Анализ ассортимента бумаги для черчения и рисования

      Итак, бумага представляет собой тонкий слой мельчайших растительных волокон, переплетенных между собой. Основное сырье, используемое в настоящее время для получения волокнистой бумажной массы, – древесина, из которой изготовляют древесную массу и целлюлозу.

      Бумажное  полотно формируется из бумажной массы на сетке бумагоделательной машины. В состав бумажной массы, кроме волокнистого материала, вводят наполнители, проклеивающие вещества, красители.

      Во  время размола волокна получают нужную толщину и физические свойства. Размол делают в специальных аппаратах периодического и непрерывного действия (роллы, дисковые и конические мельницы, рафинеры и прочие). Для того, чтобы бумага стала пригодна для письма и придание ей гидрофобные свойств, в массу вводят канифольный клей, глинозем, парафиновую эмульсию и прочие вещества, которые способствуют слипанию (так именуемая проклейка); чтобы повысить связь между волокнами и увеличить механическую жесткость и прочности добавляют животный клей, крахмал; чтобы повысить прочность бумаги во влажном состоянии добавляют мочевино- и меламино-формальдегидные смолы. Чтобы повысить белизну, мягкость, непрозрачность и гладкость, а также улучшить печатные качества бумаги добавляют минеральные наполнители (тальк, каолин, мел); чтобы придать цвет и увеличить белизну добавляют анилиновые (несколько реже минеральные) красители.

      Бумага  из риса и конопли гораздо белее  бумаги, произведенной из древесной целлюлозы, поэтому при изготовлении этих видов бумаги, часто не производят добавочного отбеливания волокон [17].

      Лишь  ограниченное количество специальных видов бумаги в относительно малом количестве производится сухим способом. При этом способе формование (образование) бумажного полотна осуществляется не из водной суспензии, а из воздушного потока с последующим склеиванием волокон.

      Согласно  общей технологической схеме  исходные волокнистые материалы в водной среде подвергаются размолу и, если их несколько, смешению в необходимом соотношении.

      В размолотую бумажную массу в зависимости  от назначения бумаги вводят минеральные наполнители, проклеивающие и окрашивающие вещества. Бумажная масса с отрегулированной, концентрацией аккумулируется в метальном бассейне. Далее осуществляют дозированное разбавление бумажной массы оборотной водой, т. е. водой, возвращаемой в технологический процесс и взятой из-под сетки, на которой осуществлялось обезвоживание и формование бумажного полотна. Такое использование оборотной воды позволяет снизить расход свежей воды, а также уменьшить потери в сток (промой) волокон и наполнителей, так как оборотная вода содержит некоторое количество мелких волокон и частиц наполнителя, прошедших с водой через сетку. 

      1.4.2 Отлив бумажного листа

      Разбавленную  бумажную массу подвергают очистке  от посторонних включений (загрязнений) на очистной аппаратуре, после чего она поступает на бумагоделательную машину. Здесь происходит формование бумажного полотна, сопровождаемое его обезвоживанием на сетке, прессование, сушка, охлаждение полотна, увлажнение перед машинным каландрированием и намотка в рулон на накате. Если требуется повышенное уплотнение структуры бумаги (например, для конденсаторной бумаги), увеличение ее прозрачности (чертежная калька), повышение гладкости или лоска (блеска) поверхности (некоторые виды бумаги для печати, мелованная бумага), то бумагу после дополнительного увлажнения пропускают через суперкаландр [15].

     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 м ² вырабатываемой 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 [18].

     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. 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 [18].

     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 [18].

     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.

     Бумажное  полотно, проходя по сушильным цилиндрам, поочередно соприкасается с нижними и верхними цилиндрами то одной, то другой своей поверхностью. Для лучшего контакта между цилиндрами и бумагой и облегчения заправки применяют сушильные сукна (сетки), охватывающие сушильные цилиндры примерно на 180°С.

     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°С. 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.

     Температуру сушильных цилиндров повышают постепенно, что способствует улучшению качества бумаги и завершению процесса проклейки. В конце сушильной части температуру поверхности цилиндров снижают, так как высокая температура при небольшой влажности бумаги действует на волокна разрушающе [18].  

      1.4.3 Отделка и упаковка бумаги

      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 [18].

      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 [15].

      Упаковывают бумагу в пачки, кипы, ящики. В пачки  упаковывают по 100, 250 и 500 листов. На каждой пачке содержатся маркировочные обозначения: наименование изготовителя, товарный знак, название, марка или номер бумаги, масса 1 м², формат, сорт, количество листов в пачке, обозначение стандарта [19].

      Упаковка  бумаги должна быть выполнена в ярких цветах, иметь современный динамичный дизайн и предлагать более полную информацию о качестве самой бумаги. Что поможет потребителям лучше понять различия в характеристиках разных видов бумаг и выбрать наиболее подходящий их потребностям [20].

      В процессе производства бумаге, в зависимости от назначения, придаются определённые свойства, в т. ч. и уровень влажности (обычно около 5%). Он подбирается так, чтобы при соблюдении несложных требований к климату бумага и воздух сохраняли баланс, при котором поверхность листа оставалась бы плоской. Поэтому в производственном цехе и создаются условия, аналогичные типографским: температура 20…22°С, относительная влажность воздуха 50…55%. Они называются кондиционными, а заданная влажность бумаги – равновесной [21].

      Кондиционные  климатические условия обеспечиваются до момента упаковки бумаги. Наилучшая сохранность достигается для бумаги в листах, упакованной в пачки. Как правило, упаковочная бумага имеет пропитку или покрытие, препятствующие проникновению влаги внутрь пачки, и небольшие повреждения палет при транспортировке (у нас почти неизбежные) не влекут серьёзных последствий. Сейчас распространена и упаковка бумаги стопой, без пачек. При надёжной упаковке (в стретч или термоусадочную плёнку) и крепеже, предотвращающем смещение листов относительно поддона, груз остаётся сохранным, и экономится на одной тонне – стоимость упаковки в пачки. Идеальный вариант: деревянный поддон, по размеру чуть превышающий формат бумаги; листы, упакованные в бумажные пачки с водоотталкивающим покрытием; края стопы прикрыты картонными уголками, а верхняя плоскость палеты – плёнкой (страховка от протекания воды или конденсата) и крышкой из досок или ДСП. Палета упакована в термоусадочную плёнку и скреплена бандажными лентами. Однако, по мере «модернизации» производства фабрики упрощают упаковку, мотивируя это сокращением издержек. Увы, ввести дополнительные операции в автоматизированную линию практически невозможно. Но часть оптовиков за свой счёт производит в терминалах дополнительное крепление палет.