бумагоделательной машины через набор сопел, каждое из которых имеет управляемую подачу. В этот момент в смеси содержится только 5-7% целлюлозы и 93-95% воды. По мере прохождения сетки через машину, вода удаляется и формируется бумажное полотно. Отсюда возникли понятия «лицевой» и «сеточной» стороны бумаги. На наиболее современных бумагоделательных машинах применяется «двухсеточная» система формирования полотна - целлюлозная масса подаётся между двух сеток и применяется вакуумная система сушки. Таким образом, бумажное полотно имеет две практически идентичные стороны.

 Каландрирование

Следующим этапом производства является каландрирование. Каландры прессуют бумагу, сушат ее и придают полотну гладкость. Именно в этот момент полотно и становится бумагой. От степени каландрирования зависят две характеристики бумаги: пухлость и непрозрачность. Чем более спрессована бумага, тем она менее пухлая и менее непрозрачная. С другой стороны, при малой степени каландрирования, сильно страдает гладкость бумаги. Поэтому, при производстве высококачественной мелованной бумаги очень важен баланс между гладкостью основы и непрозрачностью. Особенно важен этот баланс для тонких бумаг, где количество наносимого мела сравнимо с содержанием собственно целлюлозы.

Мелование

Большинство современных мелованных сортов бумаги покрыты двумя или тремя слоями мела. Меловое покрытие придает бумаге дополнительную гладкость. Кроме того, оно делает бумагу микропористой, что в конечном счете приводит к тому, что при печати оттиск имеет более яркие краски по сравнению с печатью на офсетной бумаге без покрытия. 

Обычно бумагу мелуют в три приема: первый тонкий слой мела наносят прямо в бумагоделательной машине, в то время, как остальные два слоя наносят на отдельной машине. Такая технология имеет несколько преимуществ. Во-первых, первый слой мела наносится на влажную основу, что увеличивает прочность покрытия. Во-вторых, этот первый слой является своего рода «грунтовкой», на которую последующие слои ложатся значительно равномернее.

Основное мелование происходит на отдельной установке. Меловальная паста может наноситься на бумагу двумя способами: либо наливаться на поверхность с последующим выравниванием ножом (шабером), либо напыляться с помощью ряда форсунок. Последний метод предпочтителен, так как он дает большую равномерность нанесения мела по всей ширине полотна.

Финальное каландрирование или отделка

Мелованная бумага приобретает свои поверхностные свойства после каландрирования.  Процесс практически полностью аналогичен каландрированию бумаги-основы. Отличие состоит в том, что, в зависимости от производимого сорта - глянцевой или матовой бумаги, - применяют то или иной набор валов. Наиболее современные фабрики оснащены так называемыми «Янус-каландрами». В отличие от суперкаландра, рассмотренного выше, «Янус-каландр» позволяет регулировать усилие прижима каждого вала. Кроме того, каждый вал покрыт пластиком, что делает каландрирование более «мягким». С помощью «Янус-каландра» достигается лучший компромисс между гладкостью и пухлостью бумаги. Если же требуется получить тисненую бумагу, то делают еще одно каландрирование между специальными профильными валами.

Перемотка

В зависимости от ширины бумагоделательной машины, готовое полотно имеет ширину от 2,5 до 9 метров и длину в несколько километров. Такой рулон называется «тамбур» (Jumbo reel). Поскольку листорезательные линии не могут резать такие широкие рулоны, бумагу перематывают на более узкие ролики, в зависимости от требуемых форматов листов. Фабрики стараются компоновать заказы так, чтобы сумма ширин маленьких рулонов была максимально близка к ширине тамбура. В противном случае, остается так называемый «спутник» нестандартного формата.

Резка и упаковка

Значительная часть мелованной бумаги, поставляемой в листах, упакована в пачки. Такая упаковка максимально защищает бумагу от внешних воздействий при хранении и транспортировке. Как правило, бумажные фабрики оснащены наиболее современным и точным резальным оборудованием. Тем не менее, часть мелованной бумаги продаётся в рулонах, но, как правило, эта бумага предназначена для глубокой печати или ротационной офсетной печати с горячей сушкой (HSWO). Применение подобной бумаги для листовой офсетной печати может вызвать проблемы.