Диплом бакалавра (Повышение печатных свойств бумаги - основы для обоев), страница 7

Пылимость – отрицательное свойство бумаги, характеризующееся отделением с ее поверхности или с кромок под влиянием механических воздействий (трения, перегиба, удара или встряхивания) мелких обрывков волокон, а также частиц наполнителя, проклеивающих веществ или красителей. Таким образом, бумажная пыль может содержать в различных соотношениях вещества минерального и органического происхождения.

В отдельных случаях наблюдается пыление бумаги и иного происхождения: с поверхности бумаги, на которую нанесена печать, отделяется печатная краска, вернее, пигмент из высохшей пленки краски. Причиной этого вида пылимости чаще всего является низкая вязкость связующего. В поверхностном слое бумаги оказывается относительно мало связующего, что облегчает отделение пигмента краски от поверхности бумаги.

Особенно вредно пыление бумаги и картона, предназначенных для печати. Качество печати, при использовании пылящей бумаги, резко ухудшается. Печать становится недостаточно четкой. Бумажная пыль прилипает к печатной форме, забивает набор и клише. Возникает необходимость часто останавливать печатные машины для чистки печатных форм и валов. Минеральная пыль вследствие своего абразивного действия разрушающим образом влияет на печатную форму, особенно при глубоком способе печати. Часто из-за пыления бумаги наблюдаются осложнения в работе машин, осуществляющих перфорацию бумаги или высекание из нее каких-либо изделий.

Иногда трудно разграничить пыление бумаги от выщипывания с ее поверхности отдельных волокон, недостаточно связанных с прочими волокнами, образующими бумажный лист. Принято считать, что выщипывание волокон с поверхности бумаги происходит под влиянием адгезионно-когезионных свойств печатной краски, которая при определенных условиях может в процессе нанесения печати отдирать отдельные участки поверхностного слоя бумаги. Силы, вызывающие выщипывание, действуют кратковременно и обычно направлены вертикально к поверхности бумаги. При этом на бумаге образуется вздутие в виде пузыря и может произойти отрыв участка поверхностного слоя с расщеплением бумаги в плоскости, параллельной к ее поверхности.

Если выщипывание имеет место при использовании мелованной бумаги, то в этом случае наблюдаются местные отделения покровного слоя. Иногда вместе с покровным слоем из бумаги-основы могут отделяться также отдельные волокна и частицы минерального наполнителя, что свидетельствует о недостаточной связанности структуры бумаги-основы. Это отрицательное свойство бумаги может быть ликвидировано поверхностной проклейкой бумаги-основы. При этом будет одновременно предотвращена миграция связующего из покровного слоя в бумагу-основу, чем исключается возможность разрыхления покровного слоя. Если выщипывание не затрагивает бумаги-основы и отделяется покровный слой от ее поверхности, это явление в большинстве случаев может быть устранено путем увеличения содержания связующего в покровном слое. Использование в качестве связующего покровного слоя вместо крахмала казеина обеспечивает получение мелованной бумаги с повышенной устойчивостью к выщипыванию. При использовании крахмала желательно придать ему водостойкость известными средствами (обработкой формалином, карбамидофор-мальдегидной смолой, глиоксалем).

Вырванные печатной краской участки поверхностного слоя бумаги прилипают к печатающим элементам печатной формы. Дефекты, возникающие на бумаге при печати в этих условиях, напоминают дефекты, наблюдающиеся при использовании пылящей бумаги. Очевидно, что отрыв краской участков поверхностного слоя бумаги зависит как от свойств самой краски, так и от свойств бумаги, а также и от особенностей технологии печатания.
Опасность выщипывания особенно велика при наличии бумаги с непрочной структурой поверхности и при использовании густых, вязких и липких красок. Явление выщипывания в значительной мере зависит также от толщины наносимого слоя краски, величины поверхности соприкосновения краски с бумагой, скорости печатания и других особенностей нанесения печати. Чем больше площадь бумаги, сплошь покрытая краской, тем более заметным может оказаться выщипывание. Если краска длительно хранилась или при нанесении на бумагу имеет чрезмерно низкую температуру, вязкость и липкость ее возрастают и опасность выщипывания усиливается. Чем тоньше слой наносимой краски, тем больше сказываются ее когезионные свойства, а следовательно, и больше вероятность выщипывания. Часто наблюдается, что одна и та же краска при печати на одной и той же бумаге не вызывает сколько-нибудь заметных затруднений. Однако при увеличении скорости печатания резко обнаруживается явление выщипывания.

