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

Особенностью усовершенствованной конструкции вертиформа является наличие удлиненного почти горизонтального несущего участка 8 одной из сеток, что позволяет применять наиболее совер­ шенные типы прессов, скомбинированные с пересасывающим ва­

лом 9.

Отсасывающий гауч-вал 5 и приводной вал 10, расположенные на горизонтальном участке, облегчают привод сетки. Отсекающие и промывающие спрыски располагаются более удобно, а мокрый брак и отсекаемые кромки полотна бумаги сбрасываются в бас­ сейн под гаучем. Консольная конструкция стола облегчает смену сеток.

Одежда бумагоделательных машин. В подавляющем боль­ шинстве случаев для отлива мешочной бумаги применяют сетки № 24—26 из фосфористой бронзы полусаржевого плетения. Срок

10дней.

Вразных частях бумагоделательной машины с успехом при­

меняют синтетические сетки из моноили полифиламентных поли­ амидных или полиэфирных нитей.

Для отлива мешочной бумаги на высокоскоростных машинах шириной 6 м употребляются сетки без шва из полиамидных поли­ филаментных крученых нитей. Хотя стоимость синтетических сеток в 2 раза выше бронзовых, затраты при их использовании сни­ жаются на 20—40% благодаря ряду преимуществ: ускорению обезвоживания массы, возможности использования для промывки

.эффективных химикатов, увеличению срока службы до 8—30 недель. Синтетические сетки используют иногда в качестве .подкладных:

а) под металлическую сетку, надевая на гауч-вал и отсасывающие ящики [70], б) под сукно II или III пресса. Отвод воды улуч­ шается, повышается сухость бумажного полотна. Замена ротобелта синтетической сеткой способствует увеличению срока службы основной сетки в 3—4 раза.

Обычные тканые сукна для прессовой части имеют массу 1 м2 700—1100 г и содержат, кроме шерсти, 20—30% синтетических во­

Замена обычных сукон иглопробивными, содержащими 40—60%

На желобчатых прессах скоростных машин иглопробивные сукна работают до 30 суток. С целью улучшения условий работы по­ верхность иглопробивных сукон обрабатывают химикатами. В ми­ ровой практике иглопробивные сукна уже составляют около 50%.

Совсем недавно появились комбинированные сукна, предста­ вляющие собой сетку из монофиламентных волокон снизу и сукно из полифиламентных нитей сверху. Срок службы таких сукон до­ стиг на втором отсасывающем прессе с давлением 70 кгс/см 95 су­

40

ток, а на втором прессе с желобчатым валом — 130 суток при ско­ рости машины 320 м/мин [72].

В сушильной части используют преимущественно хлопчато­ бумажные сукна, которые после надевания на цилиндры сшивают нитями или металлическими заклепками. С целью повышения тер­ мостойкости к хлопку добавляют асбестовые или синтетические во­

мыми в первой половине сушильной части, и синтетическими сет­ ками из 100%-ного моноволокна, используемыми в середине и конце сушки.

ГЛАВА III

БУМАГА ПОВЫШЕННОЙ РАСТЯЖИМОСТИ

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ РАСТЯЖИМОСТИ

В течение последних 20 лет предпринимались неоднократные попытки разработать способ повышения способности к удлинению и эластичности мешочной бумаги. Обработка бумаги гигроскопи­ ческими веществами, например хлористым магнием, при помощи щеточного увлажнителя не дала существенного эффекта.

Новые способы обработки бумаги жидким аммиаком, алкиленамином, газообразной или жидкой двуокисью азота, повышающие способность к удлинению бумаги и работу разрыва почти в 2 раза при одновременном уменьшении сопротивления излому и продавливанию, не внедрены из-за сложности аппаратурного оформления.

Известен способ крепирования бумаги шабером на сушильном цилиндре при влажности около 50%. По этому способу бумага прижимается обрезиненным валом к твердой хорошо отшлифован­ ной поверхности крепирующего цилиндра, нагретого до 85—90° С, и крепируется шабером. Твердость цилиндра 200 кгс/мм2 по Бри­ неллю, твердость резины прижимного валика 20—25 пунктов по Пуссей-Джонсу. Давление прижима валика 30—40 кгс/см, дав­ ление шабера 1,5—2 кгс/см. Скорость машины не превышает 150— 200 м/мин. К сожалению, этот способ для мешочной бумаги мало­ пригоден из-за низкой производительности и снижения прочности бумаги, несмотря на повышение удлинения.

Способ так называемого х (икс)-крепирования, согласно кото­ рому бумага проходит последовательно через два аналогичных крепирующих цилиндра, шаберы которых расположены под углом 45° к оси машины, оказался непригодным из-за сложного регули­ рования и слишком низкой производительности [73].

Я. Н. Швецов [74] рекомендует пропускать мешочную бу­ магу через двухвальный тиснильный каландр. Благодаря тиснению

41

увеличиваются удлинение, сопротивление продавливанию и излому бумаги в машинном направлении, а разрывное усилие уменьшается, но дополнительная операция тиснения бумаги на узком каландре снижает эффективность процесса изготовления бумаги.

