Приготовление бумажной массы (размол, проклейка, подцветка, окраска, еаполнение)

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Производство бумаги включает в себя следующие стадии: приготовление бумажной массы и ее подготовка к получению бумаги, изготовление бумаги, отделка и переработка бумаги.

Приготовление бумажной массы включает в себя следующие операции: размол волокнистых материалов, проклейка, наполнение и крашение.

Размолом называется процесс механической обработки волокна в водной среде, выполняемый в размалывающих машинах - мельницах. Общим принципом работы размалывающих аппаратов является то, что размол происходит благодаря действию на волокно двух поверхностей, одна из которых представляет собой систему неподвижных, а вторая - подвижных ножей (выступающих планок), размещенных соответственно на внутренней поверхности аппарата и вращающемся диске или роторе. В результате размола волокна расчесываются, расщепляются (фибриллируются) и укорачиваются. Волокно становится более пластичным и эластичным, увеличение степени помола позволяет волокну удерживать воду. Способность волокна удерживать воду характеризуется степенью помола. Это очень важная величина, которая зависит от вида и качества вырабатываемой бумаги. Чем выше степень помола, тем большее количество воды удерживает волокно. Волокно с низкой степенью помола легко оседает, быстро отдает воду и образует рыхлую и пористую структуру листа. Волокно с высокой степенью помола плохо отдает воду и образует плотную и сомкнутую структуру листа.

На результаты размола влияет ряд технологических факторов: вид массы, концентрация и скорость ее подачи, зазор между ножами, форма ножей и качество их заточки, температура размола.

Проклейка - это процесс обработки волокна с целью придания бумаге прочности и гидрофобности.

Известно, что наличие в целлюлозе большого количества гидроксильных групп придает бумаге гидрофилъность. При этом бумага при контакте с водой набухает, изменяется в размерах и теряет прочность.

Полное отсутствие впитывающих свойств будет вызывать стекание водной краски с поверхности бумаги. Напротив, при неограниченном впитывании краска может проходить на обратную сторону бумаги. Таким образом, как высокая, так и низкая впитываемость делает бумагу непригодной для печати. Поэтому процесс проклейки бумаги призван обеспечить для каждого ее вида строго определенную впитывающую способность, которая оценивается степенью проклейки. Чтобы уменьшить влаговосприимчивость бумаги, надо добиться изоляции гидрофильной целлюлозы. С этой целью в состав бумаги вводят гидрофобные вещества.

Существуют два способа проклейки: поверхностная проклейка и проклейка в массе. Поверхностную проклейку осуществляют нанесением клея на поверхность готовой бумаги. Она применяется для производства специальных видов бумаги - документной и картографической. Большинство видов бумаги проклеивается путем внесения проклеивающих веществ непосредственно в бумажную массу перед отливом продукции.

В качестве проклеивающих веществ применяют: канифоль, парафин, таловый пек, нефтеполимерные смолы, крахмал, натрий КМЦ.

Канифоль — смолообразный, гидрофобный продукт, получаемый после удаления из природной сосновой смолы скипидара. Все виды канифоли представляют собой твердые хрупкие вещества от светло-желтого до темно-коричневого цвета, она нерастворима в воде. С химической точки зрения канифоль представляет собой смесь высоко-молекулярных смоляных кислот. Основной представитель этих кислот - абиетиновая кислота состоит из большого неполярного радикала, содержащего 19 атомов углерода, и полярной карбоксильной группы. На практике вместо канифоли используют модифицированную канифоль в виде так называемого канифольного клея. Канифольный клей представляет собой продукт частичного омыления (натриевую соль) канифоли.

Полученный канифольный клей легко разбавляется водой с образованием коллоидного раствора. Канифольный клей вводят в бумажную массу в количестве от 0, 5 до 3 % от массы волокна. В присутствии большого количества воды, содержащейся в бумажной массе, натриевая соль канифоли гидролизуется с образованием канифоли.

