Современные тенденции в области упаковки чайной продукции

     1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
     1.1 Современные тенденции в области упаковки чайной продукции
     
     Общая фраза про рынок чая объем
     Чай – это один из самых популярных напитков, употребляемых человеком. Чай имеет редкие вкусовые качества и тонкий изысканный аромат, обладает хорошим стимулирующим и лечебным действием на организм человека.
     По уровню потребления чая на душу населения Россия занимает одно из лидирующих мест в мире. За год «среднестатистический» житель России заваривает чуть больше 1 кг чая. По данным социологических опросов, около 98 % россиян выпивают ежедневно хотя бы одну чашку чая. 
     Увеличение рынка чая с точки зрения цены в течение последних 5–7 лет при неизменном объеме в натуральном выражении связано с увеличением цен, а так же  с  изменением структуры потребления. По оценкам экспертов, потенциал роста российского рынка чая в стоимостном выражении достаточно велик. 
     Несмотря на экономические трудности, рынок чая в России имеет тенденцию к развитию и расширению ассортимента.
     Дизайн упаковки чая играет важную  роль  при выборе товара покупателем. Так, согласно исследованиям, более 60% потребителей, в первую очередь, обращают внимание именно на упаковку, а для 17% она является главным  фактором при выборе товара. Поэтому разработке дизайна чайной продукции стоит уделить достаточно времени наряду с разработкой элементов фирменного стиля и прочих атрибутов бренда.
     Упаковка для чайной продукции  должна удовлетворять следующим  требованиям:
* быть яркой и привлекательной;
* быть легко узнаваемой, то есть выгодно отличаться от аналогичных упаковок;
* иметь заметный логотип бренда;
* содержать информацию о названии чая, добавках, стране-изготовителе, сроке годности;
* быть удобной в использовании и не занимать слишком много места.
     В зависимости от вида фасовки, бывает чай в картонных или жестяных коробках, в бумажной упаковке и, изредка, в стеклянной таре. Упаковка для чая в пакетиках или листового часто не имеет отличий. Так, для обоих видов может прекрасно использоваться картонная коробка.
     Выбор вида фасовки также зависит от требований, предъявляемых  к хранению продукции. Упаковка должна сохранять товарный вид после транспортировки, все пищевые характеристики, не допускать попадания влаги и солнечного света.
     При этом упаковка чая совсем не обязательно должна иметь обычную форму. Промышленные  дизайнеры занимаются разработкой различных функциональных упаковок чая и чайных пакетиков, пытаясь сделать их не только красивыми, но и удобными.
     В немецкой дизайн-студии DonkeyProducts разработали дизайн чайных пакетиков с бумажными поплавками в виде известных личностей (рисунок 1.1). В первый набор, состоящий из пяти пакетиков, входят члены королевской семьи Англии, во второй - известные политики как Обама и Саркози.
     
     
     Рисунок 1.1 – Чайные пакетики с бумажными поплавками.
     
     Ранее была представлена похожая разработка корейских дизайнеров. Фигуры сделаны из бумаги и подходят почти под все стандартные стаканы и чашки. Кроме самих пакетиков, не обойдем вниманием и упаковку (рисунок 1.2). 
     
     
     Рисунок 1.2 – Разработка корейских дизайнеров.
     
     Чай tPod
     С ярлычком в форме кораблика нить  чайного пакетика не придется вылавливать со дна чашки (рисунок 1.3).
     
     
     Рисунок 1.3- Чай tPod
     
     Чай-майка
     Чайная упаковка выполнена в виде шкафа, в котором на вешалках висят необычные чайные футболки (рисунок 1.4).
     
     
     Рисунок 1.4- Чай – майка
     
     Пакетик в стиле оригами
     Дизайнеры экспериментируют не только с ярлычками, но и с формой самого чайного пакетика (рисунок 1.5).
     
     
     Рисунок 1.5 – Пакетик в стиле оригами
     
     LiptonYellowLabel
     LiptonYellowLabel поменял привычные всем пакетики на чайные лепестки (рисунок 1.6).
     Дизайн чайных лепестков разрабатывал дизайнер из Сингапура AaronLim Z Y совместно с POTMstudios. Дизайнерские  пакетики имеют  интересную форму и ручку, позволяющую заваривать чай путем вращения пакетика в чашке, а не привычным всем дерганьем за бирочку сверху.
     
