В зависимости от режима размола
можно получать бумажную массу различной
степени помола: от низкой (садкая масса)
до высокой (жирная масса). Для получения
садкой массы размол ведут в режиме, обеспечивающем
преимущественно рубку волокон над поверхностным
фибриллированием. В процессе формования
листа бумаги масса низкой степени помола
(садкая) быстро оседает на сетке, легко
обезвоживается и образует рыхлую и пористую
структуру листа. Для высокой степени
помола массы (жирная масса) характерно
преобладание фибриллированных волокон
с хорошо разработанной поверхностью,
которые труднее обезвоживаются на сетке
бумагоделательной машины и образуют
плотную, сомкнутую и прочную структуру
листа. Характер помола массы выбирают
в зависимости от вида и качества вырабатываемой
бумаги и картона.
Проклейка. Назначение проклейки — придание
бумаге или картону ограниченных впитывающих
свойств по отношению к воде, чернилам,
типографской краске и другим жидкостям
и улучшение многих других физико-механических
свойств. При неограниченном впитывании
(у неклееной бумаги), например, чернил,
они будут впитываться в толщу листа бумаги,
расходиться и проходить на его обратную
сторону. Полное отсутствие впитывающих
свойств будет вызывать стекание чернил
с поверхности бумаги. Первое и второе
явление делают бумагу непригодной для
письма и печати. Поэтому процесс проклейки
призван обеспечивать для каждого конкретного
вида бумаги и картона свою строго определенную
впитывающую способность, которая оценивается
степенью проклейки.
Различают поверхностную проклейку
и проклейку в массе. Поверхностную проклейку
осуществляют нанесением крахмального
или животного клея на поверхность готовой
бумаги. Применяется она для производства
некоторых специальных высокосортных
видов бумаги – документной, чертежной,
картографической и др. Подавляющее большинство
видов бумаги и картона проклеивается
введением проклеивающих веществ в бумажную
массу перед отливом бумажного листа,
т. е. проклеивается в массе. Для проклейки
в массе применяют гидрофобные (водоотталкивающие)
вещества, а процесс проклейки все чаще
называют гидрофобизацией бумаги или
картона. Основным гидрофобизующим веществом
является канифоль, выделяемая из смолы
хвойных древесных пород.
Наполнение. Под наполнением бумаги понимают
введение в композицию бумаги минеральных
веществ-наполнителей для улучшения ее
качества и экономических показателей.
Введением наполнителей в композицию
бумаги достигаются следующие цели: снижается
себестоимость производства бумаги, так
как стоимость наполнителя ниже стоимости
волокон, часть которых заменяется наполнителем;
повышается белизна бумаги, поскольку
почти все наполнители имеют более высокую
степень белизны, чем волокна; существенно
увеличивается гладкость поверхности
бумаги за счет заполнения частичками
наполнителя пор и неровностей между волокнами
на шероховатой поверхности листа; уменьшается
непрозрачность бумаги, что дает возможность
писать и печатать с обеих сторон листа;
улучшается равномерность просвета; увеличивается
мягкость и пластичность – бумага меньше
«шумит» при перелистывании; снижается
объемная масса, пористость и, следовательно,
впитываемость типографских красок и
т. п.
Аккумулирование. Приготовление бумажной массы
проводят в размольно-подготовительном
отделе. Потоки волокнистых, наполняющих,
проклеивающих, окрашивающих и других
материалов, составляющих композицию
данного вида будущей бумаги, направляются
в дозатор или составитель композиции,
где они непрерывно и строго дозируются
в заданном соотношении, а затем поступают
в мешальный бассейн. В этом бассейне масса
тщательно перемешивается и аккумулируется
(накапливается).
Рафинирование (очистка). Рафинирование бумажной массы
производится перед ее подачей на машину
в аппаратах непрерывного действия —
конических и дисковых мельницах. В процессе
рафинирования бумажной массы происходит
выравнивание степени помола массы, устранение
пучков волокон и некоторый подмол массы.
Для этого мельницы устанавливают после
машинного бассейна непосредственно перед
бумагоделательной машиной.
Выпуск массы на бумагоделательную
машину. По выходе из машинных бассейнов
масса при концентрации 2,5— 3,5 % дозируется
и направляется на бумагоделательную
машину. Перед поступлением на машину
она разбавляется оборотной водой, очищается
от посторонних загрязнений, а также от
узелков и комочков. Для поддержания постоянной
массы 1 м2вырабатываемой
бумаги необходимо, чтобы в единицу времени
на сетку машины поступало одно и то же
количество массы, при этом скорость машины
должна быть постоянной. Скорость машины
изменяют при переходе на выработку другого
вида бумаги.
На современных бумагоделательных
машинах массу 1 м2 вырабатываемой бумаги поддерживают
постоянной автоматическими регуляторами.
На бумагоделательную машину массу подают
с помощью насоса и ящика постоянного
напора. Масса, поступающая на бумагоделательную
машину, разбавляется водой в смесительном
насосе. Разбавление необходимо, во-первых,
для последующей очистки массы, так как
из густой массы трудно удалять загрязнения,
и, во-вторых, для лучшего формования бумаги
на сетке бумагоделательной машины.
