Технологій виготовлення паперової маси

Паперова маса, з якої виробляють папір І картон, складається з розмелених волокнистих речовин, води, наповнювачів, барв­ників і проклеюючих речовин. Шдготовлення паперової маси — дуже відповідальний технологічний процес, який значно впливає на якість отриманої продукції: паперу чи картону. Він складається з подрібнення, проклеювання, наповнення, фарбування тощо.

Подрібнення — один із найважливіших технологічних про­цесів у виробництві паперу. Від нього залежить якість паперу. Цей процес найбільш енергоємний. На подрібнення волокнистих речовин витрачається (60...70)% загальної кількості енергії в процесі виготовлення паперу. У ході подрібнення волокна вкоро­чуються, розщеплюються, розтираються та стискаються. Внаслідок подрібнення змінюються довжина та товщина воло­кон. Після подрібнення волокна стають еластичними, гнучкими та масними на дотик.

Волокнисті речовини подрібнюють на спеціальних машинах, які постійно вдосконалюють. До таких машин належать рол, конічний млин та дискові млини.

Рол використовують у процесі виготовлення тонких видів па­перу, які потребують тривалого подрібнення волокон, а також під час подрібнення ганчір'я.

Конічні млини довгий час використовували для допоміжного подрібнення після розмелювання на ролах і лише в 30-х роках XX ст. після вдосконалення їх використовують як основні маши­ни для подрібнення волокнистих речовин.

Дискові млини встановлено на всіх нових папероробних підприємствах. Порівняно з конічними млинами вони спожива­ють на (20...25)% менше енергії, мають значну продуктивність (до 650 т на добу), просту конструкцію.

Складовими частинами цього млина є два диски, з яких один обертається, а другий» залишається нерухомим. Це універсальні млини. При розмеленні волокон можна встановлювати різні тем­пературу та тиск.

Час подрібнення волокнистих речовин різний; у ролах а в млинах безперервної дії — секунди.

Проклеювання паперової маси. Рослинні волокна, з яких ви­робляють папір, мають здатність вбирати вологу. Щоб запобігти вбиранню води і деяких колоїдних розчинів, наприклад чорнила, та розтіканню їх по поверхні паперу, папір проклеюють.

Проклеювання можна проводити двома способами. За пер­шим способом спеціальні речовини (клеї) вводять у паперову ма­су перед виготовленням паперу. Ці речовини розподіляються рівномірно по всій товщині паперу. За другим способом клейкі речовини наносять на поверхню готового паперу. Клеї роз­поділяються в основному на поверхні паперу, а середина зали­шається непроклеєною. Другий спосіб економічно вигідніший,

оскільки клею витрачається менше. Проте він потребує додатко­вого обладнання. У промисловості використовують обидва спо­соби проклеювання.

Наповнення паперової маси. Багато видів паперу виробляють із використанням інертних наповнювачів. Наповнювачі погіршу­ють проклеювання паперу; щоб запобігти цьому, їх додають до паперової маси після клею.

Фарбування паперу. Для надання паперу певного забарвлення його фарбують. Фарбування проводять двома способами. За першим способом барвники наносять на поверхню готового па­перу, а за другим — додають до паперової маси (90% усього ви­робленого паперу фарбують саме цим способом, оскільки він простіший, не потребує додаткового обладнання).

Виготовлення паперу

Папір виробляють на папероробних машинах. Зараз кілька видів таких машин: плоскосіткові, круглосіткові (циліндрові, двосіткові, комбіновані тощо). Між собою вони різняться спосо­бом формування паперу. Найпоширенішими є плоскосіткові маши­ни. На них виробляють майже всі види паперу і деякі види картону.

Плоскосіткові машини складаються із сіткової, пресової, су­шильної та оздоблювальної частини.

На машині відбуваються безперервно та послідовно такі тех­нологічні процеси: відливання паперової маси, формування папе­ру, його зневодження, пересування, висушування, охолодження, оздоблення та складання готової продукції.

Сіткова частіша машини складається з. довгої сітки та плос­кого стола. Плоскосіткові машини можуть мати (2...4) сіткових столи, які розміщені один над одним. Ці машини призначені для виробництва багатошарового міцного паперу.

Сітка є основною складовою частиною папероробної машини. На сітці формується паперове полотно із суспензії та відбувається зневодження його до (17...22)%. Від добротності сітки залежать якість паперу та ефективність роботи машини. Тому сітка має бу­ти міцною, достатньо густою та рівномірно пропускати воду. Но­мер сітки залежить від кількості ниток основи, які припадають на 1 см ширини сітки. Чим тоншим має бути папір, тим краще повин­на бути подрібнена паперова маса і густішою має бути сітка.

Сітки виготовляють на ткацьких верстатах спеціальної конст­рукції з металевого дроту, де основою є дріт, виготовлений із

бронзи, а поробком — дріт із латуні. Виготовляють також сітки із синтетичних волокон. Сітки, виготовлені із синтетичних воло­кон довговічніші, у 6...8 разів легші, а виготовлений папір якісніший. Проте їх використання потребує більших затрат енергії, ретельнішого підготовлення паперової маси тощо.

Ретельно підготовлену паперову масу у вигляді суспензії, по­дають до машинної ванни, а звідти після додаткового очищення певними порціями — на стіл маишни.

Формують папір на сітковому столі, який є найважливішою складовою частиною машини. Сіткова частина машини має нескінченно рухому сітку, на яку безперервним рівномірним за шириною сітки потоком подають паперову масу. На сітковому столі відбуваються одночасно два важливих технологічних про­цеси — формування паперу з. водної суспензії паперової маси та її зневодження. Якість паперу залежить як від умов подання сус­пензії на сітку, так і від умов зневодження суспензії на ній. Для рівномірного розподілу суспензії на всю ширину сітки викорис­товують різного типу розподілювачі.