     
     Рисунок 1.6 - LiptonYellowLabel
     
     Цветовое решение чайной упаковки преимущественно зависит от сорта чая (черный или зеленый, фруктовый или травяной и т.п.).
     Для упаковки травяного чая чаще  используют легкие разноцветные рисунки, на которых  изображены растения , которые входят в состав  (рисунок 1.7). Цветочные орнаменты часто выглядят как акварельные рисунки. Эффектнее всего такие иллюстрации выглядят на белом фоне коробки. При этом название чая легко читается, так как написано четким шрифтом черным цветом.
     
     Рисунок 1.7 - Упаковки с изображением растений ,которые входят в состав.
     
     Популярным дизайном является обратный метод – сама упаковка может быть разноцветной, отображая состав чая, а главная этикетка – белая (рисунок 1.8). Удачно подобранная цветовая гамма позволит закрепить в сознании потребителей четкие ассоциации (желтая упаковка – чай с одуванчиком, фиолетовая – с лавандой и т.п.).
     
     
     Рисунок 1.8 - Упаковка с главной этикеткой белового цвета.
     
     В дизайне упаковки чая, в состав которого входят фрукты, также прослеживается тенденция использования акварельных и карандашных рисунков (рисунок 1.9). Все иллюстрации выглядят ярко и сочно. Изображенные фрукты позволяют покупателю легко сориентироваться в составе чая. Название чая и логотип бренда также располагается на белом фоне. Это делает надпись более заметной и запоминающейся.
     
     Рисунок 1.9 - Использование акварельных и карандашных рисунков
     
     Выбор цветовой гаммы для зеленого и черного чая обычно немного варьируется и зависит от линейки бренда. Для черного чая преимущественно используются красный, черный, синий, коричневый цвета, которые дополняются рисунками добавок (если они есть) (рисунок 1.10).
     
      
     Рисунок 1.10 - Выбор цветовой гаммы для черного чая.
     
     Упаковка зеленого чая традиционно представлена различными оттенками зеленого цвета – от темно-оливкового до салатового (рисунок 1.11). В рамках одной линейки потребителям легко определить «крепость» чая и добавки к нему. Сорта чая также можно определить по цвету упаковки. Зеленый чай с мятой будет иметь более темный цвет, чем чай с жасмином.
     
     Рисунок 1.11-Выбор цветовой гаммы для зеленого чая.
     
     Многие сорта чая подбираются таким образом, чтобы вызвать у потребителя определенное настроение. Цвета упаковки также подбираются, чтобы вызывать конкретные эмоции. Здесь легко прослеживается следующая тенденция: зеленый цвет имеет тонизирующий чай, фиолетовый – успокаивающий и т.п. 
     Популярной тенденцией дизайна чая является использование цветового микса в пределах одной упаковки (рисунок 1.12). Всплеск цветов привлекает внимание и четко выделяет упаковку среди других. Эту идею можно реализовать по-разному: геометрические формы, линии, точки или уже знакомые акварельные рисунки.
     
     
     
     Рисунок 1.12 - Упаковка с использованием цветового микса.
     
     Для создания современной красочной упаковки чайной продукции необходимо высокое качество упаковочных материалов, которое позволит получать красочные изображения.
     Для этой цели в данной индустрии наиболее широко используется мелованный картон, поскольку этот материал позволяет - преимущества
     
     1.2 Анализ рынка производства и потребления мелованного картона
     
     Оценивая потенциал российского упаковочного рынка, уместно отметить тот факт, что, по оценке Всемирной организации упаковщиков (WРO), на мировом рынке упаковки из бумаги и картона Россия занимает почетное десятое место с объемом 4768 млн. долл. [2]. 
     В настоящее время бумажной промышленностью выпускается более 600 различных видов бумаги и картона самого разнообразного назначения и самых разнообразных свойств , при этом число выпускаемых видов бумаги постоянно возрастает [1]. 
     Выпускаемые виды бумаги и картона  удовлетворят потребности рынка и отличаются  композицией по волокну (беленая и небеленая целлюлоза или древесная масса, первичное или вторичное волокно), видом обработки и добавками, используемыми на этапе подготовки бумажной массы.
     Особенно популярна упаковка и тара из мелованного картона. Она придает дополнительную привлекательность любому товару. Литое мелование придаёт ему почти зеркальный глянец, снижает пористость лицевого слоя, что гарантирует лучший результат при нанесении печати: на поверхности картона остается качественное яркое изображение. 
     Мелованную бумагу получают нанесением на поверхность бумаги-основы покрытия, состоящего из пигментов (преимущественно на основе каолина) и связующих веществ, с целью облагораживания поверхности, придания ей большей белизны, гибкости и лучших печатных свойств.
     Мелованный гофрокартон применяют как на крупных промышленных предприятиях, в торговых организациях, на заводах и фабриках, так и в менее масштабных размерах, например, частные лица применяют гофроупаковку при ремонте квартиры или дачи. 
     В качестве основных потребителей мелованного гофрокартона выступают следующие отрасли промышленности (рисунок 1.13):
     
