Краткие сведения о технологии бумажного производства
картон и Бумага состоят е главном из растительных волокон. Главным сырьем для производства всевозможных сортов этих материалов есть древесина. Помимо этого, используются волокнистые материалы и другого растительного происхождения, и химические материалы.
Волокнистые материалы
Наиболее значимыми из них являются волокна семян (хлопчатник), волокна стеблей (лен, пенька из конопли; солома зерновых злаков — пшеницы, ржи) и волокна древесных пород — хвойных (ель, пихта, сосна) и лиственных (осина, тополь).
Волокна льна являются долгие, круглые, узкие трубки с толстыми стенками и узким каналом. Толщина стенок обусловливает крепость льняного волокна. Протяженность волокна — 30— 40 мм, толщина — около 0,02 мм.
Льняное волокно содержит около 85% химически чистой целлюлозы—клетчатки. Цвет волокна серый.
Волокна пеньки меньше и неотёсаннее волокон льна, протяженность их а среднем равна 20 мм, толщина! — 0,022 мм. Стены трубок волокон менре крепкие и более твёрдые, чем льняные волокна.
Волокна хлопка пара толще льняного волокна; его протяженность достигает 50 мм при ширине 0,012—0,040 мм. Поперечное сечение хлопкового волокна плоское, лентообразное. Естественное волокно хлопка содержит большое количество чистой клетчатки — около 95%, цвет волокна белый.
Волокна древесной целлюлозы сульфитной и сульфатной намного меньше хлопковых и льняных волокон. Протяженность этих волокон 3—4 мм, ширина — от 0,03 до 0,07 мм. В зависимости от степени-проваривания древесины волокна древесной целлюлозы содержат клетчатки от 82 до 85%.
Волокна белой древесной веса приобретают истиранием древесины на камне в присутствии воды; они сильно отличаются от волокон целлюлозы. Клетчатки содержится в них около 45—50%. Ввиду того что волокна белой древесной массы не высвобождены, от лигнина (составная часть древесины, придающая волокну неустойчивость и хрупкость по отношению к свету), бумага, выработанная из нее, есть недолговечной и не сильный.
Волокна бурой древесной массы, полученные при истирании на камне древесины, предварительно пропаренной б особых деревопарочных котлах, по собственному характеру напоминают целлюлозное волокно. Уровень качества волокна бурой древесной массы если сравнивать с волокном белой древесной массы существенно лучше (крепче и эластичнее) вследствие того что в ходе пропарки частично разлагается лигнин, легче распадается связь между волокнами, они легче разъединяются и становятся эластичными.
Получение полуфабрикатов
1. Древесная масса. Для получения данной массы древесину истирают на скоро вращающемся камне в присутствии воды.
2. Целлюлоза древесная. Измельченную древесину обрабатывают в варочных котлах химическими материалами с одновременным нагревом паром под давлением.
3. Соломенная целлюлоза. Для получения этого полуфабриката солому зерновых злаков измельчают на небольшие куски (сечку), отсортировывают от коленец, Еарят под давлением в варочных котлах в присутствии химических материалов (щелочей).
4. Тряпичная полумасса. Тряпье отсортировывают, измельчают на небольшие куски, проваривают под давлением в варочных котлах с химическими веществами, промывают и размалывают в аппарате, так именуемом полумассном ролле. Тряпичную полумассу производят небеленую (для картона и низких сортов бумаги) и беленую методом обработки раствором хлорной извести либо хлором (для выработки высоких сортов бумаги).
5. Соломенная масса. Солому злаков измельчают и проваривают под давлением в варочных котлах с известковым раствором.
Древесная масса возможно белой и бурой. Для получения бурой массы древесина до истирания пропаривается в котлах. Бурая древесная масса имеет более прочное волокно и используется для выработки бурого картона и прочной оберточной бумаги.
В зависимости от используемых для варки древесины химических материалов различают целлюлозу сульфитную (варка древесины кислыми варочными растворами) и целлюлозу сульфатную (варка древесины щелочными варочными растворами).
Целлюлозу отбеливают раствором хлорной извести либо хлора. Сульфитная целлюлоза поддается отбелке легче сульфатной.
