Отчет по преддипломной производственной практике . (847186), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для уменьшения степени впитываемости связующего печатных красок производится гидрофобизирующая обработка бумаги. При этом поверхностная проклейка снижает вероятность выщипывания волокон из бумажного полотна при типографской печати. Важным этапом производства является каландрирование (рис.6) – обработка поверхности бумаги, позволяющая повысить ее прочность, гладкость и лоск. Каландрирование – это прохождение полотна бумаги между валами с эластичной или твердой поверхностью, которое производится под давлением и при высокой температуре. Чем сильнее бумага спрессована валами каландра, тем она менее пухлая и более прозрачная.

Рисунок 6 – Каландрование полотна

При производстве высококачественной мелованной бумаги следует соблюдать баланс гладкости бумаги-основы и непрозрачности; особенно это важно для тонких бумаг, в которых содержание веществ, необходимых для получения мелованного покрытия, сравнимо с содержанием волокна.

3.6 Прозрачность и светопроницаемость

В бумажной промышленности при рассмотрении оптических свойств бумаги условно различают понятия светопроницаемости и прозрачности (рис.7). Под светопроницаемостью бумаги понимают способность ее пропускать падающий свет. Определяется светопроницаемость бумаги в проходящем свете. Светопроницаемость бумаги зависит от вида использованных полуфабрикатов, степени их помола, наличия в композиции бумаги наполняющих и окрашивающих веществ, а также от характера поверхности бумаги. При покрытии поверхности бумаги меловым слоем повышается ее непрозрачность, которая возрастает с увеличением толщины этого слоя.

Добавка в композицию бумаги к хвойной целлюлозе некоторого количества лиственной целлюлозы (особенно сульфатной из древесины бука) повышает непрозрачность бумаги. Наличие красителя в бумаге приводит к возрастанию светопоглощения, в связи с чем уменьшается светопроницаемость бумаги. В практике бумажного производства для придания бумаге непрозрачности в бумажную массу обычно вводят минеральные наполнители. Чем больше различие в коэффициентах преломления лучей у минерального наполнителя и целлюлозных волокон, из которых изготовлена бумага, тем более высоким оказывается эффект непрозрачности.

Рисунок 7 – Схема светопроницаемости и прозрачности бумаги: 1 – источник света; 2 – бумага; 3 – подложка; 4 – луч, отраженный от подложки

Наибольшую непрозрачность бумаге, состоящей из волокон целлюлозы, придает двуокись титана при использовании ее в качестве минерального наполнителя или в покровном слое бумаги. Несмотря на высокую светопроницаемость воздуха, его пузырек в бумаге нарушает оптическую однородность среды и бумага становится менее светопроницаемой. Точно так же пузырек воздуха в оконном стекле делает стекло в этом месте непрозрачным. Еще больше возрастает прозрачность бумаги, если ее пропитать маслом или керосином, коэффициент преломления лучей которых близок к коэффициенту преломления лучей целлюлозой. При этом вследствие вытеснения из бумаги воздуха создается оптически однородная среда. Очевидно, что прочность бумаги после подобной пропитки снижается из-за ослабления сил связи между волокнами.

Применение в композиции бумаги крахмала, имеющего также одинаковый с целлюлозой коэффициент преломления лучей, повышает прозрачность бумаги. Крахмал равномерно распределяется в бумажной массе, что способствует получению прочной бумаги с сомкнутой структурой. Усадка при сушке такой бумаги увеличивается, в ней меньше содержится воздуха, и прозрачность бумаги оказывается повышенной. Именно поэтому, а также для повышения прочности бумаги и ее поверхности крахмал вводят в композицию некоторых высокопрозрачных видов бумаги. Для этой цели может быть использована и натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы [4].