Формирование бумажного листа
на сетке бумагоделательной машины. Бумажная
масса, разбавленная до необходимой концентрации
и очищенная от посторонних включений,
поступает в напорный ящик бумагоделательной
машины. Необходимая степень разбавления
массы для отлива бумаги на сетке бумагоделательной
машины зависит от массы 1 м2бумаги, рода
волокна и степени помола массы. Формирование
бумажного листа на сетке бумагоделательной
машины. Бумажная масса, разбавленная
до необходимой концентрации и очищенная
от посторонних включений, поступает в
напорный ящик бумагоделательной машины.
Необходимая степень разбавления массы
для отлива бумаги на сетке бумагоделательной
машины зависит от массы 1 м2 бумаги, рода волокна и степени
помола массы
Напуск массы на сетку. Эта операция осуществляется
при помощи напускного устройства — напорного
ящика. Для нормальной работы машин при
скоростях 450—500 м/мин требуется напор
массы в напорном ящике 2,5—3 м, при скорости
600 м/мин — около 4,2 м и т. д. Напускное устройство
обеспечивает напуск бумажной массы на
бесконечную сетку, движущуюся в направлении
от грудного к гауч-валу, с одинаковой
скоростью и в одинаковом количестве по
всей ширине сетки. Напуск массы осуществляется
почти параллельно сетке без всплесков.
Скорость напуска массы на сетку должна
быть на 5—10 % ниже скорости сетки. Если
скорость массы значительно отстает от
скорости сетки, то увеличивается продольная
ориентация волокон (ориентация в машинном
направлении) и прочность бумаги в продольном
направлении
Формирование бумажного
листа (отлив). Формирование, или отлив, бумажного
листа представляет собой процесс объединения
волокон в листовую форму с созданием
определенной объемной капиллярно-пористой
структуры. Этот процесс осуществляется
на сеточной части бумагоделательной
машины постепенным и последовательным
удалением воды из бумажной массы (обезвоживанием).
Режим обезвоживания, начинаемый в начале
сеточного стола и заканчиваемый сушкой
бумаги в сушильной части, на всех этапах
технологического процесса оказывает
существенное влияние на качество бумаги
и производительность машины
Прессование. После сеточной части бумажное
полотно поступает в прессовую, состоящую
обычно из нескольких прессов, на которых
оно последовательно обезвоживается до
сухости 30— 42 %. Для интенсификации обезвоживания
полотна в прессовой части применяют прессы
с желобчатыми валами и повышенным линейным
давлением между ними. Важное значение
для обезвоживания полотна имеют надлежащий
подбор сукон и их кондиционирование.
Бумажное полотно, сформованное в сеточной
части, автоматически вакуум-пересасывающим
устройством передается на сукно прессовой
части. Современные конструкции комбинированных
многовальных прессов обеспечивают прохождение
бумаги без свободных участков (участков,
где полотно бумаги не поддерживается
сукном), что позволяет осуществить безобрывную
проводку бумаги в прессовой части
Сушка. В сушильной части бумагоделательной
машины бумажное полотно обезвоживается
до конечной сухости 92—95 %. В процессе
сушки удаляется 1,5—2,5 кг воды на 1 кг бумаги,
что примерно в 50—100 раз меньше, чем на
сеточной и прессовой частях машины. При
сушке одновременно происходит дальнейшее
уплотнение и сближение волокон. В результате
повышается механическая прочность и
гладкость бумаги. От режима сушки зависят
объемная масса, впитывающая способность,
воздухопроницаемость, прозрачность,
усадка, влагопрочность, степень проклейки
и окраска бумаги.
Сушка бумаги на сушильном цилиндре
состоит из двух фаз: на нагретой поверхности
цилиндра под сукном и на участке свободного
хода, т. е. когда бумажное полотно переходит
с одного цилиндра на другой. В первой
фазе, под сукном, испаряется основное
количество влаги: на тихоходных машинах
до 80—85 %, на быстроходных до 60—75 % всей
влаги, испаряемой в сушильной части машины.
Во второй фазе, на участках свободного
хода влага испаряется с обеих сторон
бумаги за счет тепла, поглощенного бумагой
в первой фазе сушки. При этом бумага в
зависимости от скорости машины претерпевает
понижение температуры на 4—15°. При падении
температуры снижается скорость сушки,
особенно на тихоходных машинах, так как
на них падение температуры полотна бумаги
больше, чем на быстроходных. С повышением
скорости машины количество испаряемой
воды на участке свободного хода бумаги
увеличивается. С уменьшением количества
воды в бумажном полотне интенсивность
сушки на свободном участке понижается
Отделка. После сушки бумажное полотно
с целью уплотнения и повышения гладкости
проходит через машинный каландр, состоящий
из расположенных друг над другом 2—8 валов.
