книги из ГПНТБ / Сушкова Н.Д. Бумажные мешки. Производство, свойства и применение мешочной бумаги и мешков

горячая вода или пар и температура массы в зависимости от вларопрочности поддерживается на уровне 50—90° С.

Бумага, содержащая карбамидные смолы и каучук, измельча­ ется в присутствии глинозема при pH 3,5—4. В этих условиях про­ исходит гидролиз смолы с отщеплением формальдегида. Иногда вместо глинозема применяют полифосфаты (0,5—0,2%).

Бумага, содержащая полиаминэпихлоргидринные вещества, рас­ пускается в щелочной среде при pH 10—11.

Время обработки брака в гидроразбивателе составляет 15— 30 мин. Масса после гидроразбивателя пропускается через энтштиппер, работающий с рециркуляцией на бассейн, до полного измель­ чения лепестков брака. Удельный расход энергии достигает 100— 150 кВт-ч/т. Для ускорения переработки брака созданы гидроразбиватели со специальным ротором, способствующим измельчению бумаги. Преимущество этого способа переработки брака — про­ стота. Недостатки — необходимость кислотоупорного исполнения оборудования и довольно высокие расходы на тепло и химикаты.

При наличии большого количества бумаги с высокой влаго­ прочностью целесообразна установка оборудования для непрерыв­ ной термической обработки (варки) брака под давлением. При наличии экстрактора на таком оборудовании можно обрабаты­ вать бумагу битумированную и с полимерным покрытием [128].

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

.—'

Количество меламино- и мочевино-формальдегидной смолы, а также бутадиеннитрильного каучука рассчитывается по содержанию азота, определяемому в бумаге и смоле (или латексе) по способу Кьельдаля {129, 130] или методом ИК-спектроскопии.

Хлоропреновый латекс и бумага с его использованием характеризуются нали­ чием ионов хлора, выделяющихся при сжигании навески в кислороде с после­ дующим поглощением водой и оттитровываемых азотнокислым серебром в при­ сутствии хромата калия. Дивинилстирольный каучук (СКС) определяется весо­ вым способом после экстракции проклеивающих веществ и полного гидролиза бумаги в серной кислоте. Содержание лигнина учитывается после определения его в отдельной пробе [130].

Для определения карбамидной смолы в подсеточной воде, кроме метода Кьельдаля, разработан спектрофотометрический экспресс-метод, основанный на способности смолы поглощать свет в ультрафиолетовой области (131].

Г Л А В А VIII

БУМАГА, ПОКРЫТАЯ МИКРОВОСКАМИ, И ДРУГИЕ ВИДЫ МЕШОЧНОЙ БУМАГИ

БУМАГА, ОБРАБОТАННАЯ РАСПЛАВАМИ НА ОСНОВЕ ПАРАФИНА

Расплавы на основе парафина применяются для снижения па­ роводонепроницаемости бумаги.

Обычная парафинированная бумага при изготовлении мешков не получила распространения из-за низкой температуры размяг­

110

чения и значительной хрупкости покрытия при изгибе. В местах перегибов, особенно на морозе, парафин осыпается и защитные свойства бумаги резко падают.

С целью повышения эластичности в парафин вводят нефтяные воски, имеющие микроскопическую структуру, полиэтилен или дру­ гие полимеры. Например, полиизобутилен придает покрытию липкость, а сополимер этилена с винилацетатом — способность к термосварке.

За последние 10 лет разработано несколько различных соста­ вов, используемых для покрытия бумаги или склеивания ее с дру­ гими пленочными материалами [132].

Мешочная бумага, покрытая парафином с добавкой полимеров, предназначена для средних и внутренних слоев мешков под гигро­ скопические продукты, в том числе сыпучие химикаты и продо­ вольствие.

Для одностороннего покрытия мешочной бумаги ВНИЭКИТУ [133, 134] предлагает использовать смесь, состоящую из следующих

* Термомеханическая смесь: 30% полиэтилена+70% полиизо­ бутилена.

Парафин с полимерами смешивается в двухвалыюм смесителе при. ПО—130° С в течение 10—16 ч. Полученный однородный со­ став смешивается с церезином в плавильном бачке.

