книги из ГПНТБ / Березин, Борис Иванович. Полиграфические материалы учебник для учащихся полиграфических техникумов

производят не с гашеной известью, а с более сильно действующим раствором каустической соды NaOH. По окончании варки котел останавливают и удаляют из него пар и варочную жидкость через трубопровод в цапфе. После этого проваренное тряпье вывалива­ ют через горловину в специальный резервуар под котлом, так

называемую сцежу. Часть щелока отде­ ляется от тряпья через ложное дно сцежи. Однако ткань остается насыщенной варочным щелоком, удалить ко­ торый удается только тщательной промывкой тряпья водой в процес­ се его размола на по­ лумассу.

Промывка прова­ ренного тряпья и его размол на полумассу производится в полумассных роллах. Полумассный ролл (рис. 9) —-это овальная не­ высокая ванна 1 из чу­ гуна или железобетона, имеющая два вращаю­ щихся барабана: раз­ мольный 2 и промывный 3. Ванна разделена на две части продоль­ ной перегородкой 4, не доходящей до противо­ положных стенок ванны,

кольцевой канал, по которому передвигается загруженный в ролл материал. В одной половине дно ролла постепенно повы­ шается, образуя так называемую «горку» 5 с крутым спуском. Перед горкой на горизонтальной оси укреплен размольный ба­ рабан 2, на цилиндрической поверхности которого параллельно его оси насажены стальные ножи 6. У основания горки под бара­ баном находится планка 7, состоящая из ряда («пачки») ножей. Зазор между ножевым барабаном и ножами планки можно ре­ гулировать при помощи подъемного механизма 8.

Проваренное тряпье загружают в ванну ролла, наполовину на­ полненную водой. Ножи барабана, вращающегося со скоростью 125 200 оборотов в минуту, захватывают загруженный в ролл

материал и перебрасывают его через горку, откуда, вследствие сильного уклона дна, он самотеком идет по каналу и снова пода­ ется к ножевому барабану. В начальной стадии работы расстоя­ ние между ножами барабана и планки устанавливают около 1 см, поэтому никакого размалывания тряпья не происходит, а выпол­ няется только его промывка водой с помощью промывного бара­

подачу чистой воды в ванну, а ножевой барабан приближают к ножам планки.

При размоле тряпья на полумассу расстояние между ножами барабана и планки устанавливают с таким расчетом, чтобы про­ исходило не размалывание (измельчение) тряпья, а только разделение его на отдельные нити, а нити — на пучки волокон. Размол ведут до тех пор, пока полумасса не станет однородной. Превращение нитей и пучков волокон в волокнистую массу: раз­ деление на отдельные волокна, их укорачивание и частичное разделение на фибриллы— осуществляется при массном размоле

(см. § 9).

По внешнему виду тряпичная полумасса в воздушносухом со­ стоянии напоминает техническую вату серого или желтовато-се­ рого цвета. Ее отбеливают 5%-ным водным раствором белильной извести в отбельных роллах, по своей конструкции напоминаю­ щих полумассные. Химизм процесса отбелки белильной (хлор­ ной) известью волокнистого материала был рассмотрен ранее

(см. § 5, стр 24).

Отбеленную полумассу выгружают из отбельного ролла в специальный резервуар — сцежу, где и происходит удаление не­ которой части воды через ложное дно сцежи до содержания 15— 20% волокна в пересчете на абсолютно сухое. В таком виде тря­ пичная полумасса направляется для дальнейшего использования в бумагоделательном производстве. Если тряпичная полумасса

рассчитана на продолжительное хранение или подлежит транс­ портировке на другое предприятие, то содержание в ней влаги доводят до 10—12% сперва прессованием, а затем высушиванием в камерной сушилке.

§ 7. ДРЕВЕСНАЯ МАССА

Древесной массой называют волокнистый материал в виде древесных волокон, пучков волокон и частей их, получаемый истиранием древесины зернистой поверхностью цилиндрического камня древотерочной машины (дефибрера) в присутствии во­ ды. Для производства древесной массы стволы деревьев тщательно очищают от коры, распиливают на балансы, т. е. на поленья метровой длины, и истирают их на дефибрере, или, как говорят, дефибрируют.

В зависимости от применяемой породы дерева и способа его пере­ работки различают несколько видов древесной массы: белая, беленая, бурая и химическая.

Белая древесная масса получает­

Над камнем расположена шахта для загрузки балансов, которые подво­

дятся и прижимаются к поверхности камня четырьмя мощными медленно двигающимися цепями. Во время работы дефибрера камень обильно смачивается водой, она охлаждает камень, сма­ чивает балансы и смывает с поверхности камня истертую массу.

Кроме рассмотренного нами цепного дефибрера непрерывного действия, существуют дефибреры других конструкций, например прессовые гидравлические дефибреры периодического и непре­ рывного действия, кольцевые дефибреры и др.