Сульфитная беленая целлюлоза используется для выработки писчей, печатной, литографской, картографической и других сортов бумаги. Сульфатная целлюлоза отличается более большой механической прочностью и используется для выработки разных сортов технических бумаг — кабельной, патронной, конденсаторной, крафтмешочной и др., и для выработки очень крепких сортов упаковочных бумаг, так называемой крафтобертки.
По. механической прочности волокнистые материалы, начиная от -самых крепких, находятся в такой последовательности: пенька, лен, хлопок, целлюлоза древесная сульфатная, целлюлоза сульфитная, бурая древесная масса, белая древесная масса.
Не считая перечисленных полуфабрикатов, для картона и производства бумаги используется «макулатура», другими словами отходы картона и бумаги, приобретаемые в полиграфической, картонажной и других отраслях индустрии. Макулатура сортируется, в зависимости от назначения конечного продукта — бумаги либо картона: по белизне, по композиции (по характеру волокнистых материалов); наряду с этим удаляют посторонние примеси.
По окончании сортировки макулатура размалывается в измельчительных аппаратах (бегунах, бракомол-ках) и после этого для получения бумажной массы размалывается с водой в роллах. Из высоких сортов макулатуры возможно производить хорошие сорта белой бумаги, а из небеленых и цветных сортов— низкосортные бумаги (оберточные, шпульные), и разные сорта картона.
В бумажном производстве используются следующие группы химических материалов: проклеивающие, наполняющие и красящие.
Проклеивающие материалы
Проклейка производится чтобы сделать бумагу водоотталкивающей и тем самым уменьшить впитываемость воды. Помимо этого, проклейка! имеет ответственное значение для бумаг, предназначенных для письма чернилами. На клееных бумагах чернила не должны расплываться по поверхности страницы и проходить на противоположную сторону.
По степени проклейки бумаги делятся на клееные, полуклееные и неклееные. Клееные со своей стороны делятся на очень сильно клееные и прекрасно клееные. К очень сильно клееным бумагам относятся картографическая, литографская, крафтмешочная, к прекрасно клееным—бумага писчая, шпульная повышенного качества, мундштучная.
К полуклееным бумагам относятся обложечные, афишная, печатная и другие. К неклееным — бумага курительная, бюварная, кабельная, фильтровальная.
Различают поверхностную проклейку животным клеем (по поверхности готовой бумаги) и проклейку в массе растительным клеем (в ходе выработки бумаги). В качестве проклеивающего материала используют смоляной клей— гарпиус (канифоль). Так как канифоль в воде нерастворима, ее переводят в растворимое^ состояние варкой с кальцинированной содой. Полученное наряду с этим растворимое канифольное мыло разбавляют тёплой водой.
Взятую так эмульсию канифольного клея заливают в ролл (аппарат для изготовление бумажной массы), где она смешивается с волокнистой массой.
Для осаждения канифоли на волокнах канифоль должна быть снова переведена в нерастворимое состояние. Для данной цели в ролл вводят сернокислый глинозем, что с канифолью дает нерастворимое соединение алюминия, выпадающего в виде осадка и обволакивающего волокна бумажной массы, и так выработанная бумага делается проклеенной.
Наполнители
Наполнители — это белые минеральные вещества (каолин, тальк, гипс, мел). Их вводят в бумажную массу в тонко размолотом состоянии, дабы улучшить уровень качества поверхности бумаги, сделать ее более ровной, лучше принимающей печатную краску, уменьшить прозрачность и сделать ее более белой.
Во взвеси наполнителя с водой (суспензии) не должно быть песка либо неразмолотых частиц, поскольку при их наличии в бумаге при прохождении ее через валы каландра на бумагоделательной машине образуются дырочки. Наполнитель вводят от 7 до 50%, от количества волокнистых материалов, причем бумага удерживает при отливе от 35 до 60% заданного каолина; другое количество уходит через сетку бумагоделательной автомобили, не задерживаясь на волокне. Дабы удержать большее количество наполнителя в бумаге, необходимо улучшить уровень качества размола волокнистых материалов и расширить степень проклейки бумаги.
