В поисках восходящих потоков

Инновации в бумажном производстве не происходят сами по себе — они возникают в ответ на запросы основных потребителей: полиграфической, упаковочной и других отраслей.

Почти две тысячи лет прошло с момента изобретения бумаги, ставшей катализатором эволюции человечества и не утратившей значения до сих пор. Однако до появления в XIV в. технологии наборной печати бумажной промышленности как таковой не существовало — лишь прорыв Гутенберга и его последователей потребовал создания массового производства бумаги. «Побочный» эффект взаимного влияния этих отраслей — кардинальное ускорение развития земной цивилизации.

Не ставя перед собой непосильной задачи рассказать обо всех важнейших инновациях в бумажной индустрии, мы обратим внимание читателя на отдельные примеры, наиболее ярко раскрывающие её тесную взаимосвязь с полиграфией.

Покрытия

Хотя первые образцы китайской бумаги с покрытием, содержащим связующее и инертный пигмент, датируются ещё 450 г., по-настоящему востребованным мелование стало после изобретения офсетного способа печати, а затем растрирования и триадного синтеза цветов. Было замечено, что на более гладкой и белой поверхности изображение выглядит гораздо ярче и чётче, уменьшается расход краски. Поэтому вскоре после начала промышленного производства бумаги были придуманы технологии нанесения и составы мелованных покрытий, основным элементом которых стал каолин.

Во второй половине XX в., помимо традиционной мелованной бумаги, начали появляться материалы с покрытиями, обладающими особыми свойствами. Например, стимулом для изобретения Барри Грином из NCR самокопирующейся бумаги стала не полиграфическая отрасль, а нужда в удобных многостраничных бланках; можно сказать, это было требование горизонтального рынка. Тем не менее большинство таких бланков всё равно изготавливаются в типографиях. Другой пример: в тот же период самым удобным и недорогим способом приёма факсов оказалась прямая термопечать. Сами устройства печати компактны и содержат минимальное количество движущихся элементов. Поэтому развёрнутое тогда производство термобумаги востребовано и сейчас, когда применение факсов заметно сокращается: с внедрением современных электронных систем логистики термопринтеры пришлись ко двору в розничной торговле и везде, где необходимо быстро и недорого нанести монохромное изображение на ярлычки, билеты, ценники. К тому же ещё в 1935 г. Стентон Эйвери изобрёл самоклеящуюся бумагу, и наносить этикетки на любые товары стало намного проще. Не удивительно, что доля термобумаги в общем объёме продаж самоклеящихся материалов постоянно растёт.

С темой нанесения покрытий связана яркая тенденция в бумажной индустрии, также проявившаяся во второй половине прошлого века, — компании начали специализироваться исключительно на выпуске материалов на готовой бумажной основе, закупаемой у традиционных бумажных фабрик. Это касается уже упомянутых выше термо- и самокопирующейся бумаги, а также относительно молодой сферы производства материалов для цифровой печати. Два бурно развивающихся сейчас направления в полиграфии — струйная и электрографическая печать — привлекли повышенный интерес производителей бумаги лишь в середине 90-х. Специфика струйной печати потребовала разработки особых видов покрытий — ни один материал не обеспечивает быстрого впитывания чернильных капель в поверхность и их минимальное расплывание, особенно при плотных заливках. Последняя новинка — универсальные микропористые покрытия, одинаково удобные для печати чернилами на основе красителя и пигментными. Большинство из выпускающихся ныне специальных видов бумаги для струйной печати односторонние, варианты с покрытиями на обеих сторонах пока редки. Интересно, что разработчики принтеров, осознавая ограничения существующей технологии, двигаются встречным курсом — создают чернила или целые системы, всё более пригодные для печати по обычной, немелованной бумаге. Перспективны принтеры для печати УФ-отверждаемыми чернилами — тип поверхности носителя практически не имеет значения.