     
     
     Рисунок 1.13  – Анализ потребления мелованных видов бумаг и картонов
     
     - Ликероводочное производство, пивоваренное производство. В данном секторе, как правило, используется упаковка сложной конструкции для автоматических линий с многоцветной печатью для выставления в торговых сетях. Учитывая, что реклама данных продуктов имеет ряд серьезных ограничений, производители крепкого и слабого алкоголя рассматривают упаковку как важный элемент продвижения своей продукции.
     
     
     Рисунок 1.14 - Мелованный картон для ликероводочного производства
     
     - Кондитерское производство. В качестве транспортной упаковки используется как обычный четырехклапанный ящик с одно — двух цветной печатью, так и сложная упаковка, изготавливая методом высечки с много цветной печатью для выставления в торговых залах или прикассовой зоне.
     рис.1.15
     - Бытовая химия.  В отличие от развитого европейского рынка с более высоким уровнем дохода у населения, в России используется обычный четырехклапанный ящик с минимальным количеством цветов. Требования к упаковке жесткие и обусловлены параметрами технологических линий заказчика[3,4] . 
     

     
     Рисунок 1.15 - Мелованный картон для кондитерского производства
     
     - Табачная отрасль. Также используются четырехклапанные ящики с минимальным количеством цветов. 
     рис 1.16
     
     
     Рисунок 1.16 - Мелованный картон для табачной отрасли
     
     Мелованный картон выгодно отличается от обычного, прежде всего, внешним видом. Литое мелование придаёт ему почти зеркальный глянец, снижает пористость лицевого слоя, что гарантирует лучший результат при нанесении печати: на поверхности картона остается качественное яркое изображение. 
     Благодаря своим свойствам, мелованный картон широко используется для изготовления самых различных изделий: наборов для детского развития и творчества, настольных игр, полиграфической продукции. 
     
     Вставить фразу про виды мелова нного картона
     И, конечно, одним из направлений использования мелованного картона является производство тары и упаковки. Картон хромэрзац широко используется при изготовлении упаковки для пищевых продуктов, медицинских препаратов, компакт-дисков, комплектующих компьютеров и аксессуаров, а также для бытовой техники небольших размеров. Обычно на внешние стороны коробки из хромэрзаца наносится полиграфическое или другое изображение. Для более крупных товаров применяют упаковку из коробочного картона, имеющего большую, чем у хромэрзаца, толщину и массу от 170–2500 г/м2.
      Высококачественный мелованный картон — незаменимый материал для производства подарочной упаковки. При этом особые требования предъявляются к таким качествам, как белизна и гладкость поверхности, возможность нанесения печати и глянцевого покрытия. При изготовлении пищевой тары важна устойчивость картона к внешнему физико-химическому воздействию, например, влагостойкость, жиронепроницаемость. Эти качества достигаются благодаря нанесению на одну из сторон специального покрытия [5,6,7].
     ПЕРЕХОД
     Производство мелованной бумаги в последние десятилетия входит в число наиболее динамично развивающихся секторов мировой целлюлозно-бумажной промышленности.
     За 90-е годы емкость мирового рынка мелованных видов бумаги и картона возросла с 23 до 37 млн. т или на 60%. При этом общая емкость мирового рынка бумажной продукции увеличилась только на 30%. В целом уже на протяжении по крайней мере 20 лет прирост емкости мирового рынка мелованной продукции опережает общие темпы промышленного развития на 1-2% в год. Примерно 40% всех видов бумажной продукции полиграфического назначения (за вычетом газетной бумаги) в настоящее время имеет меловальное покрытие. Среднее потребление рассматриваемых видов бумаги и картона на душу населения в мире составляет 6,2 кг, в т.ч. в промышленно развитых странах - 18,5 кг.
     Быстрые темпы роста потребления мелованных видов бумаги и картона отмечаются также и в России [8]. ДОПИСАТЬ цифры и чем обусловлено
     
