содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Г л а в а 2

РАЗМОЛ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

§ 6.

НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА РАЗМОЛА И ЕГО КОНТРОЛЬ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ



При размоле растительных волокон в водной среде происходит как чисто механический процесс изменения размеров и формы волокон, так и коллоидно-химический процесс, называемый гидратацией волокон. Явления механического характера выражаются в укорачивании волокон и их продольном расщеплении на фибриллы. В данном случае под термином гидратация понимаются не образование гидратов, а коллоидно-химические явления, начинающиеся с набухания гидрофильных растительных волокон и, как будет показано ниже, придающие волокнам способность связываться между собой с образованием прочной структуры листа.

Некоторое укорачивание волокон независимо от вида изготовляемой бумаги необходимо в связи с тем, что из длинных волокон очень трудно получить равномерную по расположению волокон бумагу, так как при отливе бумажного полотна длинные волокна склонны к хлопьеобразованию. Наличие наряду с длинными волокнами мелких волокон способствует тому, что мелкие волокна заполняют пространства между длинными, лист при этом становится более равномерным и с безоблачным просветом. При рассмотрении структуры бумаги в проходящем свете (на просвет) отсутствие видимых «облаков» от сгустков волокон (хлопьев) и называют безоблачным или молочным просветом бумаги.

Укорачивание волокон — не основное назначение процесса размола. В большинстве случаев более важно расщепление волокон в продольном направлении на фибриллы с (увеличением при этом наружной поверхности волокон. Адсорбция на этой поверхности воды ведет к набуханию волокон, повышению их гибкости и созданию условий для установления между волокнами связей, определяющих основные свойства бумаги — механическую прочность, впитывающую способность, воздухопроницаемость и др.

Таким образом, назначением процесса размола волокнистых материалов является: 1) придание волокнистому материалу определенной структуры в отношении размеров волокон по длине и толщине, с тем чтобы обеспечить требуемую структуру полотну бумаги; 2) сообщение волокнистому материалу определенной степени гидратации, от которой в значительной мере зависит создание сил сцепления между волокнами.

Из неразмолотых волокон получается пухлая и слабая бумага с малыми по величине межволоконными силами связи. Если вести процесс размола осторожно, избегая в основном

поперечной рубки волокон и направляя процесс на расчес с фибриллированием, то при отливе бумаги из подобной волокнистой массы образуется плотное и прочное бумажное полотно с малой пористостью. При ведении же размола направленно на рубку волокон без существенного их фибриллирова-ния получается рыхлое и пористое полотно бумаги с высокими показателями воздухопроницаемости и впитывающей способности, но с малой механической прочностью. В промышленных условиях невозможно вести процесс размола только в направлении фибриллирования волокон или только в направлении их рубки. Обычно оба явления одновременно имеют место с преобладанием того или иного результата в зависимости от режима ведения процесса.

О качестве размолотой бумажной массы в основном судят по степени ее помола и по средней длине волкон. Именно эти показатели, а также время размола, необходимое при заданных условиях ведения процесса до достижения требуемой степени помола и средней длины волокон, являются определяющими в контроле процесса.

Здесь уместно отметить, что часто путают понятия «размол» и «помол». Между тем размол — это процесс, а помол — результат этого процесса. Поэтому следует говорить о времени размола (а не помола), степени помола (а не размола). Когда мы говорим о характере размола, то подразумеваем характер ведения процесса, например изменение величин концентрации массы или удельных давлений при размоле в последовательно установленных размалывающих аппаратах. Когда речь идет о характере помола, то под этим подразумевается получение длинно- или коротковолокнистой массы, наличие или отсутствие в массе фибрилл, слизи и пр.

Различают садкий и жирный помолы массы. Волокна неукороченные или только укороченные, но нефибриллированные называются волокнами массы садкого помола. Такая масса быстро обезвоживается и изготовленная из такой массы бумага отличается неоднородностью структуры и невысокой механической прочностью. Масса жирного помола состоит из длинных или коротких хорошо фибриллированных волокон. Такая масса обезвоживается медленно и образует плотную и прочную бумагу. Волокна массы жирного, помола пластичны и на ощупь кажутся жирными и скользкими. Таким образом, как масса садкого помола, так и масса жирного помола может быть длинно- и коротковолокнистой.

Степень помола бумажной массы измеряют прибором СР-2 (рис. 3) и выражают в градусах Шоппер-Риглера. Работа на приборе осуществляется следующим образом: 2 г абсолютно сухих волокон разбавляют до 1 л водой, тщательно перемешивают и выливают в цилиндр аппарата. Затем поднимают клапан и масса обезвоживается на сетке. Вода стекает в стаканы 6 и 8 соответственно по трубкам 5 и 9. Садкая масса быстро

отдает воду, которая в основном вытекает через широкую трубку. Жирная же масса стекает медленно и почти вся вода проходит через узкую трубку. Деления на стакане, находящемся под боковой трубкой, отградуированы в градусах Шоп-пер-Риглера. Очевидно, что чем жирнее масса, тем большей: величиной градусов Шоппер-Риглера будет характеризоваться степень ее помола.

Рис. 3. Измеритель степени помола бумажной массы СР-2:
1 — механизм для подъема и опускания клапана; 2, 10 — стойки; 3 — фланец, поддерживающий цилиндр; 4 — конус; 5 — узкая трубка; 6, 8 — стаканы; 7 — опорная плита с уровнемером; 9 — широкая трубка; 11 — воронка; 12 — сетка; 13 — клапан; 14 — цилиндр
 

По степени удержания воды волокнистой массы еще нельзя однозначно судить о ее бумагообразующих свойствах, так как

при одной и той же степени помола массы она может быть как длинноволокнистой, так и коротковолокнистой. Поэтому одновременно с определением степени помола массы находят среднюю длину волокон в массе, которую можно определить микроскопическим методом или ускоренно, с помощью измерителя показателя средней длины волокон бумажной массы (прибор С. Н. Иванова). Принцип работы этого измерителя основан на том, что навеска в 6 г абсолютно сухой испытываемой волокнистой массы разводится при размешивании в 2 л воды и полученная взвесь выливается на рамку в форме двухскатной кровли. На рамке укреплены в виде решетки тонкие металлические лезвия, расположенные на расстоянии 10 мм друг от друга. Если масса очень жирная (например, для изготовления конденсаторной бумаги), то применяется рамка с расстояниями между лезвиями в 5 мм. Очевидно, что чем больше средняя длина волокон в испытываемой массе, тем больше волокон задерживается на лезвиях. Массовый показатель волокон, полученный взвешиванием рамки на рычажных весах, по соответствующей шкале переводится в величину средней длины волокон.

Основные показатели производственного контроля процесса размола бумажной массы приведены в табл. 2. Для производственного контроля процесса размола может быть осуществлена визуальная оценка качества размалываемой массы с помощью микропроекционного аппарата Проми, показывающего на экране волокна в увеличенном виде. При текущем

контроле процесса размола определяют также концентрацию размалываемой массы и нагрузку на двигатели размалывающих аппаратов. Эти определения позволяют поддерживать постоянным технологический режим размола волокнистой массы.

Дополнительные сведения по материалу настоящего раздела приведены в работах [5, с. 36—37, 50—54; 6, с. 94—117, 204— 246, 328—334].

2. показатели бумажной массы ДЛЯ РАЗНЫХ ВИДОВ БУМАГИ (ПО С. Н. ИВАНОВУ)

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..