Красители
Красители используются для окраски массы при выработке цветных бумаг либо для подцветки при выработке белых бумаг. Для окраски бумаги в массе по большей части используются анилиновые красители. Подцветка бумаги имеет це^ыо повысить ее белизну.
Бумажная масса, составленная кроме того из одной беленой целлюлозы, без древесной массы, имеет желтоватый оттенок. Для устранения желтизны в массу додают незначительное количество раствора светло синий и красного красителя (желтый, цвет вместе с синим и красным дает белый цвет).
Не считая анилиновых используют кроме этого минеральные красители, к примеру хромпик, ультрамарин, железистосинеродистые краски и др.
картона и Свойства бумаги зависят от используемого количественного соотношения и сырья волокнистых материалов (состава бумаги либо картона по волокну), из которых они выработаны, степени размола волокнистых материалов, степени свойлачивания— переплетения волокон при отливе бумажного полотна на бумагоделательной машине, от степени проклейки, наполнения, от содержания жидкости в картоне и бумаге, и от качества отделки бумаги либо картона (лоск либо гладкость, степень уплотненности и др.).
Схема технологического процесса производства бумаги
Производство бумаги делится на четыре главные операции: 1) приготовление бумажной массы; 2) отлив, сушка и обезвоживание, бумажного полотна; 3) отделка бумаги; 4) упаковка и сортировка бумаги.
Для изготовления бумажной массы растительные волокна измельчают в особой аппаратуре и к взятой массе додают проклеивающие, наполняющие и красящие вещества. Степень размола волокнистых материалов, и добавления тех либо иных веществ зависят от особенностей, каковые должна иметь бумага. К примеру, при выработке бумаги подперга-мент, которая обязана владеть громадной прочностью на разрыв, прозрачностью и жиронепроницаемостыо, растительные волокна подвергаются лишь интенсивному размолу в ролле, без добавления веществ, в следствии чего бумага приобретает вышеуказанные качества.
При выработке писчей бумаги, которая не должна владеть повышенной прочностью на разрыв, пропускать чернил. и быть прозрачной, растительные волокна подвергаются менее интенсивному размолу, и к взятой массе додают вещества проклеивающие и наполняющие (для уменьшения прозрачности бумаги).
При изготовлении цветных бумаг, не считая указанных проклеивающих и наполняющих веществ, к массе в виде растворов додают красители, количество которых зависит от его интенсивности и цвета бумаги.
Бумажное полотно отливается на бумагоделательных автомобилях. Бумажная масса в очень сильно разжиженном состоянии (содержание полностью сухого вещества не выше 0,15% —1,5 г/л) поступает на сеточную часть автомобили, где она отливается — формуется и обезвоживается до содержания 18—20% полностью сухого вещества. уплотнение и Дальнейшее обезвоживание бумажного полотна производятся на прессовой части автомобили.
По окончании прессов бумажное полотно с содержанием полностью сухого вещества 320—400 г/л поступает на сушильную часть автомобили, где оно на вращающихся сушильных цилиндрах высушивается до содержания 6—7% жидкости.
В случае если бумага должна иметь машинную гладкость, то бумажное полотно пропускается по окончании бумагоделательной автомобили через каландры—последовательность расположенных приятель над втором чугунных валов. После этого бумажное-полотно наматывается на особые валы—тамбуры,— так получается «ролевая» бумага.
В случае если требуется ролевая бумага определенной ширины, то бумажное полотно разрезается на протяжении на отдельные полосы.
Дабы придать бумаге повышенный лоск, пропускают ее по окончании бумагоделательной автомобили через особый станок—суперкаландр, складывающийся из чередующихся железных и бумажных валов, расположенных вертикально (приятель над втором).
Разработка производства картона по большей части такая же, как и производства бумаги. Как указано раньше, главное различие между картоном и бумагой пребывает в весе 1 м2.
Бумагой считается продукция, вес 1 м2 которой образовывает от 6 до 250 г.
Картонное полотно отливается на картонных автомобилях горизонтального типа («столовых») либо на круглосеточных автомобилях, каковые бывают одноцилиндровыми, двухцилиндровыми иj многоцилиндровыми. Одно- и двухцилиндровые автомобили для производства картона именуются папочными автомобилями и производят лишь листовой картон в сыром виде, Что подлежит предстоящему обезвоживанию на гидропрессах, лощению и высушиванию.