     1.3 Технология производства мелованного картона
     
     ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
     Современная машина для нанесения меловальных составов, включает следующие устройства: раскат, узел нанесения, узлы сушки и отделки покрытия, накат (рисунок 1.17). Специфической частью является узел нанесения, выполняющий три операции:
     1. Нанесение меловального состав на бумагу-основу.
     2. Дозировка количества наносимого состава.
     3. Разравнивание нанесенного состава.
     Устройства для нанесения меловальных покрытий
     Выбор устройства определяется структурой покрытия, массой 1 м2 и свойствами конечного продукта. Масса покрытия может изменяться от 1...2 до 25...30 г и более на 1 м. От одних покрытий требуется строгая равномерность толщины, от других - ровность поверхности; покрытия бывают однослойные и многослойные .
     
     
       	                  5                           6	                                 5
     
     1 - станина; 2 - инфракрасная сушка; 3 - воздушная сушка; 4 - накат; 
     5 - меловальные узлы; 6 - раскат
     
     Рисунок 1.17 – Схема меловальной установки
     
     Наиболее распространенные типы меловальных устройств и их техническая характеристика представлены в таблице 1.1.
     Способы нанесения покрытий. Клеильный пресс состоит из двух валов - твердого (резина, стонит, бронза) и мягкого (резина). Состав вязкостью 0,01 - 0,02 Пас наносится на бумагу и разравнивается за одну операцию. Между валами клеильного пресса при помощи гидравлики или пневматики создается линейное давление 1 - 3 Н/м.
     Твердость резиновой рубашки мягкого вала подбирается в зависимости от рабочей скорости, диаметра валов, линейного давления, реологических свойств меловальных составов, влажности основы и свойств бумаги с покрытием. Меловальный состав подается на одну или обе стороны полотна бумаги при помощи спрысков. Твердый вал устанавливают, как правило, для верхней стороны полотна. На клеильном прессе может наноситься покрытие массой 1...6 г/м, при скорости до 500 м/мин.
     
     Таблица 1.1 – Техническая характеристика меловальных устройств
     Показатель
     Тип устройства
     
Клеильный пресс
Вращающийся
шабер
Вращающийся стержень
Воздушный
шабер
Ножевой
шабер
     Масса 1 м2 покрытия, г
     1...6
     2...6
     3...10
     8...35
     6...30
     Содержание сухих веществ, %
     30...45
     35...55
     40...55
     35...50
     55... 73
     Вязкость, Пас
     до 400
     50...1400
     100...2000
     5...500
     1000...8000
     Максимальная скорость, м/мин
     500
     400
     700
     450
     1500
     Способ сушки
      (И - инфракрасная;
     А - аэрофонтанная; 
     Ц – цилиндровая)
     А + Ц
     или И + Ц
     И или
     А + Ц
     А или
     И + Ц
     А + Ц или
     И + А + Ц
     А + Ц или
     И + А + Ц
     
     По взаимному расположению валов различают вертикальный, горизонтальный и наклонный прессы (рисунок 1.18, а-в).
     
     
     
     1 - подача состава; 2 - твердый вал; 3 - мягкий вал
     Рисунок 1.18 – Схемы клеильных прессов: а - вертикального; б - горизонтального; в - наклонного
     
     Наклонный клеильный пресс является наиболее оптимальным вариантом. Угол между межосевой плоскостью валов и горизонтальной плоскостью составляет 45?, благодаря чему операция заправки бумаги более проста, чем у горизонтального пресса. При работе пресса бумага охватывает нижний вал, поэтому нагрузка от избытка меловального состава на полотно и попадание воздуха в зазор уменьшаются, что снижает возможность обрыва полотна в прессе.
     Устройства с воздушным шабером для нанесения покрытия на бумагу и особенно на картон получили наиболее широкое распространение (рисунок 1.19).
     