Основные причины пыления бумаги сводятся к следующему. Наличие в композиции бумаги древесной массы, недостаточно хорошо разработанной и содержащей много грубых, слабо связанных между собой волокон, приводит к тому, что такие волокна, соприкасаясь с горячей поверхностью сушильных цилиндров, прилипают к ним и вырываются при этом частично или целиком из толщи бумаги. Одновременно вырываются также кончики других рядом расположенных волокон. Поверхность бумаги, таким образом, становится ворсистой.

При выработке клееных видов бумаги рекомендуется обеспечить 50 %-ную сухость бумажного полотна перед поступлением его на сушильные цилиндры, нагретые до 80 °С.

Образованию бумажной пыли способствует недостаточная гладкость поверхности сушильных цилиндров и особенно наличие на этой поверхности приставших к ней частиц смолы. Обрезиненные регистровые валики, на облицовке которых имеются трещины, также способствуют получению ворсистой бумаги.

Из сказанного видно, что явления пыления бумаги и выщипывания печатной краской волокон поверхностного слоя часто в своей основе имеют одну и ту же причину – недостаточную прочность поверхности бумаги, с увеличением степени помола бумажной массы склонность бумаги к пылению уменьшается.

Причиной повышенного пыления бумаги может быть и неравномерный отлив бумажного полотна, т. е. наличие в нем утолщенных мест и посторонних включений (опилок, комочков неразработанного бумажного брака и неразмолотой целлюлозы, а также пятен и отверстий от загрязнений, слизи, смолы).

Пыление и выщипывание волокон с поверхности бумаги значительно снижаются при введении в бумажную массу крахмала, некоторых синтетических смол (меламино- и карбамидо-формальдегидной), животного клея, карбоксиметилцеллюлозы, галактоманнанов, парафина.

Хотя при поверхностной обработке бумаги крахмалом и не достигается полной ее водонепроницаемости, тем не менее бумага приобретает надлежащую устойчивость к коллоидным растворам (чернила для письма) и к олифе печатной краски. Стирать с поверхности бумаги чернила становится легче, так как уменьшается глубина их проникновения. Кроме того, возрастает сопротивление бумаги истиранию, так как увеличивается сцепление волокон между собой. Практически с применением клеильного пресса пылимость и выщипывание волокон с поверхности листа полностью устраняются. Наличие в бумаге смачивающих веществ и пластификаторов снижает ее сопротивление выщипыванию. Для предотвращения пыления бумаги в клеильном прессе на Маяке используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (NaKMU).

Выщипывание поверхностного слоя у мелованной бумаги во многом зависит от концентрации использованного связующего, соотношения связующего к пигменту и от других производственных факторов. Так, применение при меловании бумаги латекса в качестве связующего в сочетании с протеинами (например, казеином) обеспечивает заметное улучшение связи покровного слоя с бумагой-основой. 

 2.3.8. Изменение линейной деформации

Увеличение размеров увлажненного листа бумаги по его ширине и длине, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа, носит название линейной деформации при увлажнении. Сокращение размеров увлажненного листа бумаги при высушивании, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа, называется линейной деформацией при высыхании. Линейная деформация бумаги вследствие ее высушивания и последующего кондиционирования носит название остаточной линейной деформации бумаги.
При высушивании влажный лист бумаги значительно сокращается в размерах, которые оказываются при этом меньше даже по сравнению с первоначальными размерами этого листа в сухом состоянии. При намокании в воде или вследствие повышенной влажности окружающего воздуха размер листа бумаги увеличивается не только по его длине и ширине, но и по толщине.