Швидкість подавання паперової маси на сітку впливає на ви­трату маси та якість паперу. Якість паперу залежить від рівно­мірного розподілу маси та розподілу волокон у повздовжньому та поперечному напрямах. Якщо швидкість потоку паперової ма­си менша від швидкості руху сітки, то волокна орієнтуються пе­реважно в повздовжньому напрямі. Міцність паперу в цьому на­прямку буде більшою, ніж у поперечному. На практиці швид­кості майже однакові. У процесі виробництва товстого паперу та картону швидкість руху сітки менша.

Зневодження паперової маси на сітці проводять фільтруван­ням. Швидкість якого впливає на якість паперу. Чим більша швидкість, тим гірша якість паперу.

Для поліпшення структури паперу в процесі зневодження на машині встановлено вирівнювач — легкий порожнистий валик, обтягнений сіткою, густішою, ніж основна сітка.

Якщо на сітку вирівнювача нанести випуклий рисунок, то в разі тиску валика на ще несформоване паперове полотно випук­лий рисунок розсуне волокна і відіб'ється на папері. Отримані рисунки називають водяними знаками. їх добре видно на просвіт.

Пресують зневоджений папір у пресувальній частині машини, яка складається з двох-трьох пресів. Сирий папір, який має (18...22)% вологи, спрямовують у пресову частину машини, де

відбувається його подальше зневодження та ущільнення. У про­цесі пресування зменшується шпаруватість паперу та поліп­шується його фізико-механічні властивості.

Висушують папір у сушильній частині машини, де відбува­ються остаточне зневодження паперу та доведення встановленої стандартами вологості для кожного виду паперу. У процесі вису­шування крім кінцевого зневодження закінчується проклеювання паперу за рахунок речовин, які додавали до паперової маси, і папір набуває вологостійкості. Тому температура висушування істотно впливає на властивості паперу.

Висушування проводять контактним і конвекційним способа­ми; У процесі контактного висушування теплота від нагрітої по­верхні сушильних циліндрів безпосередньо передається вологому паперу. Температура сушильних циліндрів, у середину яких пода­ють гарячу пару, залежить від виду паперу та не перевищує 180 °С. Наприклад, для висушування конденсаторного паперу вона становить (60...70) °С.

У разі конвекційного способу висушування папір висушують нагрітим повітрям.

Процеси зневодження, пресування та висушування, доповню­ють один одного, Зневоджувати папір висушуванням дорожче у (10...12) разів, ніж пресуванням, і в (60...70) разів дорожче, ніж зневодженням на сітці.

У кінці папероробної машини розташовані спеціальні прист­рої, на яких оздоблюють папір для поліпшення його властивостей.

Оздоблення паперу складається з ряду операцій, основними з яких є: проклеювання, крепування, крейдування, каландрування тощо.

Проклеюють папір для збільшення міцності, надання глад­кості, водонепроникності тощо. Поверхневе проклеювання най­частіше проводять за допомогою пресів. У процесі проклеюван­ня використовують різні види крохмалю, казеїн, полівініловий спирт, латекси тощо. До цих речовин додають добавки для на­дання паперу спеціальних властивостей. Преси складаються з двох валків, які можуть бути розташовані вертикально, горизон­тально або під кутом один до одного. Швидкість руху валків до­сягає 13,3 . На поверхню паперу наносять (1...10)г/м клею. Після проклеювання папір просушують.

Крепування — це надання поверхні паперу дрібних попереч­них складок.

Крепують папір для падання йому шорсткості, м'якості та об'ємності, що дуже важливо для санітарно-гігієнічного, паку­вального та деяких інших видів паперу.

Цю операцію проводять на папероробних або спеціальних машинах.

Крейдування — це нанесення на поверхню паперу тонкого по­криття. Крейдування паперу проводять для надання йому білиз­ни, гладкості та інших властивостей. Цей процес як і крепування відбувається на папероробних або спеціальних машинах. До складу покриття входять каолін, діоксид титану та зв'язувальна речовина (крохмаль, полівініловий спирт тощо) Після нанесення покриття папір висушують.

Каландрування проводять для вирівнювання товщини паперу за всією шириною, а також підвищення його гладкості та щіль­ності. Каландри складаються з великої кількості ретельно відпо­лірованих валів, виготовлених із чавуну. Вали розміщені у верти­кальній площині один над одним.

Кінцевою операцією технологічного процесу виробництва паперу є його змотування у рулони або розрізування на листи пев­ного розміру. Після цього папір пакують і маркують.

Виробництво паперу практично безвідходне, оскільки нестан­дартну продукцію (як мокру, так і суху) переробляють на папір. Воду, яку вилучають із паперової маси, використовують знову для її приготування і лише ту, яка не містить волокон і очищена від шкідливих речовин, випускають в очисні споруди.

Контрольні запитання до 9-го розділу

1. Загальна характеристика легкої промисловості.

2. Сировина та асоритмент продукції легкої промисловості

3. Технологія прядіння волокон

4. Трикотажне вир о бництв о.

5. Виробництво нетканних матеріалів.

6. Шкіряне виробництво.

7. Швейне виробництво.

8. Спеціальні види тканин.

9. Класифікація волокон.

10. Класифікація паперу.

11. Сировина для виготовлення паперу.

12. Підготовка паперової маси.

13. Виготовлення паперу.