Stefan Jakucewicz

Ecco Papier Sp. z o. o.

Bronisze

Tektura do opraw twardych, wymagania i właściwości

Zdarza się oczywiście na szczęście niezbyt często, że pojawia się problemy z książkami w oprawach twardych tekturowych. Okładki są powichrowane, powyginane, źle przyklejona jest oklejka lub wyklejka a czasami oprawy nawet „szczekają”. To szczekanie to nic innego jak zniekształcenie trwałe okładki powodujące jej rozwarcie ponad blok książki. Istnieje kilka przyczyn tych niekorzystnych zjawisk. Poniżej postaramy się je wyjaśnić. Główna przyczyną bywa nieodpowiednia jakość tektury związana z faktem, że nie wszystkie tektury szare to tektury introligatorskie, w praktyce tektury introligatorskie o złej jakości spotyka się bardzo rzadko. Druga przyczyna będąca odpowiedzialna za zła jakość opraw to nieprzestrzeganie reżimów technologicznych podczas produkcji okładek lub złe warunki klimatyczne przechowywania tektur lub/i gotowych książek.

Tektury stosowane w przemyśle poligraficznym należy podzielić na dwie odrębne grupy z wyglądu takie same, a w zasadniczy sposób różniące się swoimi właściwościami. Są to:

-tektury introligatorskie,

- i tektury pudełkowe (opakowaniowe).

Tektury mogą być otrzymywane w dwojaki sposób: przez łączenie w maszynie papierniczej (zwanej najczęściej tekturnicą lub kartonówką) warstw włóknistych w stanie mokrym oraz przez sklejanie przy zastosowaniu kleju, czyli laminowanie gotowych papierów lub tektur po ich wysuszeniu.

Tektury introligatorskie są rodzajem tektur makulaturowych (rzadziej z udziałem ścieru białego lub z samego ścieru), przeznaczonych do prac introligatorskich. Najczęściej dzielone są na:

• tektury okładkowe zwykłe (szara),

• tektury skoroszytowe,

• tektury segregatorowe,

• preszpan introligatorski.

Ostatnio pojawiły się nowe odmiany tektur introligatorskich:

• tektury do produkcji puzzli,

• tektury do produkcji displejów.

Poszczególne rodzaje tektur różnią się między sobą właściwościami, w tym głównie sztywnością i wyglądem zewnętrznym. Nas będzie interesowała przede wszystkim tektura okładkowa; jej właściwości zostaną poniżej przedstawione.

Tektura okładkowa zwykła

Tektura okładkowa zwykła zwana szarą, a także tekturą makulaturową jest to tektura wytwarzana w maszynie papierniczej(w tekturnicy) z tanich mieszanych półproduktów włóknistych, głównie z makulatury oraz także z makulatury z dodatkiem ścieru, tzn. w odmianie mieszanej. Nazwa „tektura szara” pochodzi od jej barwy. Obecnie dość często tektura jest barwiona. Powierzchnia jej jest matowa lub jednostronnie gładka. Najlepsze tektury okładkowe otrzymuje się przez laminowanie. Charakteryzują się one różnymi właściwościami, głównie mechanicznymi, zależnymi od składu włóknistego i przeznaczenia. Tektura okładkowa zwykła stosowana jest najczęściej w introligatorstwie do wykonywania okładek oklejanych, teczek, futerałów itp. oraz do produkcji niektórych opakowań (np. pudeł). Produkowana jest w gramaturach od kilkuset do kilku tysięcy g/m². Przy stosowaniu tektur do produkcji okładek posługujemy się nie ich gramaturą, ale ich grubością wyrażoną w mm. Najczęściej stosowane są tektury o grubościach od 1,0 do 3,5 mm, co odpowiada w przybliżeniu gramaturom od 500 do 2035 g/m².

Wysokiej klasy tektura introligatorska powinna charakteryzować się parametrami podanymi poniżej.

Tolerancja grubości:

-dla grubości: 1,00 - 1,40 mm ± 0,05mm

-dla grubości 1,50 - 4,00 mm ± 3%,

Gramatura 585 - 645 g/m² na 1mm grubości,

Wilgotność bezwzględna 8% ± 1,0%,

Szorstkość wg Bendtsena

-dla grubości 1,00 - 1,40 mm < 2000 ml/min.,

-dla grubości 1,50 - 4,00 mm < 1600 ml/min.

Tolerancja cięcia na arkusze ± 1mm

Sztywność wg Kodak Pathe:

-dla grubości (1,00 - 4,00mm) dla kierunku wytwarzania: 170 - 9525 mNm,

-dla grubości (1,00 - 4,00mm) dla kierunku poprzecznego: 95 - 5093 mNm.

Odczyn pH:

-wyciąg wodny na zimno 7,0 - 7,3.