Физико-механические свойства микровоскового состава марки ЦППВ-30-1,5 следующие:

Указанным составом покрывают или пропитывают мешочную бумагу массой 80 г/м2. При одностороннем покрытии скорость ма­ шины достигает 150—200 м/мин, температура расплава в ванне 125—150° С. Кромки бумаги оставляются непокрытыми. После на­ несения покрытия массой 20—23 г/м2 прочность бумаги немного увеличивается. Паропроницаемость гладкой бумаги составляет 3,8 г/м2 за 24 ч при 20° С и относительной влажности воздуха 65%, что соответствует проницаемости гладкой бумаги, ламинированной полиэтиленом.

111

При повышении температуры расплава происходит пропитка бумаги. При одинаковом расходе материалов проницаемость про­ питанной бумаги в 3 раза выше, чем бумаги с односторонним по­ крытием.

Г о р я ч и е р а с п л а в ы — известны под общим названием hot melt (хот мелт) и содержат, кроме парафина и микрокристал­ лического воска, от 5 до 40% сополимеров [135]. Бумага, покрытая таким расплавом, более эластична, чем парафинированная, а за­ щитные свойства и прочность ее выше. Кроме того, бумага при­ обретает способность свариваться при температуре 80° С и неболь­ шом давлении.

По сравнению с .бумагой, ламинированной полиэтиленом, бу­ мага, покрытая расплавом, при одинаковом расходе материала (5—25 г/м2) и почти равной проницаемости лучше воспринимает печатные краски и клей, прочно сваривается при меньшей темпе­ ратуре и в 2 раза медленнее стареет на свету.

Первые марки расплавов появились в 1961 г., и с тех пор они широко применяются для обработки бумаги и картона. Расплавы с вязкостью 200—15 000 сП при 120° С используются для обработки бумаги и листового картона (в виде раскроя коробок и ящиков). При помощи расплавов бумагу и картон склеивают с алюминие­ вой фольгой или полиэтиленовой пленкой. Стоимость горячих рас­ плавов ниже стоимости полиэтилена, а оборудование для обра­ ботки бумаги проще, чем зкструдерно-ламинаторный агрегат с'высокоточной регулировкой температуры [136].

В состав большинства расплавов входят следующие компо­ ненты (% по массе):

Новые марки расплавов содержат до 12 компонентов и вклю­ чают сополимеры этилена с другими веществами (этилакрилатом, полипропиленом и др.).

Покрытия с вязкостью 200—15 000 сП на рулонные материалы можно наносить на машинах, используемых для обработки бумаги парафином или битумом, при условии поддержания температуры расплава на уровне 125—150° С. Расплав наносится на бумагу с од­ ной или двух сторон валиком, купающимся в ванне, а избыток рас­ плава удаляется обогреваемым шабером или отжимным валиком. Скорость наносящего валика можно регулировать. Скорость ма­ шины при работе с шабером достигает 350 м/мин, а при исполь­ зовании отжимного валика несколько ниже. Бумага, покрытая рас­ плавом, должна быстро охлаждаться воздухом и на холодильных цилиндрах. Медленное охлаждение ухудшает структуру и защит­ ные свойства покровного слоя [136].

112

Составы, включающие сополимер с низким содержанием ви­ нилацетата (около 10%), наносят на бумагу методом экструзии при 150° С. Невысокая температура облегчает условия работы обо­ рудования и обслуживающего персонала [137].

ОБРЕЗИНЕННАЯ МЕШОЧНАЯ БУМАГА

Обрезиненная бумага представляет собой мешочную бумагуоснову массой 80 г/м2, покрытую с обеих сторон резино-битумной смесью. Бумага предназначена для изготовления мешков под аг­ рессивные и гигроскопические химикаты: суперфосфат, хлорамин, хлорную известь, медный купорос, коллоидную серу и др.

Характеристика обрезиненной бумаги, по данным М. Л. Ми­ хеля [138], следующая:

Резино-битумное покрытие защищает бумагу от разрушающего действия кислот и газообразных продуктов, выделяющихся из за­ таренных химикатов. Прочность бумаги при хранении агрессивных материалов снижается мало. Только пары соляной кислоты раз­ рушают бумагу в случае небольших механических повреждений покрытия.