Круглосеточные и столовые картонные автомобили состоят, как и бумагоделательные автомобили, из таких частей: сеточной (формовоч-но-отливной), прессовой сушильной и отделочной (для разрезки и глазировки картона на отдельные рулоны либо на страницы). Степень размола, добавление проклеивающих веществ и степень лоска зависят от потребительских свойств и назначения картона.
Классификация бумаг
В зависимости от назначения бумажная продукция делится на 12 классов, из них пять относятся к разделу бумаг, четыре—к разделу картонов и три—к разделу особенных видов бумажной продукции. Раздел бумаг со своей стороны делится на группы, группы—па виды, а виды—время от времени на сорта.
Бумага
Класс А. Печатные бумаги. Эти бумаги предназначены для печатания. К классу печатных бумаг относятся три группы: а) газетная, б) книжно-журнальная, в) особые и вспомогательные печатные бумаги.
Газетная бумага выпускается в ролевом и листовом виде. Книжно-журнальные бумаги в зависимости от вида печати различают: типографские, литографские, офсетные и для глубокой печати. В зависимости от состава волокна эти бумаги подразделяются на сорта I, II и III.
Особые и вспомогательные печатные бумаги используются для печатания обложек, афиш, билетов, документов, других видов и карт печатной продукции.
Из этого класса в картонажном производстве используются: литографская бумага для этикеток, блонды и наклеек; обложечная бумага весом 180—200 г/.и2 (окрашенная в яркие тона помогает для облицовки больших изделий — картотек, футляров); афишная бумага, окрашенная в яркие цвета, используется для облицовки коробок, небольших пакетиков. Картографическая бумага используется для изготовления складных пачек, конгревных работ, для того чтобы с художественной печатью.
Класс Б. Писчие и чертежные рисовальные бумаги с целевым назначением для письма, рисования и черчения. К группе писчих бумаг относятся: обычная писчая (сорт № I, II и III), тетрад, ная бумага (№ I и II) и писчая цветная (бывшее наименование «альбомная»), В картонажном производстве писчая бумага используется для оклейки разных изготовления и коробок этикеток, а писчая цветная — для наружной и внутренней облицовки коробок, других изделий и пакетов.
Чертежные бумаги используются для черчения на них тушью. Рисовальные бумаги помогают для рисования карандашом либо акварельными красками. Это—высокосортные бумаги с сильной проклейкой; в картонажном производстве они используются для отделочных подробностей с конгревным тиснением, для внутренней отделки дорогих подарочных коробок.
Класс В. Оберточно-упаковочные и этикетные бумаги. Эти бумаги помогают для упаковки разных товаров либо для этикеток па упаковке.
В данный класс входят четыре группы:
1-я несколько—-низкосортные оберточные бумаги, имеющие универсальное назначение. В картонажном производстве они используются в основном для упаковки готовых изделий, а более прочные из них, к примеру крафтбумага, для креплений при сборке коробок и других картонажных изделий.
2-я несколько включает оберточно-упаковочные специальные бумаги: галошную, мануфактурную, для мешочной тары, пакетов. В картонажном производстве бумаги данной группы используются для облицовки коробок (мануфактурная, бутылочная), для крепления каркасов при сборке коробок и пакетов и изготовления мешков.
3-я несколько включает упаковочно-этикетные и оклеечные бумаги: пачечную, спичечную, чайную, этикетную. Из данной группы в картонажном производстве по большей части используется пачечная бумага, а для облицовочных работ все остальные сорта.
К 4-й группе относятся жиронепроницаемые упаковочные бумаги, служащие для упаковки жирных и мокрых продуктов. Ко мне относится растительный пергамент, подпергамент и пергамин.
В картонажном производстве эти бумаги используются для внутренних вкладышей, окантовки коробок, для изоляционных подклеек, изготовления капсюлей для других целей и конфет.
Класс Г. Торгово-промышленные и технические бумаги. Эти бумаги используются в качестве запасных материалов в разных отраслях индустрии. К этому классу относятся гильзовые и раскурочные бумаги, использующиеся для изготовления папиросных гильз: папиросная—филигран, мундштучная бумага, курительная бумага (вес 25 г/м2) и раскурочная.