По способу «Дуостресс» [75] бумага сначала крепируется шабе­ ром на сушильном цилиндре, а затем после подсушки проходит через тиснильный пресс в сушильной части бумагоделательной ма­ шины. Крепирование поперек полотна происходит при сухости бу­ маги около 50%, тиснение вдоль полотна — при сухости 50—60%.

Тиснильный пресс состоит из нижнего обрезиненного вала (твердость резины 35—40 пунктов по Пуссей-Джонсу) и верхнего металлического вала, имеющего желобки по окружности и охлаж­ даемого водой. Давление между валами регулируется сжатым воз­ духом в пределах 4—13 кгс/см. Скорость следующих сушильных цилиндров снижается в соответствии с удлинением бумаги. В ма­

необходимо место, занимаемое тремя сушильными цилиндрами. Рабочая скорость бумагоделательной машины при крепировании может быть до 400 м/мин, хотя максимальная скорость по приводу достигает 914 м/мин.

Способ «Дуостресс» используется лишь на нескольких пред­ приятиях в США и Италии, в том числе на машине шириной 7 м.

Наибольшее распространение получили слабое крепирование бумаги на прессе бумагоделательных машин, работающих со сред­ ней скоростью, микрокрепирование и воздушная сушка на более широких и скоростных машинах.

В Норвегии начали применять комбинированный способ повы­ шения удлинения бумаги на бумагоделательной машине: полотно бумаги при влажности 35—40% подвергается микрокрепированию,

Т а б л и ц а 5

Мешочная бумага повышенной растяжимости '[76]

42

затем высушивается до сухости 85% воздухом в камере «Флект» и досушивается на цилиндрах. Ширина машины 4 м, максималь­ ная скорость 450 мімин [76].

В табл. 5 представлены показатели мешочной бумаги 70 г/м2 из небеленой сульфатной целлюлозы, выработанной на машинах разных конструкций. Воздушная сушка после микрокрепирования позволяет иметь высокое удлинение (около 8%) бумаги в обоих направлениях.

СЛАБОКРЕПИРОВАННАЯ БУМАГА

Слабокрепированная бумага обладает повышенным удлине­ нием в машинном направлении (5—15%) и применяется в непропитанном виде, а также с полиэтиленовым и иным покрытием для изготовления 3—6-слойных бумажных мешков под минеральные удобрения, пищевые про­

бумаги или сокращения числа слоев.

Первоначально для крепирования мешочной бумаги фирма Вальдгоф (ФРГ) использовала действующие бумагоделательные машины, имеющие III обратный пресс. Для этого верхний гранит­ ный вал пресса заменялся полированным металлическим валом и на нем устанавливался шабер (рис. 17, а). Переход на выработку крепированной бумаги осуществлялся на ходу без всяких затруд­ нений. Изменение соотношения скоростей прессовой и сушильной части машины регулировалось либо при помощи конических шки­ вов, либо многомоторным приводом.

Фирма Лиддон и Блек Клаусон ЛТД (Англия) создала специ­ альную конструкцию прямого пресса, позволяющего вырабатывать _ как гладкую, так и крепированную бумагу (рис. 17,6). Произво­

43

толщиной 20—30 мм (с фаской 0,8—1,2 мм) устанавливается под углом 65° к вертикальной оси нижнего вала. Прижим шабера к валу пневматический, давление воздуха 4,5 кгс/см2. Давление шабера на вал 50—80 кгс/см. Шлифуется шабер 2 раза в смену вручную и по мере надобности периодически на-станке. Для очистки вала устанавливается дополнительный шабер.

Мокрое крепирование производится при сухости бумажного по­ лотна 28—35%. С целью быстрой фиксации крепа температура первого сушильного цилиндра поддерживается более высокой, чем обычно. Величина крепирования регулируется в первую очередь соотношением скоростей крепирующего пресса и I группы сушиль­ ных цилиндров, скорость которых снижается. В табл. 6 указана характеристика крепированной бумаги разных стран.

Т а б л и ц а 6

Физико-механические показатели крепированной мешочной бумаги

44

жанных мешками

45

Из табл. 7 видно, что благодаря крепированию удлинение бу­ маги в машинном направлении увеличилось до 12—13%. Значи­ тельно возросло сопротивление раздиранию. Одновременно более чем в 2 раза уменьшилось разрывное усилие (и нулевая разрыв­ ная длина), а также сопротивление продавливанию, резко упало сопротивление излому, особенно в поперечном направлении. При этом прочность мешков из массы, размолотой до 35° ШР, значи­ тельно увеличилась, а из слабо размолотой массы (26° ШР) — уменьшилась. Работа разрыва благодаря крепированию увеличи­ лась почти в 2 раза в машинном направлении и практически не изменилась в поперечном у вариантов 2 и 3, но резко уменьшилась в варианте 1 (масса 26°ШР). Сопротивление растрескиванию после крепирования снизилось во всех случаях.