Состав резино-битумной смеси (% по массе) следующий:

Очищенную от корда резиновую крошку смешивают в непре­ рывно действующих резиносмесителях при температуре 160—170° С с расплавленным битумом № 5 или рубраксом с добавкой олеи­ новой кислоты и парафина. В полученную массу на смесительных вальцах добавляют тиурам и серу.

Стандартную мешочную бумагу (80 г/м2) покрывают резино­ битумной смесью на трехвальном каландре. Температура валов 40 и 25° С. Обрезиненная бумага припудривается тальком и посту­ пает в камеру вулканизации, снабженную инфракрасными, излу­

ЧА С Т Ь В Т О Р А Я

БУМАЖНЫЕ МЕШКИ

Г Л А В А I X

КОНСТРУКЦИЯ И ПРОЧНОСТЬ

многослойных м е ш к о в

ТИПЫ, ВИДЫ, МАРКИ, РАЗМЕРЫ МЕШКОВ

Бумажные мешки в зависимости от формы изготовления под­ разделяются на сшитые и склеенные (рис. 35). Мешки обоих типов могут выпускаться с открытой (рис. 35, а, б, д, е) или закрытой горловиной (рис. 35, в, г, ж, з). В последнем случае мешок запол­ няется через специальный клапан (рис. 36), самостоятельно за­ крывающийся после затаривания сыпучих материалов. У склеен­ ных мешков клапан может быть укреплен листом бумаги (рис. 36,

Рис. 35. Бумажные мешки сшитые и склеенные

а, б) или для уплотнения снабжен бумажной, либо пленочной манжетой (рис. 36, в—е). Выступающая наружу часть манжеты подгибается вручную или заклеивается (заваривается), что обеспе­ чивает лучшую сохранность упакованной продукции. Отдельные

слоев бумаги. Основная масса мешков имеет три-четыре слоя бу­ маги. Число слоев в мешке увеличивается, если предполагается заполнение тяжелым или агрессивным материалом и перевозка

смешанным транспортом. Подавляющее большинство мешков из­ готовляется из непропитанной мешочной бумаги (М) [140]. С целью защиты упакованной продукции от воздействия окружаю­ щей среды или для повышения сохранности тары от агрессивных химикатов один-три слоя непропитанной бумаги могут заменяться другими видами мешочной бумаги: битумированной (Б), дублиро­ ванной (Д), покрытой полиэтиленом (П-20), влагопрочной (В),

армированной (А) и т. п. Соответственно мешки называются биту­ мированными, дублированными, ламинированными, армирован­ ными, влагопрочными. Если применяются разные слои бумаги, мешки могут называться комбинированными. Расположение слоев бумаги в мешке устанавливается при заказе.

Типичные сочетания слоев:

Размеры мешков обуслов­ лены количеством затаривае­ мого продукта (15—50 кг) и его насыпной массой, услови­ ями штабелирования и удоб­ ством в обращении, размерами стандартных поддонов, обрез­ ной шириной бумагоделатель­ ных машин и конструктивными особенностями оборудования для изготовления мешков.

Размеры мешков, регламентируемые нормативной документа­ цией разных стран, совпадают далеко не всегда. Наиболее близки по размерам мешки для цемента.

Обычно многослойные бумажные мешки имеют длину I от 60 до 120 см, а ширину b 40—60 см. Ширина дна d склеенных меш­ ков для цемента 8—9 см, для минеральных удобрений 13—15 см, для легких и брикетированных материалов 20—30 см.

116

Сшитые мёшки с одной боковой складкой (типа подушки) не­ удобны в обращении, поэтому у большинства сшитых мешков с бо­ ковых сторон по три складки. Расстояние f между внешними сги­ бами (фальцами) каждой стороны преимущественно 8±1 см. В сшитых и склеенных мешках под очень легкие продукты глубина боковых складок увеличивается до 12± 1 см. Длина сшитых меш­ ков I определяется по отрубу; длина склеенных открытых — по рас­ стоянию между отрубом и внешним сгибом дна; у склеенных за­ крытых— по расстоянию между внешними сгибами днищ. Ширина мешков b измеряется между внешними боковыми сгибами. При оп­ ределении нормируемой ширины мешка глубина боковых складок не учитывается. Основные размеры бумажных мешков, вырабаты­ ваемых в Советском Союзе, приведены в табл. 31.