Древесная масса, вышедшая из дефибрера, неоднородна. В ней, наряду с тонкими волокнами, всегда имеется некоторое количество недостаточно разделенных крупных пучков волокон, щепы и сучков, которые должны быть удалены. Поэтому вышед­ шую из дефибрера массу разжижают водой и пропускают через

маге, не ухудшая ее прочности. Но беленая древесная масса не­ пригодна для производства бумаги, которая должна быть осо­ бенно долговечна и иметь высокие показатели механической проч­ ности.

Бурая древесная масса получается истиранием (дефибриро­ ванием) предварительно хорошо пропаренных балансов из ели, пихты, сосны, осины, тополя, березы и др. Обработка древесины в котлах паром давлением 2,5—6 ат при температуре 140—160° в продолжение 6—24 часов приводит к изменению физических и химических свойств древесины: частично гидролизуются геми­ целлюлозы, растворяются смолы и жиры, древесина становится мягкой и сравнительно легко поддается истиранию, в результате чего образуется длинноволокнистая древесная масса. Под дей­ ствием пара и высокой температуры происходит размягчение и частичное растворение смолистых и инкрустирующих веществ, находящихся в древесине, и они окрашивают полученную массу в бурый цвет, практически не поддающийся отбелке. Поэтому бурая древесная масса применяется только для изготовления прочной оберточной бумаги и переплетного картона. Во время пропаривания из смолистых веществ древесины образуется ес­ тественный клей, поэтому картон и бумага из бурой древесной массы имеют довольно хорошую естественную проклейку и срав­ нительно малую водопроницаемость.

Химическая древесная масса получается дефибрированием балансов из березы, бука и осины, предварительно подвергнутых химической обработке раствором моносульфита натрия Na2SO3 и бикарбоната натрия NaHCO3 в течение 4—4,5 часа при темпера­ туре около 150° и под давлением 9—10 ат.

Волокна химической массы длинные, тонкие и эластичные, резко отличающиеся от волокон древесины, полученных на де­ фибрере без пропитки, и от белой древесной массы из ели. Хими­ ческая древесная масса — ценный полуфабрикат бумагоделатель­ ного производства. Например, применение химической древесной массы позволяет улучшить качество газетной бумаги при одно­ временном снижении содержания в ней сульфитной еловой целлю­ лозы до 10%.

§ 8. СОЛОМЕННАЯ МАССА, ТРОСТНИКОВАЯ МАССА И МАКУЛАТУРА

Соломенная масса получается в результате термохимической обработки соломы ржи и пшеницы. Солому измельчают на со­ ломорезке и очищают от примесей, так же как и при производ­ стве соломенной целлюлозы. Соломенную сечку подают в ва­ рочный котел и проваривают в водном растворе гашеной извести для размягчения волокон и частичного удаления из них инкрус­ тирующих веществ и кремнекислых солей.

Чтобы разделить проваренную солому на волокна, ее обра­ батывают на бегунах. Бегуны (рис. 13) состоят из гранитной или -металлической плоской чаши 2, по дну которой прокатыва­ ются два массивных каменных катка 1. Камни укреплены на оси

массу применяют только для изготовления оберточной бумаги и упаковочного желтого картона.

Тростниковая масса получается переработкой тростника, про­ израстающего на заболоченных берегах рек Узбекской ССР, на Украине и в других местах СССР. Тростник имеет полый стебель высотой 2—3 м и диаметром 0,5—1,5 см. Клетки (волокна) тро­ стника по строению и размерам близки к клеткам соломы. Трост­ ник пригоден для производства переплетных и коробочных кар­ тонов и оберточной бумаги.

Для этих целей тростник измельчается, обрабатывается рас­ твором гашеной извести или едкой щелочи (мацерация), про­ мывается в сцежах и измельчается на бегунах или в роллах.

Другое применение тростника — это изготовление вполне пол­ ноценной целлюлозы по щелочному способу.

Отходы бумаги (макулатура и бумажный брак). Макулату­ ра, т. е. старые ненужные книги, журналы, газеты, исписанные тетради и проч., для бумажной промышленности является вто­ ричным сырьем, использование которого в некоторых зарубеж­ ных странах достигает до 35% и более от общего потребления бумажной и картонной продукции.

Макулатура из бумаги высших марок, не содержащей дре­ весной массы, разваривается со щелочами для частичного удале­ ния типографской краски, а затем перерабатывается в смеси с другими волокнистыми полуфабрикатами в полноценные виды печатной бумаги. Макулатуру из бумаги, в которой имеется дре­ весная масса, подвергать варке со щелочами нельзя, так как от этого древесная масса темнеет. Ее перерабатывают на бегунах, где смоченная водой макулатура раздирается на отдельные воло­ конца, поступающие затем в окончательную разработку в мас­ сный ролл. Переработанная таким образом макулатура приме­ няется для изготовления оберточной бумаги и картона.

На бумажных фабриках имеется так называемый оборотный бумажный брак: срывы с бумажных машин, отходы бумаги от резки, сортировки и т. п.

