Тестограф — прибор для испытания бумаги¶
Тестограф — лабораторный прибор для определения печатных и механических свойств бумаги, картона и печатных оттисков. Относится к классу испытательного оборудования целлюлозно-бумажной и полиграфической промышленности. Основное назначение — измерение прочности поверхности бумаги на выщипывание (так называемая проба на выщипывание), а также оценка гладкости, пористости и впитывающей способности. Название образовано от английского test — «испытание» и греческого γράφω — «пишу, измеряю».
¶История
Метод оценки поверхности бумаги через отрыв частиц при печати известен с начала XX века, когда рост скоростей печатных машин потребовал прогнозировать поведение бумаги в зоне контакта с краской. Первые приборы для испытания на выщипывание появились в 1930-х годах в США и Великобритании; они работали по принципу последовательного увеличения усилия отрыва.
В СССР собственные испытательные приборы для бумаги разрабатывались с 1950-х годов в отраслевых институтах (в частности, во ВНИИБ — Всесоюзном научно-исследовательском институте целлюлозно-бумажной промышленности). Советские тестографы строились на механической и электромеханической базе и позволяли получать образцы оттисков при ступенчато возрастающей нагрузке.
Современные модели — преимущественно автоматизированные, с электронным управлением, датчиками усилия и программной обработкой результатов.
¶Принцип действия
Испытание основано на имитации процесса печати. На образец бумаги наносится слой печатной краски, после чего специальный боёк (ролик или клише) прижимается к поверхности с заданным усилием и отрывается. Усилие увеличивается от начала полосы к концу.
Критерий оценки — минимальное усилие, при котором на поверхности бумаги начинается выщипывание: отрыв волокон, частиц мелованного слоя или разрушение поверхностного слоя. Этот порог выражается в метрах в секунду (скорость печати, при которой начинается дефект) либо в условных единицах усилия.
Дополнительно прибор фиксирует:
- характер и площадь разрушения поверхности;
- количество и распределение выщипанных частиц;
- качество перехода краски на бумагу.
¶Устройство
Типовой тестограф включает:
- узел нанесения краски — валик или ракельный механизм для равномерного слоя;
- прижимной узел — боёк с регулируемым давлением;
- привод — электродвигатель с плавным или ступенчатым изменением нагрузки;
- систему регистрации — механический самописец либо электронные датчики с выводом на дисплей и компьютер;
- основание и станину — массивная плита для гашения вибраций.
В автоматизированных моделях предусмотрены калибровка, хранение протоколов и построение графиков зависимости дефектности от усилия.
¶Применение
Тестограф используется в нескольких областях.
| Область | Что оценивают |
|---|---|
| Целлюлозно-бумажное производство | Качество поверхности бумаги, прочность мелованного слоя |
| Полиграфия | Пригодность бумаги для офсетной и высокой печати |
| Производство красок | Взаимодействие краски и запечатываемого материала |
| Научные исследования | Изучение адгезии и когезии поверхностных слоёв |
| Входной контроль | Проверка партий бумаги перед печатью тиража |
Результаты испытаний позволяют прогнозировать дефекты печати — выщипывание, «марашки», разрыв поверхностного слоя — и подбирать режимы печати: скорость, липкость краски, давление.
¶Связь с другими показателями
Данные тестографа рассматриваются в комплексе с другими характеристиками бумаги:
- гладкость — влияет на контакт краски с поверхностью;
- пористость — определяет скорость впитывания связующего;
- прочность на разрыв — косвенно связана с волокнистым составом;
- влажность — существенно меняет поведение бумаги при печати.
Повышенная влажность, как правило, снижает порог выщипывания; избыточная гладкость при слабой связи покрытия, наоборот, повышает риск дефектов.
¶Классификация
Приборы различают по нескольким признакам.
- По способу нагружения: с плавным ростом усилия и со ступенчатым.
- По типу привода: ручные, механические, электромеханические, автоматические.
- По способу регистрации: с самописцем, с цифровой индикацией, с компьютерной обработкой.
- По назначению: универсальные (бумага и картон) и специализированные (мелованные виды, этикеточные материалы).
Отдельную группу составляют приборы, совмещающие испытание на выщипывание с оценкой впитываемости и красковосприятия.
¶Нормирование и стандарты
Методы испытаний бумаги на выщипывание закреплены в национальных и международных стандартах. В России действуют государственные стандарты (ГОСТ), гармонизированные с международными подходами ISO. Стандарты регламентируют:
- размеры и подготовку образцов;
- тип и количество краски;
- скорость и диапазон усилий;
- условия кондиционирования (температура и относительная влажность);
- форму протокола испытаний.
Соблюдение стандартизированных условий обеспечивает сопоставимость результатов между лабораториями.
¶Значение
Тестограф относится к приборам входного и технологического контроля, от результатов которых зависит стабильность печатного процесса. Для типографий и бумажных фабрик он служит инструментом прогнозирования брака и оптимизации режимов печати, а для разработчиков материалов — средством оценки новых рецептур бумаги и покрытий. В условиях высокоскоростной офсетной печати, где требования к поверхности бумаги особенно высоки, роль таких испытаний возрастает.
¶Ограничения метода
Результаты испытаний зависят от условий проведения: температуры, влажности, состояния краски, износа бойка. Метод оценивает поведение образца в лабораторных условиях и не всегда напрямую переносится на реальную печатную машину, где действуют иные скорости, давления и свойства краски. Поэтому данные тестографа применяют в сочетании с пробной печатью.
Источники: отраслевые стандарты на методы испытаний бумаги и картона; техническая документация производителей испытательного оборудования; учебные и справочные издания по технологии целлюлозно-бумажного производства и полиграфии.