Электрофотографическая печать, в сравнении со струйной, не столь требовательна к материалам — в общем, отпечатки с ЦПМ на мелованной и немелованной бумаге отличаются примерно так же, как офсетные. Но принцип закрепления твёрдого тонера нагревом до 150-200 С° накладывает определённые ограничения на спектр материалов, особенно при двухсторонней печати. И связано это не столько с покрытием, сколько с влажностью — её значение у бумаги для цифровой печати должно составлять 55%. Впрочем, структура покрытия тоже может быть иной — например, за счёт связующих, отличающихся от гидрофобных, ориентированных на поглощение воды при офсетной печати.

Наблюдавшаяся в первых поколениях устройств электрофотографической печати любовь«» к гладкости бумаги постепенно изживается — здесь встречное движение к универсализации почти завершилось. Осталось сделать пару шажков (изобрести способ закрепления тонера без нагрева и придумать технологию, которая позволит печатать на материалах с более широким диапазоном толщин), и надобность в специальных цифровых«» материалах отпадёт.

Защитные технологии

Во все времена самой ценной продукцией из бумаги были деньги. Моду на них завели ещё китайцы, в Европу изобретение перекочевало тоже от них. Естественно, уже в 1758 г. в Англии был документально зафиксирован первый случай подделки бумажных денег. Как следствие — стимулом для бумажников стало возрастающее мастерство преступников.

Уже в 1282 г. в Европе научились делать водяные знаки, и долгое время они оставались главным защитным элементом для денег и ценных бумаг. Но всё меняется, и сейчас, когда уровень полиграфических технологий позволяет с лёгкостью воспроизвести с неразличимой для невооружённого глаза точностью даже сложные рисунки и узоры, защитные элементы, внедрённые в бумагу, — главный барьер на пути фальшивомонетчиков. Наиболее распространены разнообразные включения: ленты из фольги, цветные и светящиеся в УФ-свете волоски. Последние разработки специализирующихся на защитной бумаге компаний куда интереснее: материалы, препятствующие подделке (меняют цвет при воздействии выводящими химикатами); включения, идентифицирующие подлинность документа (со скрытым рисунком, проявляющимся только специальным маркером) и др. Разумеется, по-прежнему в ходу и заказные водяные знаки. К защитным технологиям можно отнести и pH-нейтральную бумагу. Хотя делать её научились давно, сейчас она становится всё более востребована для выпуска изданий длительного хранения и эксклюзивных продуктов, требующих особой экологической чистоты. В этом контексте слово «защитная» следуетпонимать буквально — pH-нейтральная бумага (высококачественный чистоцеллюлозный или даже изготовленный из хлопковых волокон материал) не пожелтеет и сохранит напечатанное на долгие годы.

Экология

Сырьём для первых образцов бумаги из Китая служили тряпьё, пенька и древесная кора. Использовать волокна древесины додумались только в 1719 г., зато уже в XI в. бережливые японцы реинкарнировали бумагу за счёт вторичного сырья. И хотя делали это ввиду тряпичного дефицита, факт можно считать первой победой в борьбе за экологию во времена, когда всерьёз о ней никто ещё не задумывался. В 1916 г. году министерство сельского хозяйства США издало бюллетень, где говорилось, что развитие бумажного производства угрожает существованию лесов. К сожалению, с тех пор мало что изменилось (леса продолжают уничтожаться), но постепенно набирают силу компании, производящие бумагу из специально выращиваемого альтернативного сырья — бамбука, конопли и кенафа (семейства коноплёвых). Получается неплохо, а растут они намного быстрее деревьев. Перспективны отходы сельского хозяйства и текстильной промышленности.