При увлажнении волокна значительно больше увеличивают свои размеры по диаметру, чем в длину. Поэтому, а также вследствие преимущественной ориентации волокон в машинном направлении бумажного полотна обычно в этом направлении деформация бумаги меньше, а в поперечном — больше. Деформацию бумаги определяют после: обработки водой; обработки водой и последующего высушивания на воздухе; обработки растворами солей и последующего высушивания. Образцы бумаги помещают в ванну с водой в горизонтальном положении, при этом уровень воды в ванне должен быть не менее 20 мм. Образец кладут на плоскую поверхность и делают на нем два небольших разреза на расстоянии 200 мм друг от друга с помощью заостренных штифтов в твердом бруске. Затем помещают образец в емкость с дистиллированной водой. Температура воды должна соответствовать температуре кондиционирования образцов. Образец выдерживают в воде до достижения максимального изменения размеров (15 мин бывает достаточно). По истечении этого времени образец извлекают из емкости и осторожно кладут на плоскую поверхность, стараясь не растянуть. Один из заточенных штифтов бруска быстро помещают в один из разрезов, сделанных предварительно в образце, и устанавливают брусок вдоль прямой линии, соединяющей два предварительно сделанных разреза. С помощью заточенного штифта на другом конце бруска делают еще один разрез на образце. Измеряют расстояние между первым и вторым разрезами, сделанными на образце, с помощью увеличительной линзы и сетки. Разрезы в бумаге будут иметь форму долота, причем одна сторона будет вертикальной. Измеряют расстояние между вертикальными сторонами разрезов.

Для снижения линейной деформации используют такой наполнитель, как канифоль. С ее помощью можно повысить пористость бумажного листа путем склеивания бумажных волокон между собой. Чем больше гидрофобность проклеивающего вещества, тем меньше деформация полотна при увлажнении. Например, бумага, проклеенная парафиновым клеем, обладает меньшей деформацией, чем бумага, проклеенная канифольным клеем. Сернокислый алюминий создает в бумаге кислую среду, ограничивающую степень набухания растительных волокон. Поэтому действие сернокислого алюминия несколько снижает деформацию бумаги после ее увлажнения.

3. БЖД

3.1. Характеристика производственных опасностей

Особые требования безопасности производства, соблюдение которых обязательно для исключения аварий и травм.

При распаковке кип целлюлозы и макулатуры необходимо соблюдать особую осторожность – проволоку перекусывать только специальными болторезами на расстоянии вытянутых рук, с таким расчетом, чтобы перекушенная проволока не могла достать до основных частей тела. Концы проволоки аккуратно загибать и свернув ее, отнести в гидропресс.

Соблюдать большую осторожность при расщеплении смерзшейся целлюлозы и макулатуры, пользоваться исправным инструментом, согласовывать свои действия с товарищем по работе.

Не находиться в непосредственной близости при укладке кип погрузчиком, сторониться при подаче сигналов водителем.

Вокруг транспортера проход должен быть не менее одного метра; целлюлоза на рабочем месте должна лежать не выше 3-х кип.

При подготовке проволоки для обвязки кип, при загрузке проволоки в пресс соблюдать особую осторожность, опасаясь острых концов.

При рубке рулонов особое внимание обращать на состояние топора – топорище должно быть жестко закреплено в топоре, топорище не должно иметь повреждений. Рубку производить к центру рулона, а не по касательной, чтобы исключить отскакивание топора от поверхности рулона.

При работе с крепкими щелочами (промывка бассейнов) необходимо соблюдать особую осторожность. Пользоваться средствами индивидуальной защиты (защитные очки, резиновые перчатки, прорезиненный фартук, сапоги резиновые, респиратор).

Во время промывки бассейнов пользоваться переносной лампой безопасного напряжения (12 в).

Промывка ванны и бассейнов производится вдвоем при обесточенном оборудовании. Один рабочий находится в бассейне, а второй наверху. Пользоваться только исправными лестницами, соответствующими нормативным требованиям.

При промывке емкостей из-под химикатов пользоваться средствами индивидуальной защиты: резиновые сапоги, прорезиненный фартук, резиновые перчатки, защитные очки или маска.

При переливании химикатов из одной емкости в другую, необходимо использовать специально оборудованные стационарные площадки или стационарные грузоподъемные механизмы. Запрещается переливание химикатов из емкости в емкость с использованием автопогрузчика.

Промывку сит сортировок производить спрыском высокого давления, постепенно увеличивая давление воды.