     
     1 - воздушный шабер; 2 - воздух; 3 - меловальный состав; 4 - бумага-основа
     Рисунок 1.19 –  Устройство с воздушным шабером
     
     Принцип действия устройства состоит в следующем: меловальный состав с содержанием наносится в избытке на одну сторону полотна бумаги. Бумага всасывает воду из граничащих с ней слоев суспензии, в результате концентрация и вязкость состава в этих слоях повышается. Верхние слои меловального состава остаются во влажном состоянии и снимаются струей воздуха. Одновременно покрытие разравнивается.
     Струя воздуха создается и направляется воздушным шабером, состоящим из камеры с повышенным давлением и направляющих пластин, образующих регулируемое сопло в виде щели одинаковой ширины. Расход воздуха в шабере и его скорость на выходе из сопла зависят от размера сопла и давления воздуха и наряду с температурой являются важнейшими характеристиками.
     Устройства с механическим шабером отличаются тем, что дозировка и разравнивание меловального состава осуществляются металлическим гибким шабером, представляющим собой заточенную пластину толщиной 0,3...0,5 мм. Повышение жесткости разравнивающего тела по сравнению с воздушной струей и обрезиненными валиками позволило повысить содержание сухих веществ в составе до 65...70 % и скорость машины до 1000...1500 м/мин. Устройствами с механическим шабером широко оснащаются бумагоделательные машины и отдельно стоящие установки, что обусловлено высоким качеством структуры поверхности покрытия и высокой производительностью.
     В настоящее время известно большое количество конструкций меловальных устройств с использованием металлического шабера. На рисунке 1.20 приводится схема меловального устройства с ножевым шабером. 
     
     
     
     1 - наносящий вал; 2 - раскат; 3 - увлажнитель; 4 - опорный вал; 5 - бумага основа; 
     6 - механизм гибкого лезвия; 7 - ванна с меловальным покрытием
     
     Рисунок 1.20 – Меловальное устройство с ножевым шабером
     
     Главными узлами устройства являются: встречный валик, наносящий валик с ванной; несущие и прижимные устройства лезвия. Обрезиненный наносящий валик должен иметь подходящую бомбировку, чтобы зазор в захвате между ним и встречным валиком был одинаковым в поперечном направлении машины. Захват между наносящим и встречным валиками, а также скорость наносящего валика подбираются в каждом отдельном случае таким образом, чтобы на бумагу-основу поступало достаточное количество меловальной пасты.
     Обычно зазор в захвате составляет около 1 мм, а окружная скорость наносящего валика - около 20 % от скорости меловальной машины. Несущие и прижимные устройства лезвия должны допускать точное регулирование прижима и угла наклона лезвия во время работы. При небольших количествах наносимого покрытия угол обычно составляет 50°, а при больших количествах покрытия  15...40°.
     При меловании бумаги в установке с ножевым шабером бумажное полотно проводится через захват между двумя валиками, вращающимися в разных направлениях, нижний наносящий валик подает в захват меловальный состав. После захвата полотно уходит по упорному валику, а на полотне находится избыток меловального состава, который снимается с помощью шабера, прижатого к полотну и упорному валику.
     Сегодня используется несколько способов мелования бумаги. Перспективным является метод шторного мелования в устройстве для его осуществления отсутствуют механические элементы для разравнивания пасты по поверхности полотна. Паста вытесняется через узкую щель напускной камеры и под действием силы тяжести падает на полотно в виде шторы. В точке соприкосновения с полотном штора изменяет направление движения и растягивается, образуя на поверхности бумаги тонкую пленку, которая высушивается воздухом (рисунок 1.21).
     Недостатком метода шторного мелования является то, что покрытие наносится только на одну сторону полотна. Масса покровного слоя регулируется скоростью движения бумажного полотна и шторы, а так же содержанием сухого вещества в пасте. 
     
     
     
     Рисунок 1.21 – Шторное мелование
     
     Дозирование пасты завершается до момента ее контакта с полотном, благодаря чему равномерность толщины слоя не зависит от неровностей поверхности полотна-основы. В результате обеспечивается высокая степень равномерности покрытия полотна в машинном и поперечном направлении, а отсутствие механических деталей, соприкасающихся с полотном, снижает требования к прочности бумажного полотна и уменьшает количество обрывов [9].
     ПЕРЕХОД Современная технология производства мелованного картона предъявляет определенные требования к исходному сырью.
     