Канифоль в воде нерастворима и поэтому осаждается на целлюлозном волокне. Для того чтобы процесс закрепления частиц канифоли на волокне прошел, в массу добавляют также сульфат алюминия, который в воде образует гидроокись алюминия. Гидроокись алюминия хорошо закрепляется как на целлюлозе, так и на канифоли, что обеспечивает высокую степень удержания канифоли на волокне.

Парафин представляет собой смесь твердых, гидрофобных алканов, содержащих 19-35 атомов углерода и получаемых при переработке нефти. Приготовление парафиновой эмульсии заключается в диспергировании парафина в воде. Для облегчения получения дисперсии парафина применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Так как соли канифоли также являются и ПАВ, то применяют канифольно-парафиновую проклейку.

Крахмал полисахарид содержится в клубнях картофеля, кукурузе и маисе в виде мельчайших зерен. Цвет в зависимости от сорта изменяется от серого до белого. Нерастворим в холодной воде, при нагревании до температуры 60-70°С. Зерна крахмала лопаются, в результате образуется коллоидный раствор в виде липкого клея.

Контроль качества проклейки бумаги осуществляется в нанесении на бумагу стандартными чернилами с помощью рейсфедера линий различной толщины. За степень проклейки принимается наиболее широкая линия, при которой чернила не расплываются и не проникают на обратную сторону листа. Например, типографская бумага имеет проклейку не менее 0, 25 мм, а писчая - 1, 25 мм.

Наполнители используют для улучшения некоторых показателей качества бумаги. Кроме того, введение наполнителя снижает себестоимость бумаги, повышает ее белизну, гладкость, мягкость, уменьшает непрозрачность. Снижение себестоимости бумаги связано с тем, что наполнитель, как правило, дешевле целлюлозы. Повышение белизны обусловлено тем, что все наполнители имеют белизну более высокую, чем целлюлоза. Улучшение гладкости происходит потому, что частицы наполнителя заполняют поры и неровности в бумажном листе. Так как некоторые из наполнителей имеют коэффициент преломления более высокий, чем целлюлоза, то их присутствие способствует рассеиванию света, что находит свое отражение в росте непрозрачности бумаги. Регулируя содержание наполнителя, можно изменять впитываемость печатных красок.

Количество наполнителя по толщине бумажного листа зависит от стороны бумаги. Так как размер частиц наполнителя значительно меньше размера волокна, то в процессе получения бумаги наполнитель начинает оседать позже волокна. И поэтому с лицевой стороны бумаги наполнителя содержится больше, чем с сеточной.

О содержании наполнителя в бумаге судят по показателю ее зольности. Зольность определяют путем нахождения массы остатка, оставшегося после сжигания навески бумаги, и выражают в процентах к массе бумаги.

Общим недостатком введения наполнителей является снижение прочностных свойств бумаги, ее степени проклейки, которое проявляется в так называемой пылимости — отделении от бумаги ее мелких частиц.

В качестве наполнителей используют неорганические вещества природного или искусственного происхождения: каолин, химический мел, сернокислый барий, диоксид титана, тальк. Содержание наполнителя в бумаге сильно колеблется и в зависимости от назначения может достигать 20-25 %.

С целью придания бумаге приятных, эстетических свойств некоторые ее виды производят цветными. Для крашения используют различные органические красители и пигменты. При введении в бумажную массу синего красителя происходит поглощение желтого оттенка, который присущ целлюлозе (подцветка), в результате чего желтизна в известной мере компенсируется. С этой же целью в бумагу вводят флуоресцентные пигменты.

Приготовление бумажной массы осуществляется в размольно-подгоотовительном отделе. Здесь происходит дозирование и смешение волокнистых, наполняющих, проклеивающих и окрашивающих материалов. Затем бумажная масса подвергается размолу в конических или дисковых мельницах. Перед подачей на бумагоделательную машину масса разбавляется водой до рабочей концентрации и поступает в напорный ящик. Оттуда она подается на сетку, где происходит ее обезвоживание и формирование влажного бумажного полотна. В зависимости от вида вырабатываемой продукции влажность бумажного полотна составляет 80-90 %. После прессовой части машины влажность полотна понижается и составляет 60-70 %, а после сушильной части 5-7%.

⇐ Предыдущая 1 23