Чистые бумажные обрезки и оборотный бумажный брак после измельчения на бегунах обычно идут для производства того же вида бумаги, при производстве которого они образовались.

ПРОИЗВОДСТВО БУМАЖНОЙ массы

Волокнистые полуфабрикаты превращают в бумажную массу, из которой посредством бумагоделательной машины изготов­ ляют бумагу. Для этого волокнистые полуфабрикаты подвергают массному размолу, смешивают в определенном процентном соот­ ношении, прибавляют наполнители, клеящие вещества и под­ крашивают органическими красителями. Совокупность волокни­ стых материалов, составляющих бумагу, называется композицией бумаги. Например, композиция печатной бумаги № 2 состоит из 50%) беленой сульфитной целлюлозы и 50% белой древесной массы. Смешение волокнистых полуфабрикатов в определенной пропорции называется составлением композиции.

§ 9. МАССНЫЙ РАЗМОЛ

Массный размол имеет очень важное значение в процессе изготовления бумаги. В результате массного размола из очень небольшого числа волокнистых полуфабрикатов изготовляют массу для многочисленных видов бумаги с самыми различными техническими свойствами. Например, из тряпичной хлопковой

полумассы можно, применяя тот или иной характер размола, из-

готовить прочную плотную документную бумагу или фильтро вальную бумагу.

Большинство растительных целлюлозосодержащих волокон, выделенных тем или иным способом из древесины, тряпья, со­ ломы и т. д., не представляет собой продукта, готового для не­ медленной отливки бумаги. Эти волокнистые полуфабрикаты еще нужно подвергнуть процессу массного размола.

трения.

Массный размол растительных волокон производят с большим количеством воды (в водной сре­ де) в массном ролле между ножами барабана и планки. Кон­ струкция массного ролла такая же, как и у рассмотренного ранее полумассного ролла, с той лишь разницей, что в массном ролле отсутствует промывной барабан.

В зависимости от степени сближения ножей получают различ­ ный по характеру размол волокна. При сильном сближении но­ жей происходит укорачивание, разрезание волокон (рис. 15, а), в результате чего получают тощий помол волокна. При наличии некоторого зазора между ножами барабана и планки происхо­ дит раздавливание волокон и их расщепление на фибриллы, что приводит к получению жирного помола (рис. 15, б).

В зависимости от длины волокна различают помолы: длин­ ный, средний и короткий, а в зависимости от степени разработки (фибриллирования) —очень жирный, жирный и тощий. На рис. 16 показан жирный длинный помол, а на рис. 17 — тощий короткий.

Измельчение, укорачивание волокна способствует получению однородного, с равномерным просветом листа бумаги ограничен­ ной прочности и с большой впитывающей способностью. Расщеп­ ление волокон на фибриллы содействует лучшему сцеплению во­ локон между собой при формировании бумаги и повышению прочности листа бумаги с одновременным уменьшением впиты­

вающей способности.

Тощий помол дает на сетке бумагоделательной машины пух­ лый слой бумаги, легко отдающий воду. При очень жирном по­ моле вследствие наличия фиб­ рилл и слизи получается плот­ ный, гладкий, с соединенными волокнами, прочный лист бумаги.

Долгое время массный ролл

из полого чугунного конического барабана — ротора (конуса) 5 с размольными ножами 4 на поверхности и окружающего его чугунного корпуса-статора 6, на внутренней поверхности кото­ рого имеются также размольные ножи 7. Ротор (конус) прочно укреплен на горизонтальном валу 2, вращающемся на подшип­ никах 1 посредством редуктора 9. Таким образом, статор выпол­ няет роль планки по отношению к ножам конусного раз­

величине в широкой части конуса, размалываемая масса прохо­ дит между ножами ротора и корпуса и удаляется из мельницы после её размола через патрубок 3 в широкой части мельницы.

Каолиновую суспензию можно вводить не в подготовительный бассейн, а непрерывно посредством насоса в бумажную массу

перед ее подачей в бассейны подготовительного отдела бумаго­ делательной машины.

Массному размолу в роллах и в конических мельницах под­ вергают древесную целлюлозу и тряпичную полумассу.

Лиственная целлюлоза имеет очень небольшую длину волок­ на и поэтому .массному размолу не подвергается. При отливке бумаги ее волокна являются как бы своеобразным «наполните­ лем», заполняющим пространства между другими волокнами,

например волокнами хвойной целлюлозы. Поэтому лиственную целлюлозу используют для производства бумаги в смеси с дру­ гими, более длинными и прочными волокнами.

Рис. 18. Схема устройства конической мельницы.

Волокна соломенной целлюлозы только расщепляются (раз­ малываются, фибриллируются), но не укорачиваются, так как они и без того очень коротки.

Древесную массу размолу в массных роллах и в конических мельницах не подвергают, и она после сортировки идет для изго­ товления бумаги в смеси с некоторым количеством хорошо раз­

молотой древесной целлюлозы.

Процесс массного размола придает бумажной массе способ-