*Расстояние между боковыми складками 8 см.

**То же 12 см.

***То же 21,5 см.

Принимая во внимание конструктивные особенности, следует учитывать, что некоторые виды мешков при разных размерах по номиналу могут иметь практически одинаковую емкость, если для их изготовления используется бумага равной площади. Например,

117

открытые сшитые мешки формата 100X42 см соответствуют скле­ енным мешкам открытым 92x50X9 см и закрытым 84X50X13 см. Все они изготовлены из листов бумаги 100X103 см. При прочих равных условиях емкость мешков возрастает с увеличением ши­ рины дна.

РАСЧЕТ РАСХОДА БУМАГИ НА МЕШКИ

При расчете расхода бумаги принять! во внимание конструкции мешков и условия работы оборудования, установленного на оте­

рина склеенного шва на дне мешка, см; /п, Ьа — длина и ширина по­ кровного листа на дне мешка, см. Обычно bu= d + ( 2ч-3 см); Іп=

— Ь— d или ln=b — d+1,5 см.

З а к р ы т ы е с к л е е н н ы е м е ш к и

S3. к= 0,0001л (2Ь-\-Сі)-\-21пЬп-\~ІклЬкл, м2,

где /кл, Ькл — длина и ширина вкладыша клапана, см. О т к р ы т ы е с ш и т ы е м е шк и

$о. ш= 0>0001л^ (2 ö - f-2 /-f- С\) -\~К1КрЬкр, м2,

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ ПРОЧНОСТИ МЕШКОВ

В условиях эксплуатации бумажные мешки подвергаются воз­ действию самых разнообразных нагрузок, из которых наибольшее значение имеют динамические удары при погрузочно-разгрузочных

118

работах. Воспроизвести условия эксплуатации в лаборатории весьма трудно и поэтому до сих пор не существует единого общеприня­ того метода испытаний. Чаще всего прочность мешков определяют при сбрасывании с заданной высоты до разрыва и высыпания груза, а также при укладке многоярусных штабелей. Проверка прочности мешков методом сбрасывания считается обязательной при изменении конструкции мешков и технологии изготовления как бумаги, так и мешков.

Кроме того, мешки могут испытываться на вибрирующем столе, во вращающемся барабане, на наклонной плоскости. Эти испыта­ ния, как и испытания в условиях эксплуа­ тации, проводятся различными организа­ циями по своим методикам [141—143].

В подавляющем большинстве случаев мешки, особенно закрытые, испытывают

стем продуктом, для упаковки которого они предназначены. Часто для заполнения испытываемых мешков употребляют цемент или песок. Иногда используют смесь песка

сдревесными опилками: при этом появля­ ется возможность варьировать насыпную массу наполнитёля, изменяя соотношение песка и опилок.

Открытые мешки перед испытанием за­ полняют вручную или через бункер с дози­ рующим устройством. Закрытые мешки

двух откидывающихся створок, способную перемещаться по вы­ соте от 0 до 3 л с интервалом 0,15 м. На заданной высоте обе створки быстро откидываются и мешок падает на пол. Площадка опускается вниз, створки закрываются, мешок снова помещается на них плашмя, но в следующий раз площадка поднимается на 0,15 м выше по сравнению с предыдущим. Так продолжается до разрыва мешка. Прочность мешка оценивается достигнутой высо­ той сбрасывания [141].

Испытания при увеличивающейся высоте сбрасывания дают меньший разброс, чем при постоянной высоте падения, что поз­ воляет уменьшить число образцов и сэкономить время.

Для сбрасывания мешков с постоянной высоты за рубежом предназначен специальный стол, поверхность которого состоит из двух створок, легко и быстро откидывающихся вниз. Высота

119