содержание   ..  89   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99    .. 

§ 58.

БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ СУХОГО СПОСОБА ФОРМОВАНИЯ БУМАГИ

Принципы, положенные в основу обычного способа изготовления бумаги, приводят к тому, что бумага с относительно высокими показателями механической прочности отличается плотной, сомкнутой структурой, сравнительно малой пористостью и небольшой впитывающей способностью. Фильтровальные и другие виды бумаги, обладающие хорошей впитывающей способностью, как правило, имеют невысокие показатели механической прочности. К этому следует добавить, что вследствие использования относительно коротких волокон бумага обычной выработки отличается сравнительно невысокими показателями по сопротивлению раздиранию и удлинению до разрыва (растяжимости). Таким образом, при обычном способе производства не удается сочетать в бумаге свойств высокой механической прочности с высокими показателями пористости и впитывающей способности, т. е. не удается получить бумагу, которая могла бы служить достаточно полноценным заменителем ткани.

Встречающиеся при изготовлении подобной бумаги трудности удалось преодолеть лишь с изобретением в Советском Союзе так называемого сухого метода выработки длинноволокнистых видов бумаги.

Длинноволокнистая бумага, полученная сухим методом, обладает эластичностью, высокой впитывающей способностью и одновременно высокой механической прочностью. Совокупность этих свойств и ряд других особенностей резко отличают ее от обычной бумаги и приближают к тканям. Ценные свойства этой бумаги объясняются особенностями ее получения, применением волокнистых материалов с длиной волокон от 2,5 до 45 мм, а также использованием различных проклеивающих веществ, придающих бумаге желательные свойства.

При сухом методе изготовления длинноволокнистой бумаги нет процесса размола и связанного с ним укорочения волокон. Естественная длина волокон полностью сохраняется и используется для придания бумаге нужных свойств. Отсутствие в данном случае фибриллирования волокон не вызывает чрезмерно высокой сомкнутости бумажного листа, т. е. не снижает впитывающей способности бумаги. Однако для скрепления между собой длинных и нефибриллированных волокон необходимо использовать в относительно больших количествах адгезивы. В качестве таковых применяют водные растворы крахмала, поливинилового спирта или водные дисперсии полимеров, например латексов синтетического каучука.

Сначала сухим способом были получены длинноволокнистые виды бумаги, отличающиеся повышенной прочностью в машинном направлении. Такие виды бумаги вырабатываются на бумагоделательных машинах специальной конструкции. В технологии производства бумаги сухим способом удачно сочетаются оборудование и технологические процессы, применяемые в бумажной и текстильной отраслях промышленности (рис. 94).

Обычно в качестве исходного волокнистого сырья применяется обезжиренный хлопок, который в виде тонкого прочеса, получаемого с кардочесальных машин 1, проходит по конвейеру 2 проклеивающую часть 3 бумагоделательной машины, где проклеивается крахмальным клейстером или другим видом связующего. Затем хлопковое полотно отжимается, высушивается в сушильной части 4, уплотняется в каландре 5 и наматывается в рулон на накате 6. Из-за специфических особенностей кардочесальных машин изготовляемая подобным способом бумага имеет ярко выраженную ориентацию волокон в машинном направлении и, следовательно, повышенную прочность на разрыв в этом же направлении, которая в 6—7 раз превышает ее прочность на разрыв в поперечном направлении. Подобным образом и изготовляются основы электроизоляционной мика-лентной бумаги и ротаторной пленки. Ранее длинноволокнистая бумага-шелковка изготовлялась в основном в Японии, сырьем для которой служили лубяные волокна различных растений, произрастающих в Японии, из которых наиболее широкое применение получили кодзу, кува, гампи, митсумата и др.

Сухим способом с использованием волокон хлопка удалось получить бумагу, которая, судя по отзывам потребителей, не уступала по качеству соответствующей японской бумаге.

В период Великой Отечественной войны 1941—1945 гг., по предложению автора этой книги, успешно была испытана в качестве заменителя марлевых бинтов длинноволокнистая прочная в машинном направлении хлопковая бумага, изготовленная сухим способом. Бумага оказалась пригодной для замены марлевых бинтов при фиксации шин и лангет, для гипсовых повязок и для накладывания повязок на малопромокающие раны, а также для косынок в условиях внутригоспитальной работы.

Для получения различных видов бумаги, обладающих примерно одинаковой механической прочностью в машинном и в поперечном направлениях, применяется другой тип бумаго-делательнои машины — Машина аэродинамического формования (рис. 95).

Рис. 94. Схема бумагоделательной машины для выработки сухим способом продольно-прочной бумаги

Рис. 95.

 От предыдущего типа машины эта машина отличается своей листообразующей частью, которая позволяет вырабатывать бумагу и картон самого разнообразного назначения из растительных, искусственных или минеральных волокон различной длины. С раската 1 хлопок или другой волокнистый материал поступает на расчесывающие узлы 2 листообразующей части машины. Затем, двигаясь по колосниковой решетке, волокна освобождаются от мелкого сора и коротких волокон, после чего попадают в приемную камеру 3. Под влиянием вакуума, создаваемого вентилятором 5 в отсасывающей камере 6, волокна в дезориентированном состоянии оседают на сетке 4, которая проходит через клеевую ванну 7. Здесь волокнистый слой находится между сеткой 4 и сукном 8. Избыток клея отжимается между валами 9, а полученная бумага подвергается сушке на цилиндре 10, сукно которого подсыхает на сукносушителе 11. Далее бумага подвергается каландрированию в каландре 12 и наматывается на накат 13. Содержание связующего вещества в готовой бумаге в зависимости от ее вида составляет 12—40%.
При выработке на описываемой машине равно-прочной длинноволокнистой бумаги можно применять наполнители в виде порошков и мелкой волокнистой крошки. Получение продукции возможно и из смеси различных волокон. В вырабатываемой бумаге отношение величины сопротивления разрыву в машинном направлении к величине сопротивления разрыву в поперечном направлении составляет 1 : 0,9—0,8. В некоторых случаях прочность в поперечном направлении оказывается даже несколько более высокой, чем в машинном.