Полотно, огибая поочередно валы каландра,
проходит между ними при возрастающем
давлении. Современные машинные каландры
снабжаются механизмами прижима, подъема
и вылегчивания валов. Нижний вал и один
из промежуточных выполняются с регулируемым
прогибом, что позволяет применять высокие
давления в захватах валов при сохранении
равномерности давления по ширине полотна.
Пройдя каландр, бумажное полотно непрерывно
наматывается на тамбурные валы в рулон
диаметром до 2500 мм. Перезаправка с одного
тамбурного вала на другой осуществляется
при помощи специальных механизмов и устройств.
После бумагоделательной машины
бумага поступает на продольно-резательный
станок и далее к упаковочной машине. Для
получения более высоких показателей
плотности, гладкости и лоска большинство
видов бумаги для печати, писчей и технической
пропускают через суперкаландр. Готовую
бумагу разрезают на рулоны или листы.
Последние считают и упаковывают. Рулоны
также упаковывают и отправляют на склад.
Некоторые виды бумаги (конденсаторная,
мундштучная, для телеграфной и кассовой
лент и др.) разрезают на узкие ленты и
наматывают в бобины (узкие рулончики).
Избыток оборотной воды направляют
в улавливающую аппаратуру, откуда уловленные
волокна используются в производстве,
а осветленная вода идет в сток. Бумажный
брак с бумагоделательной машины, суперкаландра,
станков, разрезающих бумагу, ее перематывающих
и упаковывающих, идет на переработку
и в виде волокнистой массы используется
для изготовления бумаги.
5. Производство
"тонкого картона".
Материалы для картона употребляются
следующие: тряпье и суррогаты: солома,
механическая древесная масса, корье-дубло,
мочала (рогожи, кули, лапти), исписанная
и печатная бумага (макулатура). Тряпьё предпочитается низших сортов, дешевое,
хлопковое (ситец, коленкор, вата) и шерстяное (суконное и полусукно), джутовые мешки, канаты и веревки, льняная
солома, конопляный счес (пакля), сети, парусина, мешковина, тряпичная
пыль, клеенка, дерюга, портянки, опорки,
маты, всякие тряпки, вязанье и т. п. Тряпье
разбирается на сорта. В день рабочий рассортирует
около 12 пд. Фабричные операции картонного
производства следующие: сортировка тряпья
и т. п. материалов; разрезка тряпок и др.
материалов; промывка и варка тряпья; состав
массы и шведской папки; подмесь глиной
и т. п. минеральными веществами; листоформование
и папки; прессование и сушка и папки. Рассортированное
тряпье разрезывается ручными инструментами
и тряпорезкой, с производительностью
около 200 пд. в день. Изрезанное или рубленное
тряпье варится в котлах с известью около
14 часов, при давлении пара в 4 атмосферы,
в железных, шарообразных или цилиндрических
котлах (парильниках). При варке канатов
берется 6 % извести сухой, а для соломы
около 11 %. Вываренное и промытое в парильнике
тряпье измельчается в полумассу и затем
в массу в ролах. Сваренная солома обрабатывается
под бегунами, в 1/4 часа около 4,5 пд. при
работе 3-х паровых лошадиных сил. Средний
состав массы из разных материалов для
переплетного — канатов 2 ч., коленкору
2 ч., брака 1 ч., пыли 3 ч., бумаги-браку —
1 ч., соломы или древесины 1 ч. Для строительного
употребляется: канатов, пакли, рядинной
тряпки — 15, ваты, ситца — 60, бумаги — 10,
сукна — 15. Для шведской папки: рядинной
и пакли конопляной — 50, ваты и коленкора —
35, сукна — 15. Глины белой или простой синей,
мергеля (глины с мелом) кладется около
25 % в зависимости от состава волокнистой
массы; чем более крепких волокон (пеньковых,
джутовых), тем более, до 30 %, можно класть
минеральных подмесей. из мочала состоит
из 70 % мочала и 30 % льняной тряпки.
Листоформование производится ручным
способом на формах или черпалках и на
машинах горизонтальной или выделывается
на цилиндрической машине. При ручном
формовании из бумажной массы получают
листы, которые соединяют под давлением,
склеивают под прессом, сырых листов до
12-15, намазывают листы крахмальным клейстером, прессуют и вальцуют.
6. Перспективные
области применения и развития
производства тонкого картона.
Ожидаемое повышение спроса на упаковку
из "тонкого картона",в ближайшие
несколько лет составит в среднем 4,4 % в
год. По оценкам экспертов, рост спроса
на картон «хром-эрзац» будет составлять
20-25 % в год. Законы рынка заставляют отечественных
производителей переходить на качественно
новый уровень упаковки. Многие производители
картона «хром-эрзац» отреагировали на
запросы потребителей и проводят модернизацию
предприятий. В этом им должно помочь и
государство: согласно принятым в конце
2002 г. Правительством РФ «Основным направлениям
развития лесной промышленности до 2015 г.»
планируется значительно увеличить продажи
лесобумажной продукции на внутреннем
рынке. Первым свидетельством долгожданной
политики поддержки отечественных производителей
стала отмена в декабре 2002 г. таможенной
пошлины на вывоз из России отдельных
видов изделий из бумаги и картона.