Produkcja tektury okładkowej

Jakość wyprodukowanej tektury jest zależna w dużej mierze od stosowanych do jej produkcji surowców i maszyn. Obecnie do produkcji tektury okładkowej praktycznie stosowana jest masa makulaturowa. Jej skład, a co za tym idzie i gatunek (jakość) decydują w sposób znaczący o jakości tektury. Różne rodzaje makulatury dają tekturę o różnych właściwościach. Drugim czynnikiem decydującym o jakości tektury jest sposób jej produkcji, który narzucony jest przez stosowane maszyny.

Najlepszym obecnie surowcem stosowanym do produkcji tektury jest tzw. mix holenderski składający się z zadrukowanych gazet, czasopism i ulotek reklamowych. Powstaje on dzięki zastosowaniu holenderskiego systemu zbierania i segregowania makulatury. W jego skład wchodzą różne rodzaje włókien, co zapewnia wyprodukowanej tekturze odporność na wypaczanie i płaskie leżenie. Mix holenderski charakteryzuje się stałym składem.

Tektury produkowane z innych gatunków makulatury, w których przeważają krótkie włókna (pochodzące głównie ze ścieru drzewnego) dają tektury płaskie, ale o niższej sztywności i bardziej podatne na wypaczenie. Produkcja tektur okładkowych poza najniższymi grubościami (gramaturami) jest dwuetapowa - w pierwszym etapie wytwarzana jest tektura na tekturnicy, w drugim zaś poszczególne tektury są laminowane (sklejane za pomocą kleju) ze sobą. O jakości decyduje głównie proces formowania tektury do dalszego sklejania. Sam proces laminowania ma mniejszy wpływ na końcową jakość tektury. Niemniej najlepszą jakością charakteryzują się tektury produkowane na maszynie płaskiej z formerem, która jest zintegrowana z laminówką. W tym ostatnim przypadku produkujemy tekturę symetryczną trzywarstwową: warstwa bazowa stanowiąca środek tektury laminowana jest z dwóch stron tzw. linerem, czyli warstwą pokryciową z tektury o niższej gramaturze.

Rys. 1. Rozkład włókien w tekturze o grubości 2 mm wykonanej na maszynie
zintegrowanej

Obecnie stosowane są trzy różne metody produkcji tektur makulaturowych. Metoda pierwsza to produkcja na maszynie okrągłositowej (wannowej). Otrzymana tektura ma stosunkowo niską sztywność. Nadaje się ona do produkcji opakowań. Druga metoda to zastosowanie maszyny z płaskim sitem. W tym przypadku mamy nierównomierny rozkład włókien na grubości tektury. Najlepszy i obecnie najczęściej już stosowany jest sposób formowania na maszynie płaskiej pomiędzy dwoma sitami, tj. na maszynie zaopatrzonej w former, który jest krótkim płaskim sitem dociskającym i odwadniającym masę makulaturową od góry podczas formowania wstęgi tektury. W tym przypadku otrzymujemy tekturę o równomiernym rozkładzie włókien na całej jej grubości.

Należy przy tym podkreślić, że w tym ostatnim przypadku masa do formowania tektury (będąca zawiesiną wodną) ma kilkuprocentowe stężenie. Daje to możliwość uzyskania arkusza o grubości do 1,5 mm.

Właściwości tektury okładkowej

Dobra jakościowo tektura okładkowa musi się charakteryzować w pierwszej kolejności odpornością na wypaczanie, gładkimi powierzchniami, średnią gęstością, odpowiednią sztywnością i optymalną zawartością w swoim składzie wilgoci, której wartość powinna wynosić 8 ± 1% wilgotności bezwzględnej. Wypaczanie to odkształcenie gotowej okładki od płaskiego leżenia. Wypaczanie następuje w wyniku pęcznienia (rozszerzania się) i/lub kurczenia włókien. Włókna makulaturowe pod wpływem wilgoci rozszerzają się, a podczas wysychania kurczą się. Nie jest to proces odwracalny. Wartość bezwzględna skurczu jest zawsze nieco większa od wartości rozszerzenia. Powyższe przekłada się na odkształcanie arkusza tektury tak w formacie produkcyjnym, jak i w formacie stosowanym do wykonania okładki. Zauważalne zmiany obserwuje się w zasadzie tylko dla poprzecznego kierunku wytwarzania tektury (CD). Pęcznienie spowodowane jest przez wodę zawartą w kleju zwierzęcym, stosowanym tak do maszynowego, jak i ręcznego oklejania tekturowych okładzin. Obowiązuje ogólna zasada, że kleju zwierzęcego należy stosować tak mało, jak to tylko możliwe. Na rys. 2. przedstawiono wpływ ilości nakładanego kleju na wypaczanie okładek.

