содержание   ..  112  113  114  115  116  117  118  119  .. 

Светопроницаемость и прозрачность бумаги


В бумажной промышленности при рассмотрении оптических свойств бумаги условно различают понятия светопроницаемости и прозрачности. Под светопроницаемостью бумаги понимают способность ее пропускать падающий свет. Определяется светопроницаемость бумаги в проходящем свете (рис. 115, а).

Прозрачностью бумаги называется степень видимости в отраженном свете через бумагу знаков и рисунков, нанесенных на подложке (рис. 115, б).

Хотя методы определения светопроницаемости и прозрачности принципиально различаются, тем не менее наиболее светопроницаемая бумага будет и наиболее прозрачной. Это дает основание условно именовать бумагу, отличающуюся

высокой степенью светопроницаемости и прозрачности, одним термином — высокопрозрачная бумага.

Светопроницаемость бумаги зависит от вида использованных полуфабрикатов, степени их помола, наличия в композиции бумаги наполняющих и окрашивающих веществ, а также от характера поверхности бумаги. При покрытии поверхности

бумаги меловым слоем повышается ее непрозрачность, которая возрастает с увеличением толщины этого слоя.

Растительная клетчатка сама по себе бесцветна и прозрачна. Растительные волокна непрозрачны, так как содержат лигнин, смолу и другие вещества, придающие непрозрачность и имеющие оттенки от белого до темно-коричневого.

Наименее прозрачными являются волокна древесной массы, содержащие почти полностью все компоненты исходной древесины. Поэтому введение древесной массы в композицию бумаги способствует снижению ее показателей прозрачности и светопроницаемости. Из различных видов целлюлозы наибольшей непрозрачностью отличается целлюлоза из эспарто, затем из древесины лиственных пород, хвойных пород и, наконец, из соломы.

Добавка в композицию бумаги к хвойной целлюлозе некоторого количества лиственной целлюлозы (особенно сульфатной из древесины бука) повышает непрозрачность бумаги. Наличие красителя в бумаге приводит к возрастанию светопоглощения, в связи с чем уменьшается светопроницаемость бумаги.

В практике бумажного производства для придания бумаге непрозрачности в бумажную массу обычно вводят минеральные наполнители. Чем больше различие в коэффициентах преломления лучей у минерального наполнителя и целлюлозных волокон, из которых изготовлена бумага, тем более высоким оказывается эффект непрозрачности. В табл. 18 приведены Сведения о коэффициентах преломления лучей целлюлозы разными наполнителями и некоторыми веществами, вводимыми в композицию бумаги.

Рис. 115. Схема светопроницаемости и прозрачности бумаги:
1 — источник света; 2 — бумага; 3 — подложка; 4 — луч, отраженный от подложки

 

Из данных табл. 18 следует, что наибольшую непрозрачность бумаге, состоящей из волокон целлюлозы, придает двуокись титана при использовании ее в качестве минерального наполнителя или в покровном слое бумаги. Несмотря на высокую светопроницаемость воздуха, его пузырек в бумаге нарушает оптическую однородность среды и бумага становится менее светопроницаемой. Точно так же пузырек воздуха в оконном стекле делает стекло в этом месте непрозрачным.

Чем выше плотность бумаги и чем больше вытеснен воздух из ее толщи, тем прозрачнее оказывается бумажный лист.

18. КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЛУЧЕЙ СВЕТА

Именно на этом основана технология изготовления прозрачной чертежной кальки, получаемой путем уплотнения пергамина (бумага из целлюлозы жирного помола) в суперкаландре.

Еще больше возрастает прозрачность бумаги, если ее пропитать маслом или керосином, коэффициент преломления лучей которых близок к коэффициенту преломления лучей целлюлозой. При этом вследствие вытеснения из бумаги воздуха создается оптически однородная среда. На этом принципе пропитки основан способ получения некоторых видов прозрачной бумаги (абажурной и др.). Очевидно, что прочность бумаги после подобной пропитки снижается из-за ослабления сил связи между волокнами.

Как видно из табл. 18, целлюлоза, крахмал и гипс имеют один и тот же коэффициент преломления лучей. Казалось бы, на первый взгляд, что гипс и крахмал вместе с целлюлозой создают оптически однородную среду. На самом деле это не совсем так. Гипс, как и другие минеральные наполнители бумаги, повышает ее пористость, а вместе с тем и содержание в бумаге воздуха, чем создает оптическую неоднородность среды. Поэтому прозрачность бумаги он не повышает. Однако если бумагу, содержащую гипс, пропитать веществом, имеющим близкий к целлюлозе коэффициент преломления лучей, то это вещество, вытеснив из бумаги воздух при заполнении ее пор,

создаст оптически однородную прозрачную среду. Поэтому для сохранения белизны и непрозрачности бумаги после парафини-рования или после пропитки синтетическими смолами (при изготовлении слоистых пластиков) не рекомендуется в бумаге-основе использовать гипс в качестве минерального наполнителя. В данном случае наилучший эффект получается при использовании двуокиси титана.

В отличие от гипса применение в композиции бумаги крахмала, имеющего также одинаковый с целлюлозой коэффициент преломления лучей, повышает прозрачность бумаги. Крахмал равномерно распределяется в бумажной массе, что способствует получению прочной бумаги с сомкнутой структурой. Усадка при сушке такой бумаги увеличивается, в ней меньше содержится воздуха, и прозрачность бумаги оказывается повышенной. Именно поэтому, а также для повышения прочности бумаги и ее поверхности крахмал вводят в композицию некоторых высокопрозрачных видов бумаги. Для этой цели может быть использована и натриевая соль карбоксиметилцел-люлозы.

При выработке высокопрозрачных видов бумаги не рекомендуется доводить размол до слизеобразования при фибрил-лировании волокнистого материала. Хотя слизь склеивает волокна и повышает сомкнутость листа, тем не менее ее присутствие нежелательно, так как слизь обычно образуется в бумажной массе сгустками, вызывающими неоднородность бумаги и возникновение в бумаге местных напряжений, проявляющихся при сушке в виде коробления поверхности. Вместе с тем наряду с длинными, хорошо фибриллированными волокнами в бумажной массе в результате размола должно присутствовать небольшое количество мелких волокон. При таком полидис-персном составе волокнистой массы получается наиболее компактная структура листа, при которой мелкие волокна хорошо заполняют все промежутки между длинными волокнами.

При выработке прозрачных видов бумаги желательно бумагу в целях ее хорошего уплотнения пропускать через несколько прессов, полезно использовать полусухой пресс, а сушку бумаги осуществлять при умеренной температуре поверхности сушильных цилиндров.

Маркировка поверхности бумаги от сетки и сукон увеличивает шероховатость поверхности бумаги, следовательно, увеличивается светорассеяние от этой поверхности и уменьшается прозрачность бумаги. Поэтому при выработке высокопрозрачных видов бумаги рекомендуется использовать одежду машины, не вызывающую заметной маркировки на поверхности бумаги.

Покрытие поверхности бумаги лаком резко увеличивает гладкость бумаги, однако лакированная бумага будет прозрачной только в том случае, когда коэффициент преломления лучей лаком и целлюлозой имеет примерно одну и ту же величину.

Кроме того, лак должен быть надлежащей вязкости, позволяющей ему проникнуть в поры бумаги, вытеснив при этом воздух. Для повышения прозрачности бумаги могут быть использованы, например, нитроцеллюлозный или поливинилбутиральный лаки.

содержание   ..  112  113  114  115  116  117  118  119  ..