Лекция №2. Изготовление бумаги из полуфабрикатов

Изготовление бумаги и картона из волокнистых полуфабрикатов складывается из следующих этапов: приготовление бумажной массы, отлив бумаги и ее отделка. Сущность производства бумаги состоит в формировании листа из волокнистого материала.

Это происходит на сетке бумагоделательной машины в результате удаления воды из бумажной массы, представляющей собой сильно разбавленную водой суспензию волокнистого материала.

Вода отфильтровывается через сетку, во­локна смыкаются и переплетаются между собой. Чтобы лист был прочным, плотным и гладким, волокнистый материал специально подготавливают.

Приготовление бумажной массы

Приготовление бумажной массы включает:

1. размол волокнистых материалов;

2. их проклейку;

3. введение в бумажную массу наполнителей, красителей и других веществ согласно составу данного вида бумаги;

4. регулировку концентрации.

После каждой операции массу очищают от посторонних включений.

Размол

заключается в механической обработке волокнистого материала в водной среде.

В результате волокнам придается способность к формированию структуры бумаги и образованию меж­волоконных связей.

Они становятся гибкими и пластичными, увеличивается их поверхность из-за набухания и фибриллирования, их гидроксильные группы подготавливаются к установлению водородных связей.

Для размола используют высокопроизводительное оборудование непрерывного действия—дисковые или конические мельницы.

Рабочей частью каждого размольного устройства является система неподвижных и движущихся ножей.

При размоле волокна подвергаются режущему, раздавливающему и расщепляющему действию ножей, гидродинамическим ударам, трению.

При этом происходит:

§ расчленение комочков и сгустков волокна,

§ гидратация,

§ фибриллирование,

§ укорачивание волокна.

1.разрушается и удаляется наружная оболочка волокна, сдерживающая набухание и фибриллирование.

2.обнажается его фибриллярная структура, облегчается доступ к фибриллам воды, вызывающей набухание и пластифицирование волокна. Набухшее волокно легко фибриллируется.

3.В результате механодеструкции снижаются молекулярная масса целлюлозы и степень кристалличности вследствие разрушения водородных связей между макро- и микрофибриллами. Волокно покрывается гибкими микро волокнистыми частицами. Это приводит к увеличению его поверхности и способности к межволоконным связям, необходимым при образовании структуры бумаги. Разрушение связей внутри волокна (внутренняя фибрилляция) повышает его гибкость и облегчает смыкание и переплетение с другими волокнами.

Удлиненная форма волокна необходима для формирования листа. Однако слишком длинные волокна агрегируются и образуют комки и сгустки, что нарушает структуру и ухудшает качество бумаги. Поэтому при размоле волокна укорачивают.

Наилучшим бумагообразующим свойствам соответствует длина волокна, при­близительно равная 0,7—1,0 мм.

Укорачивание особенно необходимо для длинноволокнистой тряпичной полумассы, хлопка, хвойной и в меньшей степени лиственной целлюлозы.

В меньшей степени нуждается в укорачивании коротковолокнистая древесная масса.

На результат размола влияют:

§ концентрация и скорость подачи массы;

§ температура и продолжительность размола,

§ материал,

§ форма и заточка размалывающих элементов,

§ величина зазора между ними

§ и скорость вращения.

Поэтому они подбираются в зависимости от вида волокнистого материала и от требуемых свойств бумаги.

Укорачивание волокна достигается при малых зазорах между ножами (0,1 мм и меньше), а расщепление и фибриллирование—при зазоре 0,4 мм.

жирный помол

Высокая степень фибриллирования называется жирным помолом, поскольку масса при этом кажется «жирной» на ощупь. Образование большого количества тонких и гибких фибрилл, гибкость и пластичность волокон, увеличение площади их суммарной поверхности способствуют хорошему смыканию и переплетению волокон и установлению между ними большого количества водородных связей.

Поэтому жирный помол применяется при изго­товлении плотной, мелкопористой, гладкой и прочной бумаги.

садкийпомол

Малая степень фибриллирования, или садкий помол, используется при изготовлении пористых бумаг.

Условия и результат размола зависят:

§ от вида волокнистого материала,

§ сырья, из которого он получен,

§ и способа его получения.

пример целлюлоза еловая, сосновая или лиственная, сульфитная, сульфатная, бисульфитная, древесная масса разных видов.

При изготовлении бумаги используют смеси волокнистых полуфабрикатов, чтобы обеспечить опти­мальное сочетание волокни­стых частиц—основы бумаги— и мелочи.

Все составные части полуфабрикатов размалывают отдельно, каждую по своему режиму, и смешивают в соответствии с составом данного вида бумаги.

Проклейка — физико-химическая обработка волокна

1. для снижения гидрофильности бумаги (гидрофобизующая проклейка) и

2. для улучшения свя­зей между волокнами в бумаге (связывающая проклейка).

Существуют два способа проклейки:

— проклейка в массе (проклеивающие вещества вводятся в бумажную массу до отлива бумаги)

— проклейка поверхностная (проклеивающие вещества наносятся на поверхность готовой бумаги во время ее отделки).

Гидрофобизующая проклейка.

Наличие в целлюлозе большого количества гидроксильных групп придает бумаге гидрофильность, поэтому она хорошо смачивается, впитывает воду и даже поглощает влагу из воздуха (гигроскопичность). При этом бумага набухает, изменяется в размерах, связи между волокнами ослабляются, и в результате, уменьшается ее прочность. Чтобы уменьшить влаговосприимчивость бумаги, надо уменьшить гидрофильность целлюлозного волокна, для чего в состав бумаги вводят гидрофобные вещества, не смачивающиеся водой.

Канифольная проклейка

производится в массе. В качестве гидрофобизующей добавки используется канифоль—твердая смола, получаемая из сосновой смолы (живицы) после отгонки из нее скипидара.

Она состоит из смеси смоляных кислот.

Для проклейки из твердой канифоли, нерастворимой в воде, готовят стабильную водную дисперсию, называемую канифольным клеем. Для этого ее варят с раствором соды до получения канифольного мыла. Образующийся коллоидный раствор называется бурым канифольным клеем.

Дата добавления: 2014-01-13