Rys. 2. Wypaczanie spowodowane klejem pochodzenia zwierzęcego

Na wielkość wypaczania okładek wpływ ma także wilgotność względna hali maszyn, w której wykonywane i przechowywane są okładki przed zawieszaniem w nich bloków książkowych. Na rys. 3. przedstawiono wpływ wilgotności względnej na wypaczanie okładek przy różnej ilości stosowanego kleju zwierzęcego.

Rys. 3. Wypaczanie spowodowane klejem zwierzęcym w zależności od
wilgotności względnej hali maszyn

Z wykresów zamieszczonych na rys. 3. wynika, że im wyższa wilgotność względna powietrza w hali maszyn, tym mniejsze wypaczanie okładek. Za optimum należy przyjąć wilgotność względną około 50% przy ilości nakładanego kleju zwierzęcego wynoszącej około 20 g/m².

Rys. 4. Wzrost wilgotności bezwzględnej tektur, o różnej grubości w
zależności od ilości nakładanego kleju zwierzęcego o różnej
suchej masie

Z rys. 4. wynika, że największy wzrost zawartości wilgotności bezwzględnej w tekturze spowodowany jest przez nakładanie wysokich gramatur klejów zwierzęcych o niskiej suchej masie, czyli o wysokiej zawartości wody. Wzrost zawartości wilgotności bezwzględnej jest znacznie wyższy dla tektur o niskiej grubości niż o wyższej grubości. Wzrost wilgotności bezwzględnej tektury powoduje zwiększenie podatności na występowanie zjawiska wypaczania się okładek. W związku z tym należy stosować 20-30 g/m² kleju zwierzęcego o wysokiej suchej masie (o możliwie wysokiej lepkości).

Poważne problemy sprawiają także różna wilgotność i temperatura wilgocioszczelnie zapakowanej tektury i hali produkcyjnej. Stos tektury po osiągnięciu temperatury pokojowej 20-22⁰C i rozpakowaniu z folii termokurczliwej jest w równowadze dynamicznej z wilgotnością względną wynoszącą 50-65% . Znaczy to, że tyle samo pochłania wilgoci z powietrza, co sam oddaje do powietrza, czyli w tym przypadku nie spada wilgotność bezwzględna tektury - tektura płasko leży i „nic się z nią nie dzieje”. W przypadku, gdy w pomieszczeniu przy temperaturze 22⁰C wilgotność względna wynosi 20-45%, mimo zrównania temperatur tektura zaczyna wysychać i deformuje się w wyniku skurczu, przestaje płasko leżeć. Gdy przy takiej samej temperaturze wilgotność względna pomieszczenia wynosi 70-90%, to tektura zaczyna pochłaniać wilgoć z powietrza i zwiększa swe wymiary liniowe, co także powoduje jej deformację objawiającą się m.in. brakiem płaskiego leżenia.

W temperaturze pokojowej tektura jest najbardziej stabilna w zakresie 50- 65% wilgotności względnej powietrza. Gdy wprowadzany na halę maszyn stos jest zimniejszy niż temperatura w hali, to po rozpakowaniu zaczyna on chłonąć wodę zwiększając swe wymiary i następuje deformacja tektury spowodowana brakiem zrównania temperatur. Należy pamiętać o tym szczególnie w zimie, gdyż przemrożony stos potrzebuje stosunkowo długiego czasu na zrównanie swej temperatury z otoczeniem, a rozpakować bezpiecznie tekturę możemy dopiero po wyrównaniu temperatur.

Rys. 5. Relacje wilgotnościowe pomiędzy stosem rozpakowanej tektury a
warunkami panującymi w hali maszyn, przy wyrównaniu
temperatury stosu z temperaturą hali maszyn

Nieprzestrzeganie powyższych zaleceń będzie powodować występowanie zjawiska wypaczania się okładek. Problemy jakościowe stwarza także niewłaściwa tektura, najczęściej o zmiennym składzie włóknistym, klej zwierzęcy, a w zasadzie ilość wody w nim zawarta oraz stosunkowo niska wilgotność w pomieszczeniu, w którym wykonywane, przechowywane i zaciągane są okładki. Należy przy tym pamiętać, że kierunek wytwarzania tektury MD (ułożenia włókien) musi być zawsze równoległy do grzbietu oprawy, gdy jej wysokość jest większa od szerokości. Na jakość opraw niekorzystnie także wpływa nałożenie się na siebie kilku stosunkowo niewielkich odchyłek technologicznych.

Najbardziej dbający o jakość opraw stosują dodatkowo jeszcze jeden proces technologiczny tj. przed wykonywaniem okładki poddają okładzinówki (formatki tektury) rozprężeniu poprzez przegięcie formatki na specjalnej maszynie w kierunku jej strony spodniej. Zabieg taki pozbawia tekturę naprężeń wewnętrznych, które bardzo łato mogą dawać o sobie znać po nałożeniu kleju, powodując zwichrowanie okładzinówki.

10

---