При выработке высокопрозрачных видов бумаги не рекомендуется доводить размол до слизеобразования при фибрил-лировании волокнистого материала. Хотя слизь склеивает волокна и повышает сомкнутость листа, но ее присутствие нежелательно, так как слизь обычно образуется в бумажной массе сгустками, вызывающими неоднородность бумаги и возникновение в бумаге местных напряжений, проявляющихся при сушке в виде коробления поверхности. Вместе с тем наряду с длинными, хорошо фибриллированными волокнами в бумажной массе в результате размола должно присутствовать небольшое количество мелких волокон. При таком полидисперсном составе волокнистой массы получается наиболее компактная структура листа, при которой мелкие волокна хорошо заполняют все промежутки между длинными волокнами.При выработке прозрачных видов бумаги желательно бумагу в целях ее хорошего уплотнения пропускать через несколько прессов, полезно использовать полусухой пресс, а сушку бумаги осуществлять при умеренной температуре поверхности сушильных цилиндров. Маркировка поверхности бумаги от сетки и сукон увеличивает шероховатость поверхности бумаги, следовательно, увеличивается светорассеяние от этой поверхности и уменьшается прозрачность бумаги. Поэтому при выработке высокопрозрачных видов бумаги рекомендуется использовать одежду машины, не вызывающую заметной маркировки на поверхности бумаги.

3.7. Белизна

Белизна является важным показателем качества, поскольку текст, чертеж или рисунок, напечатанные, выполненные пером, кистью или фотографическим способом, в зависимости от белизны бумаги в большей или в меньшей степени контрастируют с поверхностью бумажного листа. Это во многом определяет потребительскую ценность бумаги. Белизна бумаги зависит от степени белизны волокон, из которых она состоит, а также от содержания минеральных наполнителей, проклеивающих и окрашивающих веществ. Известно, что белизна по фотометру волокон белой древесной массы составляет 55…65 %, а небеленой сульфитной целлюлозы 50…65 %. Поэтому для повышения белизны бумаги из этих волокнистых материалов в их композицию вводят минеральный наполнитель, имеющий белизну не ниже 70 …75 %. Так как у беленой сульфатной целлюлозы белизна составляет 80…90 %, то для ее повышения наполнитель должен иметь белизну не менее 85…90 %. Более высокой белизной (90…95 %) отличаются хлопковые беленые волокна. В этом случае используемый минеральный наполнитель должен иметь белизну не менее 92 %. При прочих равных условиях уменьшение размеров частиц белого наполнителя способствует повышению белизны бумаги.

Немаловажное влияние на белизну изготовляемой бумаги оказывает качество используемой производственной воды – ее окраска, определяемая наличием тех или иных примесей, находящихся в растворе или во взвешенном состоянии. Все технологические факторы, способствующие повышению прозрачности бумаги (высокая степень помола волокнистой массы, значительное уплотнение бумаги в прессах и при каландрировании) одновременно снижают белизну бумажного полотна. К этому же ведет пересушивание бумаги, сопровождаемое ее пожелтением.

Существенное повышение белизны бумаги достигается ее мелованием – нанесением на поверхность бумаги покровного слоя, содержащего пигмент высокой степени белизны. В мелованной бумаге содержится большое количество наполнителей: каолин, карбонат кальция, диоксид титана. Мелование подразделяется на легкое, полное и литое. При различных видах обработки не только варьируется количество наносимой меловальной пасты, но и изменяется характер ее проникновения в структуру бумажного полотна. Глубина проникновения может быть как значительной, так и небольшой. Мелование может быть трех видов: шаберное, пленочное и шторное (рис. 8).

Рисунок 8 – Виды мелования

Шаберное мелование – метод мелования бумаги, заключающийся в нанесении на ее поверхность избыточного количества покрытия, которое затем выравнивается и сглаживается с помощью гибкого стального шабера (тонкой и длинной пластины). Метод пленочного пресса не используется для мелования обойной бумаги.

Весьма перспективным является метод шторного мелования. В устройстве для его осуществления отсутствуют механические элементы для разравнивания пасты по поверхности полотна. Паста вытесняется через узкую щель напускной камеры и под действием силы тяжести падает на полотно в виде шторы. В точке соприкосновения с полотном штора изменяет направление движения и растягивается, образуя на поверхности бумажного полотна тонкую пленку, которая высушивается воздухом.