     1.3.1 Требования к качеству исходного целлюлозного сырья

     Требования, предъявляемые к бумаге-основе для мелования, определяются условиями нанесения покрытия, назначением готовой продукции и способом печати. Важнейшими свойствами бумаги-основы являются: механическая прочность, пористость, впитывающая способность, влажность, жесткость, белизна, непрозрачность, гладкость и степень проклейки.
     Прочность бумаги-основы в общем случае определяется прочностью, размерами и химическим составом волокна. Механическая прочность бумаги-основы необходима для выдерживания напряжения при прохождении бумаги через узел нанесения покрытия, при последующей сушке и суперкаландрировании бумаги. Свойства бумаги-основы подбираются в зависимости от способа печати. При листовой и офсетной печати возникают значительные усилия, направленные перпендикулярно к плоскости листа. В связи с этим основа должна обладать высоким сопротивлением расслаиванию и высокой связанностью волокон. При нанесении покрытия бумага-основа вступает в контакт с водными меловальными составами и вода всасывается капиллярами основы, разрушая связи между ними. При увлажнении невлагопрочная бумага теряет до 90 % первоначальной прочности в воздушно-сухом состоянии. Поэтому прочность бумаги во влажном состоянии имеет большое значение.
     Бумага-основа должна иметь разрывную длину в машинном направлении не менее 5 км и сопротивление излому не менее 20 двойных перегибов (в поперечном направлении).
     Пористостъ бумаги-основы обуславливает такие свойства, как сжимаемость, прочность и впитывающая способность. Пористость бумаги зависит от упаковки и ориентации волокон в плоскости и объеме листа, поэтому неодинакова на лицевой и сеточной сторонах. Значительное влияние на пористость оказывает степень помола волокна. При увеличении степени помола уменьшаются пористость и средний диаметр внутренних пор. Каландрирование повышает гладкость бумаги и уменьшает поверхностную пористость.
     Впитывающая способность имеет максимальное значение в машинном направлении, а в поперечном – она в два раза меньше. Впитывающая способность зависит от пористости верхнего слоя и степени проклейки. Основа должна иметь такую впитывающую способность, которая бы обеспечила бы надежное закрепление покрытия на поверхности, но в то же время ограничивала бы проникновение жидкости со связующим глубоко внутрь бумаги-основы, так как жидкость ослабляет силы сцепления пигмента с основой. Впитываемость основы при одностороннем смачивании должна находиться в пределах 15...60 г/м2. Жесткость бумаги — это ее способность сопротивляться деформациям под действием собственной массы и внешних сил. С увеличением степени помола наблюдается повышение жесткости. Мокрое прессование и сушка, особенно уплотнение структуры во время сушки, повышают жесткость бумаги. При повышении влажности с 0 до 7...8 % происходит снижение жесткости на 30...40 %. Влажность бумаги-основы должна быть в пределах 5...7 %.
     Белизна бумаги-основы имеет большое значение, так как определяет белизну большинства видов готовой мелованной бумаги. Это обусловлено тем, что масса наносимого покрытия, как правило, недостаточна для полного исключения влияния бумаги-основы. Нанесение покрытий массой 5...8 г/м2 практически не изменяет белизну мелованной бумаги. Желательно, чтобы степень белизны бумаги-основы была не менее 82...85 % без оптически-отбеливающих веществ.
     Для повышения непрозрачности мелованной бумаги массой 50...60 г/м2 в композицию основы вводится рафинерная или дефибрерная древесная масса, что позволяет поддерживать непрозрачность основы на уровне 90 %.
     Гладкость бумаги-основы так же, как и равномерная влажность, является обязательным условием. Основа должна иметь гладкую поверхность и равномерную влажность. Однако гладкость бумаги-основы не должна превышать определенного предела (примерно 70 с), выше которого наблюдается ухудшение закрепления покрытия на поверхности бумаги.
     1.3.2 Состав и свойства мелованного покрытия
     Основными компонентами меловальных составов являются пигменты, связующие и вспомогательные вещества (диспергирующие, стабилизирующие гидрофильность, смазывающие, антивспенивающие, отверждающие, оптически отбеливающие вещества) .