Значительное снижение разрывного усилия, сопротивления из­ лому и нулевой разрывной длины после крепирования бумаги, повидимому, обусловлено повреждением волокон и связей между ними. Слабая разработка волокна при низкой степени помола массы не обеспечивает достаточной прочности связей между во­ локнами и необходимой эластичности волокон. Поэтому при крепировании не сохраняется требуемая структура бумажного по­ лотна, и число ударов, выдерживаемых мешками из такой бумаги, невелико. Повышение степени помола массы влечет за собой уве­ личение эластичности волокон и возрастание количества и проч­ ности связей между ними при отливе бумаги. При крепировании такой бумаги получается иной результат: эластичное полотно повреждается шабером меньше, чем в первом случае, и прочность мешков благодаря крепированию бумаги возрастает.

Эффективность изготовления и использования крепированной мешочной бумаги относительно невелика из-за низкой рабочей ско­ рости бумагоделательной машины и ухудшения условий сушки не­ ровной бумаги, затруднений при поверхностной обработке, сни­ жения печатных свойств бумаги и осложнений при изготовлении мешков.

МИКРОКРЕПИРОВАННАЯ БУМАГА

Свойства микрокрепированной бумаги. Микрокрепированная бумага отличается очень мелким крепом, почти незаметным для не­ вооруженного глаза, и повышенным удлинением (8—12%) в ма­ шинном направлении. Она легко подвергается различной обработке, например дублированию битумом, покрытию полиэтиленом и дру­ гими полимерами. Применяется микрокрепированная бумага пре­ имущественно для изготовления мешков, а также для упаковки различного оборудования и в качестве прокладочного материала. Появились сведения об изготовлении микрокрепированной бумаги для печати.

Из табл. 8 и 9 видно, что благодаря микрокрепированию уве­ личивается не только удлинение бумаги в машинном направлении, но и работа разрыва, несмотря на значительное уменьшение раз­

46

рывного усилия. В поперечном направлении значительно повы­ шается только сопротивление раздиранию, а остальные показатели практически мало изменяются. Отмечается небольшое увеличение воздухопроницаемости.

Т а б л и ц а 8

Влияние микрокрепирования на свойства мешочной бумаги

(по X. Ворбсу) [77]

Относительная влажность воздуха при испытании: * — 65%; ** — 50%.

При исследовании свойств бумаги, полученной микрокрепированием на устройствах с резиновым полотном или валиках «Экспанда», принципиальной разницы не обнаружено.

47

Т а б л и ц а 9

Характеристика микрокрепированной мешочной бумаги

Микрокрепированная мешочная бумага изготовляется главным образом из сульфатной небеленой целлюлозы. Однако в связи с повышением динамической прочности подвергать микрокрепированию особенно рекомендуется бумагу, получаемую из низкока­ чественной целлюлозы, содержащей слабые или короткие волокна, либо большое количество измельченных сучков [78].

Несмотря на высокие затраты при изготовлении мешочной бу­ маги, эффективность ее применения достигается благодаря повы­ шению прочности мешков при использовании слабой целлюлозы или сокращением расхода волокна на мешок либо за счет сниже­ ния массы 1 м2 бумаги или сокращения числа слоев в мешке.

48

Технология микрокрепирования. В 1953 г. С. Л. Клует получил патент в США на устройство для микрокрепирования бумаги, а в 1957 г. производство бумаги марки «Клупак» уже было освоено на бумагоделательной машине шириной 6,6 м [78]. В те же годы фирма «Скотт Пейпа Компани» начала вырабатывать микрокрепи­ рованную бумагу на установке, получившей название «Экспанда». По первому способу бумага деформируется между сушильным ци­

Самая большая машина, вырабатывающая бумагу «Клупак» по лицензии фирмы «Клупак Инкорпорейшн», имеет ширину 7350 мм и скорость 750 м/мин [79].

Конструкцию микрокрепирующих устройств выполняют таким образом, чтобы на одной и той же машине иметь возможность вы­

ландр, то бумага пропускается только между двумя валами. При переходе на микрокрепирован­

ную бумагу производительность бумагоделательной машины сни­ жается в соответствии с величиной продольного удлинения.

сушильными цилиндрами 7 в первой половине сушильной части бумагоделательной машины. Резиновое бесконечное полотно 1 прижимается к нагретому (105—120° С) хромированному цилиндру 2 невращающимся валиком 3, поддерживаемым рядом опор по ши­ рине машины. Поверхность валика из нержавеющей стали сма­ чивается эмульсией, подаваемой через спрыск 4. Прижим валика, регулируется сжатым воздухом.

Резиновое полотно приводится в движение валиками 5, обли­ цованными резиной. Для охлаждения полотна и смазки исполь­ зуются спрыски 6, разбрызгивающие водяную эмульсию перед валиками и на кромках, не покрытых бумагой.

Принцип микрокрепирования заключается в следующем. Ре­ зиновое полотно 1, попадая в зону 2 (рис. 19), деформируется: внешняя поверхность резины растягивается, внутренняя сжимается.