Недостатком метода шторного мелования является то, что покрытие наносится только на одну сторону полотна. Масса покровного слоя регулируется скоростью движения бумажного полотна и шторы, а также содержанием сухого вещества в пасте.

Для повышения видимой белизны бумаги иногда применяют оптически отбеливающие красители. В качестве оптических отбеливателей применяются различные производные диаминостильбена, кумарина, пиразолина, нафталимида. Наиболее широкое распространение из них получили продукты ацилирования 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты цианурхлоридом, имеющие общую формулу (рис.9). Получившийся в результате реакции белофор имеет более высокое сродство к целлюлозе, применяется для оптического отбеливания целлюлозных волокон и изделий из них. Рекомендуется для добавления в моющие средства, предназначенные для стирки изделий из шерсти, целлюлозных и полиамидных волокон.

Рисунок 9 – Ацилирование 4,4'-диаминостильбен-2,2'-дисульфокислоты цианурхлоридом

Пожелтение бумаги – это термин, которым условно называют снижение ее белизны от воздействия световых лучей или повышенной температуры. От светового разрушения бумага может быть защищена хранением ее в помещении без окон или с окнами, прикрытыми плотными шторами. Можно применять защитные пленки или стекла, задерживающие прохождение ультрафиолетовых лучей. Бумага может желтеть и без света при температуре окружающего воздуха, когда целлюлоза плохо промыта и на поверхности бумаги из такой целлюлозы выступают растворимые в воде окрашенные вещества. Пожелтение целлюлозы может быть также при воздействии на нее некоторых химикатов, вызывающих деструкцию целлюлозы. Например, перебеленная целлюлоза обнаруживает после термического старения значительное снижение белизны. Пожелтение в большей степени наблюдается у жестких беленых сульфитных видов целлюлозы. Мягкие беленые виды сульфитной целлюлозы, так же как и беленые виды сульфатной целлюлозы, желтеют сравнительно редко. Если фракционированием из жесткой сульфатной целлюлозы удалить наиболее поврежденные мелкие волокна, содержащие низкомолекулярную фракцию, большую часть смолистых веществ и вещества, способствующие образованию при размоле слизи, то склонность целлюлозы к пожелтению заметно снижается. Этому в известной степени способствует и щелочная обработка целлюлозы, при которой удаляются образующиеся при отбелке продукты деградации целлюлоз; полное удаление их одной лишь промывкой целлюлозы водой невозможно. Пожелтение целлюлозы заметно усиливается, если после отбелки ее подкисляют без надлежащей последующей промывки.

Исследования показали, что спрессованная в кипах еще теплая беленая целлюлоза при ее хранении заметно снижает свою белизну. Поэтому рекомендуется целлюлозу перед упаковкой охладить. Наличие в целлюлозе следов тяжелых металлов, в первую очередь железа и меди, также является причиной пожелтения целлюлозы, так как они образуют с карбонильными группами беленой целлюлозы неустойчивые комплексы, которые каталитически ускоряют ход окисления при отбелке. Обработкой целлюлозы натриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) или полифосфатами можно связать следы тяжелых металлов. Во избежание пожелтения бумаги при ее хранении необходимо контролировать качество применяемого сернокислого алюминия, в котором железо не должно содержаться. Недопустимо использование производственной воды, имеющей окраску от растворенных в ней гумусовых веществ, легко адсорбирующихся на поверхности растительных волокон, снижая их белизну.

Бумага, содержащая в композиции древесную массу, наиболее подвержена пожелтению. Уменьшение пожелтения бумаги, содержащей древесную массу, можно достичь отбелкой древесной массы перекисью водорода.

В большинстве случаев пожелтение бумаги под действием света и тепла связано с реакциями окисления содержащегося в бумаге лигнина, продуктов деструкции целлюлозы (если таковые имеются в результате чрезмерной отбелки), частиц канифольного клея, а также соединений металлов, имеющихся в клее и в производственной воде.

3.8 Пылимость и сопротивление бумаги к выщипыванию

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.

Характеристики

Список файлов книги