     Пигменты. Поверхностное покрытие бумаги минеральными пигментами применяется для придания бумаге гладкой и впитывающей печатные краски поверхности, скрытия или изменения цвета бумаги-основы и придания бумаге непрозрачности. Пигменты составляют обычно от 70 до 90 % массы покровного слоя мелованной бумаги. Основной целью мелования является придание поверхности микропористой структуры. Это значит, что если до нанесения полимерно-пигментного покрытия размер пор составлял 1...10 мкм, то после нанесения - 0,1 ...0,6 мкм.
     Придание поверхности бумаги гладкости и хороших печатных свойств зависит не только от качества и способов покрытия и вила связующего, но и от вида и степени дисперсности применяемого пигмента.
    Каолин является основным пигментом, используемым в бумажной промышленности. Это связано с его большими природными запасами, относительно невысокой стоимостью, высокими потребительскими свойствами. Каолин это «белая глина», основным компонентом которой является каолинит Al2O3*2SiO2*2H2O.
     Количество частиц, имеющих размеры 2мкм и меньше, служит критерием качества каолина для мелования, в зависимости от содержания которых каолин делят на три категории:
     1 – ый	сорт - 92...95 % частиц до 2 мкм;
              2 – ой сорт - 80 % частиц до 2 мкм;
     3 – ий сорт - 72 % частиц до 2 мкм.
     Изготовители мелованной бумаги всегда стремились получить высокодисперсный каолин для обеспечения трех важных оптических характеристик: белизны, лоска, непрозрачности. Также важным критерием является гранулометрическое распределение частиц между 2 мкм и 0,1 мкм.
     Из всех пигментов, применяемых в бумажной промышленности, каолин является наиболее легко диспергируемым пигментом благодаря высокой удельной поверхности и почти полному отсутствию растворимых солей. Минимальное количество химических солей или ионов, адсорбированных частицами каолина, наличие свободных валентных связей на поверхности частиц, появившихся в результате химического или механического разрушения минеральных кристаллов исходного каолина, обусловливают вязкость и тиксотропию каолиновых дисперсий, а также характер взаимодействия каолина с дефлокулирующими реагентами и другими компонентами меловальных составов.
    Карбонат кальция СаСО3 с количественной точки зрения является вторым по значению пигментом для мелования. Он обеспечивает белизну, непрозрачность, хорошую впитывающую способность, снижение вязкости меловальных составов и низкую себестоимость покрытия.
    Диоксид титана обладает способностью придавать высокую непрозрачность и белизну бумагам с покрытием. Способность диоксида титана к поглощению ультрафиолетовых лучей делает его незаменимым пигментом при изготовлении упаковки для пищевых продуктов. Размеры частиц обычно находятся в пределах 0,2...0,5 мкм. Диоксид титана является труднодиспергируемым пигментом. Обычно для диспергирования используют чистые полифосфаты, которые лучше проявляют себя в комбинации с силикатом натрия и едким натром. Характерной особенностью дисперсий диоксида титана является их низкая стабильность при хранении. Наиболее эффективным диспергирующим средством для диоксида титана являются также полиакрилаты натрия.
    Барий сернокислый для бумажной промышленности в качестве пигмента характеризуется показателями высокой (до 98 %) белизны, высокой дисперсности (размер частиц 0,5 мкм), высокой степенью чистоты, нерастворимостью в воде и в большинстве щелочей и кислот, имеет большую удельную массу (4,3 г/см3), высокую стоимость. 
    Сульфат бария (бланфикс) - синтетический пигмент, получаемый различными способами. Бланфикс хорошо диспергируется гексаметафосфатом натрия, несколько хуже - полифосфатом натрия и отлично - полиакрилатом натрия или аммония.
    Сатинвайс - белый пигмент, получаемый при взаимодействии гашеной извести с сульфатом алюминия с общей формулой: 6СаО*А12О3*3SО4*32Н2О.
     Основными компонентами для получения сатинвайса являются известь СаО и алюминий, содержащий такие соли, как A12(S04)3*18H20 и квасцы алюмокалиевые KAl(S04)2*12H20. Частицы сатинвайса представляют собой иглообразные пластинки сульфоалюмината кальция размером 0,1...0,3 мкм.
     Сатинвайс используется в покрытиях благодаря своему яркому белому цвету, высокому лоску, который он сообщает бумаге при каландрировании, а также тому, что он способствует получению водоустойчивых покрытий.
