Опубликован: 01.11.2006 | Уровень: для всех | Доступ: платный
Лекция 9:

Выбор и использование бумаги

9.2.3. Выбор композиции бумажной массы

Имея возможность выбора из нескольких видов волокнистой массы, изготовитель бумаги решает, какой из них в наилучшей степени удовлетворяет предъявляемым к качеству бумаги требованиям.

Он также добавляет в исходный материал химические реактивы, играющие роль наполнителей и связующих элементов.

Ниже приведены основные характеристики каждого вида.

  1. Механическая масса, получаемая измельчением древесины: низкая стоимость; при смешении с 20% целлюлозы пригодна для газетной бумаги, бумаги для книг в мягкой обложке, дешевых книг (при условии хорошего отбеливания!). Со временем желтеет.
  2. Механико-химические массы. Рафинированная механическая масса: качество несколько выше, чем у механической массы, но со схожими свойствами; та же область применения.

    Термомеханическая масса: хороша для получения бумаги среднего качества при смешивании с целлюлозой, желтеет аналогично механической массе.

    Химико-термомеханическая масса: самая высококачественная из получаемой механическим способом; пригодна для получения бумаг с хорошими характеристиками по печатным свойствам и непрозрачности в сочетании с более дорогой химической массой.

  3. Химические волокнистые массы.

    Из мягкой древесины. Длинные волокна. Для качественной и прочной бумаги, хороша для печати, гладкая поверхность. Отбеленная крафт-целлюлоза из мягких пород древесины является стандартной для изготовления печатных бумаг без древесной массы.

    Из твердой древесины. Короткие волокна придают бумаге плотность и непрозрачность. Смешивается с целлюлозой, полученной из мягкой древесины.

  4. Волокнистая масса из вторичного сырья. Бывает различных сортов, в зависимости от типа изначально используемой бумаги.

Осуществив основной выбор, изготовитель должен теперь ввести в волокнистую массу ряд химических добавок, с помощью которых можно достичь требуемого качества готовой бумаги. Рассмотрим виды и назначения добавок.

Проклеивающие вещества. Проклеивающие вещества добавляются для улучшения водостойких свойств бумаги и уменьшают впитывание краски в поверхность бумаги при печати.

Традиционно используемыми добавками являются сульфат алюминия и канифоль. Сульфат алюминия является слабой кислотной субстанцией, и в соответствии с экологическими требованиями (а также жалобами работников архивов и библиотек) в настоящее время был разработан ряд синтетических химически нейтральных добавок. Бумага, полученная с использованием этих добавок, называется бумагой с нейтральной проклейкой.

Процесс добавления проклеивающих веществ к основной волокнистой массе иногда называют машинной проклейкой, или внутренней проклейкой.

Наполнители для гладкости и непрозрачности. Основным ингредиентом для придания бумаге гладкости и непрозрачности служит каолин; он химически инертен и может использоваться совместно с кислотными проклеивающими добавками.

Карбонат кальция (мел) в настоящее время используется в качестве заменителя каолина для придания бумаге непрозрачности, но он может применяться только с синтетическими нейтральными проклеивающими добавками (не может использоваться в комбинации с традиционными кислотными проклеивающими добавками, поскольку вступает с ними в реакцию). Он несколько грубее, чем каолин, и делает поверхность бумаги более абразивной.

Диоксид титана является очень эффективной добавкой, придающей бумаге светонепроницаемые свойства, но он довольно дорог. (В этом случае также имеет место загрязнение окружающей среды, поэтому использование диоксида титана проблематично.)

Наполнители для придания оттенка и белизны. Оттенок имеет весьма важное значение, и различные оттенки бумаги получают добавлением различных красящих веществ: органических и неорганических агентов и специальных химикатов для яркости и придания флюоресцентной белизны.

Другие добавки. Другие добавки могут включать, например, пеногасители, облегчающие процесс производства.

В зависимости от типа, бумага может содержать от 5% до 30% наполнителей.

9.2.4. Подготовка бумажной массы

После выбора волокнистой массы и добавок можно готовить смесь для подачи в бумагоделательную машину.

Расщепление

При изготовлении бумаги на бумажном комбинате готовая волокнистая масса в жидкой форме перекачивается в зону подготовки бумажной массы, после чего она готова к смешиванию с другими компонентами, рассмотренными выше.

Если волокнистая масса прибывает на фабрику из другого места, на первом этапе брикеты должны быть вновь превращены в жидкую форму. Для этого используется гидропульпатор, представляющий собой большой круглый металлический бак, в котором брикеты растворяются и смешиваются с водой.

Именно теперь могут быть добавлены дополнительные ингредиенты: проклеивающие вещества, наполнители, красители и другие химические добавки.

Весь этот процесс называется расщеплением, а его целью является получение однородной, растворенной массы, готовой к дальнейшим этапам производства.

Рафинирование (перемалывание)

После гидропульпатора смесь в виде мокрой субстанции перекачивается через несколько конических рафинирующих устройств. Внутри этих конических контейнеров имеется ряд металлических лезвий-ножей, вращающихся на центральной оси, а также неподвижных ножей.

По мере поступления перекачиваемой смеси через каждое рафинирующее устройство, она перемалывается лезвиями – при этом волокна становятся ворсистыми, отделяются и фибриллируются таким образом, что стенки волокон разрушаются и распадаются на фрагменты. После этого волокна занимают большее пространство и лучше поглощают воду, что делает их более пригодными к обработке на сетках бумагоделательной машины на следующем этапе.

Длительность процесса рафинирования играет важную роль для придания готовому продукту требуемых характеристик. При длительном рафинировании значительно уменьшается длина волокон и содержание в них воды, поэтому при дальнейшей обработке на сетках между волокнами остается мало воздуха, а бумага становится как бы жиронепроницаемой. При слишком малом времени рафинирования волокна не в полной мере подвергаются фибрилляции, при обработке на сетках волокна переплетаются и перепутываются, а бумага становится излишне водопроницаемой.

После рафинирующих устройств масса проходит через серию центробежных чистящих устройств, а затем может подаваться в бумагоделательную машину.

Камила Джепарова
Камила Джепарова
Анна Терентьева
Анна Терентьева
Екатерина Бобылева
Екатерина Бобылева
Россия
Наталья Кириллова
Наталья Кириллова
Россия