Любопытно, что в этом контексте можно рассматривать и несколько существующих марок синтетической бумаги, не содержащей целлюлозы. Изобретение, как и многие другие, было случайностью: исследователь из компании DuPont Джим Уайт обратил внимание на полиэтиленовый пух, пробивающийся из трубопровода. Первые промышленные образцы появились в конце 60-х годов, чуть позже на рынок вышли и другие производители с похожими продуктами. Хотя печатать на такой бумаге оказалось сложнее, чем на обычной (из-за невпитывающего характера поверхности), материал незаменим для военных и охотничьих карт, пакетов, меню — любой продукции, устойчивой к внешним воздействиям.

В ходе технологического процесса для отбелки целлюлозы традиционно используют хлор, загрязняющий окружающую среду. К счастью, здесь подвижки намного заметнее — весь мир переходит на технологии отбелки без применения молекулярного хлора (Elemental Chlorine Free, ECF) и его соединений (Totally Chlorine Free, TCF). Внедряются также бесхлорные способы отбелки вторичного сырья (Processed Chlorine Free, PCF).

Форматы

Как известно, распространённый в Америке формат Letter соответствует популярному когда-то размеру сеток для ручного изготовления бумаги. Ныне, в эпоху промышленного производства, бумага на фабриках наматывается на огромные мастер-рулоны. В процессе переработки она может нарезаться в рулоны меньшей ширины или распускаться на листы. Отличительный знак кон. XX—нач. XXI вв. — рост потребления бумаги офисных форматов А4 и А3. Не столь заметная, но бесспорная тенденция — интерес к домашним« полуфабрикатам». Например, листы для изготовления визиток на лазерном принтере с готовой высечкой; заранее высеченные наклейки для CD, которые остаётся лишь запечатать и переклеить на только что записанный диск; листы фотобумаги для печати снимков без полей в формате 9°—12 и т. д. Это следствие всеобщей принтеризации«» населения, и производители бумаги осознают, что ниша будет расти и требовать всё больше новых материалов. И идей!

Может, кто-то и расстроится, но до декаданса нам ещё далеко. Развитие полиграфических и упаковочных технологий, веками подстёгивавших бумажную отрасль, в обозримом будущем не обещает нам спокойной жизни. Да и сами производители бумаги отлично понимают — безмятежные времена, когда планы выпуска и ассортимент продукции продумывались на годы вперёд, безвозвратно ушли. На тенденции уже нельзя просто реагировать — их надо предвосхищать.

На мой взгляд, в развитии промышленного бумажного производства, исходя из представленной хронологической таблицы, можно выделить три периода. Первый — поступательное развитие, характеризуемое стремлением бумажников увеличить объёмы производства, найти дешёвые источники сырья, других составляющих бумаги. Это переход от ручного способа производства к машинному в 1799 г., изобретение более дешёвой дефибрёрной древесной массы (1845 г.), широкое применение наполнителей. Всё это позволило сделать бумагу массовым продуктом широкого назначения. В начале этапа развития бумага в полиграфии использовалась как данность, специализация была слабой. Но по мере освоения рынка требования к бумаге росли. Если первую бумагу в рулоне запечатывать было не на чем из-за отсутствия машин рулонной печати, то XIX в. ситуацию изменил, и техника полиграфии стала требовать всё новых материалов для печати.

Второй период я бы характеризовал как развитие новых рынков и областей использования бумаги, связанных с её глубокой переработкой, придающей новые потребительские и функциональные качества. Возникновение самоклеящейся бумаги (1935 г.), самокопирующейся (1953 г.) и термобумаги (1963 г.) — лишь наиболее видимые вехи. Третий период — интенсивное развитие техники и технологии печати, опережающее бумажное производство. Начался с распространения электрофотографического способа регистрации изображения, известного как ксерографический и продолжился созданием оперативной струйной печати (1976 г.). Эти и другие способы (сублимационного, электростатического и др.) породили невообразимое количество копировальных машин, машин вывода и передачи информации и различных их комбинаций. Период характеризуется тесным взаимодействием бумажников, полиграфистов и приборостроителей, приведшим к появлению бумаги Epson, Xerox, HP и др. — Михаил Остреров, Гознак»