    Люминесцентные пигменты производят из сульфидов цинка и кадмия или сульфидов кальция и стронция. Люминесцентные пигменты подразделяют на две группы: 1) флюоресцентные; 2) фосфоресцентные. Флюоресцентные пигменты излучают видимый свет только в течение времени, когда они подвергаются воздействию возбуждающего источника света, излучающего энергию в области, близкой к ультрафиолетовым лучам, а фосфоресцентные применяются в основном из-за их свечения в течение довольно длительного (до 12 ч) времени после возбуждения.
     Флюоресцентные пигменты довольно устойчивы и используются для покрытия или наполнения бумаги. При возбуждении они дают флюоресцентные цвета - от оранжево-красного до желтого, зеленого, синего и голубого.
     Фосфоресцентные пигменты большого периода свечения (6...12 ч) производятся из смеси сульфидов кальция и стронция, а с коротким периодом свечения (0,5...2,0 ч) - из смеси сульфидов цинка и кадмия.
    Органические пигменты, под которыми обычно подразумеваются органические полимеры на основе полистирола или полиметилола, характеризуются низкой (около 1,5 г/см) удельной массой, очень высокой (около 99 %) белизной и высокой проницаемостью к ультрафиолетовому излучению, что благоприятно сказывается на эффективности действия оптических отбеливателей. Наиболее широко для диспергирования органических пигментов используют полиакрилаты натрия.
     Связующие. Вводят в меловальный состав после диспергирования пигментов. Для получения равномерного слоя необходимо, чтобы пигменты были связаны как между собой, так и с бумагой-основой. Эти две функции выполняет связующее. Связующее должно обеспечить меловальному составу следующие свойства:
     – желаемый уровень вязкости и совместимость со всеми компонентами покрытия;
     – высокую когезионную силу, чтобы связывать между собой макромолекулы, и высокую адгезионную способность для обеспечения прочной связи покрытия с основой;
     – высокую степень удержания воды для равномерного распределения пигментов на бумаге;
     – устойчивость в коллоидно-дисперсном виде и высокую прочность связи с пигментом;
     – дополнительные к пигментам оптические свойства;
     – пористость, способствующую одновременно ускоренной сушке и последующей хорошей адгезии типографской краски.
     При приготовлении меловальных составов нужно точно знать необходимое количество связующего, так как оно определяет качество печатных свойств бумаги и ее цену.
     Связующее в покрытии распределяется следующим образом: одна часть связующего непосредственно примыкает к основе, другая окружает частицы пигмента, третья занимает промежутки между частицами.
     При производстве мелованной бумаги применяют несколько видов связующих.
    Крахмал довольно широко используется в меловальных составах вследствие своей низкой цены: возможности получения меловальных составов с высоким содержанием сухих веществ.
     Крахмал является углеводным запасом клеток некоторых растений и находится или в зернах (маис) или в корнях и клубнях (картофель). Природный крахмал состоит из зерен или гранул с диаметром от 20 до 40 мкм, нерастворимых в воде. Форма гранул зависит от происхождения продукта.
     При нагревании до температуры 60...80 0С дисперсия крахмала резко густеет: нагретая вода проникает в зерна крахмала и они разбухают, т. е. происходит желатинизация или образование крахмальной загустки. Обычно зерна крахмала имеют незначительную твердость и макромолекулы его делятся на линейные (амилоза) и с ответвлениями (амилопектин).
     Амилоза и амилопектин имеют химическую формулу, близкую к целлюлозе, но структура гранул крахмала менее прочна, чем у целлюлозы. В крахмале молекулы объединены в кристаллические зоны, соединенные внутри зон аморфными областями. Макромолекулы связаны водородными связями групп ОН соседних макромолекул. Вода разрушает эти связи, и при нагревании происходит растворение крахмала.
     Свойства крахмала определяются соотношением амилозы и амилопектина. Раздельное изучение свойств амилозы и амилопектина показало следующее:
     – вязкость меловальных составов на основе амилозы выше, чем на основе амилопектина;
     – линейные молекулы склонны к необратимому гелеобразованию (явление ретроградации);
     – молекулы амилопектина труднее объединяются друг с другом и дают лучшую связующую способность, чем линейные цепи, когда степень полимеризации ниже 200;
     – в тех случаях, когда нужно получить «цепь-цепь», чтобы усилить определенные характеристики (например, нерастворимость), лучшие результаты получаются с цепями амилозы.
     Для того чтобы использовать крахмал в меловальных составах в качестве связующего, из него варят клей. Природный.......................