В Советском Союзе сухим способом были получены различные равнопрочные длинноволокнистые электроизоляционные виды бумаги, теплоизоляционные материалы, в том числе с использованием асбестовых волокон, щелочестойкая бумага из хлопковых волокон с поливиниловым спиртом в качестве связующего, реставрационная бумага, как прочная в машинном направлении, так и равнопрочная для укрепления при реставрации старинных документов и библиотечных материалов, различные фильтровальные виды бумаги из смеси вискозных и синтетических волокон и пр. Позже сухой способ для получения бумажной продукции, обладающей изотропными свойствами, получил применение и за рубежом. Этим способом изготовляется многослойный картон с различным видом волокон в каждом слое, фильтровальная и электроизоляционная бумага, твердые плиты, водостойкий картон и др. Известен опыт получения сухим способом картона для штампованных коробок из бумажной мукулатуры. Изготовляются также легкие нетканые материалы для постельного белья, скатертей и т. д. На одной из установок, имеющих две формующие секции, между ними расположено устройство для подачи армирующего материала — тонкой найлоновой сетки с массой не более 5 г/м2.

Машина при скорости 80 м/мин выпускает нетканый материал с обрезной шириной полотна 1,6 м. Длина машины 48 м. Машина предназначена для использования волокон целлюлозы при изготовлении нетканых материалов, но пригодна также и для использования различных других волокон (кожи, коротких синтетических волокон, металлических и пр.), а также минеральных наполнителей (каолина и др.).

На рис. 96 представлена схема формующего устройства одной из канадских фирм, выпускающих бумагу, изготовляемую сухим способом. Распущенная целлюлоза подается через входное отверстие 1 в канал 2. Сжатый воздух, служащий для перемещения волокон с нужной скоростью и разбивки волокнистых хлопьев, подается через впускные отверстия 3 и 7. Конфигурация канала и требуемая скорость воздуха обеспечивают отделение диспергированных волокон от неразделенных, возвращаемых к входному отверстию 1 на повторную циркуляцию. Диспергированные же волокна через выпускную трубу 4 попадают на движущуюся сетку 6, на которой они равномерно осаждаются благодаря вакууму, создаваемому в отсасывающем ящике 5.

Рис. 96. Схема формующего устройства одной из канадских фирм для изготовления бумаги сухим способом

Для выработки различных видов бумаги сухим методом формования уже изготовлены бумагоделательные машины, рассчитанные на скорость 300 м/мин. Предполагается, что новое поколение бумагоделательных машин обеспечит возможность изготовления различной продукции методом сухого формования при скорости до 500 м/мин.

В 1984 г. ЦНИИбуммаш разработал конструкцию бумагоделательной машины для получения сухим способом крупнопористой фильтровальной бумаги с массой 120— 250 г/м2 из химических волокон. Формование бумажного полотна осуществляется аэродинамическим способом, при котором диспергированные в воздушном потоке волокна осаждаются на сетку в виде четырех элементарных слоев, после довально укладываемых друг на друга. Общее бумажное полотно, находящееся между двумя сетками, пропитывается связующим, избыток которого отсасывается. Полотно между двух сукон отжимается в двух двухвальных прессах и затем контактным способом высушивается, проходя последовательно через семь бумагосушильных цилиндров. Далее полотно проходит через пятиваль-ный каландр, в котором два средних вала бумажные набивные, и наматывается в рулон на осевом накате. Кромки полотна для последующего изготовления шпагата обрезаются и наматываются отдельно. Скорость машины по приводу 300 м/мин, обрезная ширина бумаги 1100 мм.

В некоторых случаях при изготовлении сухим способом заменителей ткани пользуются электростатическим методом осаждения волокон. Наряду с сухим способом изготовления нетканых материалов, все большее развитие приобретает для этой цели и мокрый способ, позволяющий вырабатывать нетканые материалы при большой скорости и с использованием в композиции наряду с длинными также и относительно короткие волокна. Однако до сих пор не установлено, какому из способов следует отдать предпочтение.

Считается, что трудовые затраты на 1 кг производимой продукции при сухом способе в 2 раза больше, чем при мокром способе, а капиталовложения при мокром способе в 6 раз больше, чем при сухом. Возможности использования древесной целлюлозы для производства нетканых материалов в случае

мокрого способа открывают перспективы более широкого использования именно этого способа. По-видимому, оба способа имеют перспективы для развития и будут применяться в зависимости от технических требований, предъявляемых к изготовляемой ими продукции. При этом следует иметь в виду, что одно из существенных преимуществ сухого способа — экономия воды и незагрязнение водоемов.

О бумагоделательных машинах сухого способа формования бумаги можно дополнительно прочесть в книге [20, с. 204—211].

содержание   ..  89   90  91  92  93  94  95  96  97  98  99    ..