В картонажном производстве эти бумаги используются для внутренних вкладышей.
В данный класс входит кроме этого несколько особых технических бумаг (шпульная, патронная), имеющая использование в картонажном производстве для навивки бумажных цилиндров, производства пеналов и Др.
Класс Д. Бумаги-базы. Эти бумаги используются в разных отраслях индустрии в качестве главного материала для переработки. Ко мне относятся бумаги: для обоев, парафинироваиия, мелован и я, и для изготовления светочувствительных и фотобумаг.
Кое-какие из этих бумаг смогут быть использованы в картонажном производстве как до, так и по окончании переработки, как, к примеру, мелованная бумага для облицовочных работ и этикеток.
Уровень качества бумаги всех классов должно соответствовать ГОСТ.
Картон
Класс Е. Переплетно-картонажно-коробочные картоны. Они используются для изготовления коробок, картонажей и др.
Класс Ж. Электроизоляционные картоны. Используются в электропромышленности (электротехнический прессшпан).
Класс 3. Строительные и кровельные картоны. Помогают как строительный и кровельный материал (толевый и рубероидный картоны).
Класс И. Технические и поделочные картоны. Используются в разных отраслях индустрии в качестве вспомогательного, технического и поделочного материала (картон прокладочный фланцевый, картон влагонепроницаемый—автомобильный, картон матричный, кожкарток и др.).
В картонажном производстве используются в основном картоны класса Е, исходя из этого эти сорта разглядим подробнее. Остальные картоны являются случайными в картонажном производстве и громадного применения не имеют.
Переплетно-картонзжно-коробочные картоны в зависимости от состава по волокну вырабатываются следующих групп:
а) Бурый картон; он складывается из 100%, бурой древесной массы; вес 1 м2—от 300 до 1700 г, толщина его—от 0,4 до 2,5 мм; удельный вес — не меньше 0,7. Данный картон используется для изготовления разных коробок без облицовки бумагой, футляров и цельно-штампованных коробок.
б) Белый древесный картон; он складывается из 100% белой древесной массы; вес 1 м2 от 300 до 1700 г, удельный вес его—не меньше 0,6. Данный сорт картона благодаря его незначительной механической прочности используется в картонажном производстве для изготовления коробок с бумажной облицовкой, коробок для пищевых продуктов, папирос и многих вторых целей.
в) Соломенный картон складывается из 100% соломенной массы; вес его от 300 до 1700 г/м2. В картонажном производстве возможно применен для изготовления коробок для обуви, разных футляров и т. д.
г) Макулатурный картон вырабатывается из отходов бумажной продукции разных индустрии; вес его от 300 до 3000 г/м2. Используется в картонажном производстве для изготовления сшивных, клееных, складных и штампованных коробок.
Все указанные выше картоны должны быть глазированными и не должны расслаиваться без посторонних упрочнений.
Не считая перечисленных сортов коробочного картона, в картонажном производстве используют много картон белый и разных цветов. Данный картон производят на многоцилиндровых круглосеточных картонных автомобилях. На этих автомобилях приобретают всевозможный картон как по составу волокна, так и по проклейке и отделке.
Механическая прочность для того чтобы картона в полной мере удовлетворяет требованиям картонажного производства.
Белый коробочный картон, изготовляемый этим способом, имеет наружный слой из беленой сульфитной целлюлозы.
Верхний и нижний покрывные слои картона, выработанного на многоцилиндровых автомобилях, смогут иметь разные цвета. Данный сорт картона в большинстве случаев выпускается весом от 300 до 700 г/л2 и отличается высокой степенью глазировки. Он известен называющиеся «альбертивского».
В картонажном производстве используется кроме этого так называемый «бристольский» картон, приобретаемый методом склеивания нескольких слоев плотной бумаги; в большинстве случаев наружный слой представляет собой беленую либо цветную бумагу ярких тонов. Бристольский картон пропускается через каландры и имеет , высокую степень лоска; используется для складных коробок, оформленных печатью конкретно на картоне в одну либо пара красок.
