Технология бумаги и картона

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     План

ВВЕДЕНИЕ

1. Характеристика бумаги и картона…………...………………………………....5
2. Сырьевые материалы для производства бумаги и картона и их свойства...…8
3. Технология бумаги и картона…………….……………………………………17
4. Контроль качества бумаги……………….…..………………………………...33
5. Требования к хранению, перевозке и товарной информации о древесных и целлюлозно-бумажных материалах и изделиях…………………….....……..39

ВЫВОДЫ

Литература 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ

     Целлюлозно-бумажная промышленность – наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины. Она включает производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них. Эта отрасль отличается:

     - Высокой материалоёмкостью: для  получения 1 т целлюлозы необходимо  в среднем 5-6 куб. древесины;

     - Большой водоёмкостью: на 1 т целлюлозы  расходуется в среднем 350 куб.м.  воды;

     - Значительной энергоёмкостью:1 т  продукции требует в среднем  2000 кВт/ч.

     Следовательно, предприятия целлюлозно-бумажной промышленности должны ориентироваться на лесные ресурсы вблизи крупных водных источников.

     Бумагой и картоном называют материалы, изготовленные  преимущественно из специально обработанных растительных волокон, связанных между  собой силами поверхностного сцепления  в листовую форму. Бумага — это тонкие и ровные листы или ленты материала, состоящего в основном из целлюлозных волокон (древесная целлюлоза, древесная масса, волокна хлопка, льна, макулатурная масса и другие вспомогательные добавки). Масса одного квадратного метра бумаги достигает 250 г, картона — более 250 г; бумага, как правило, одно- или двухслойна, а картон — многослоен; толщина бумаги составляет примерно 35-300 мкм, картона — 0,5-3,0 мм. Согласно научному определению бумага — это пористо-капиллярный плоскостной искусственно созданный материал, доступный для проникновения воздуха, влаги и красок. Бумагу также можно рассматривать как своеобразный каркас, образованный из целлюлозных волокон, прочно соединенных водородными связями. Длина растительных волокон, из которых образована бумага, — 1-2 мм при диаметре около 25 мкм. В пространстве между целлюлозными волокнами в порах могут находиться наполнители (например, каолин, тальк), проклейка (например, канифоль) и обязательно около 7-9% влаги. При недостаточной влажности бумага становится жесткой и хрупкой, при избыточной — теряет прочность, становится чрезмерно пластичной. Свойства бумаги зависят от ее волокнистого состава, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а также от технологии ее отлива и отделки.

          Актуальность написания данной работы обусловлена двумя основными причинами бурного развития мировой целлюлозно-бумажной промышленности. Первая из них - большая непрерывно растущая потребность населения и различных отраслей промышленности в разнообразных видах бумаги и картона. Вторая причина заключается в том, что из разных способов использования древесины производство целлюлозы и бумаги — одно из наиболее выгодных, поскольку выход готовой продукции по отношению к израсходованной древесине достигает в целлюлозно-бумажной промышленности 90—93 %.

     Целью написания данной курсовой работы являются следующие задания :

     - изучения состава сырьевого материала (полуфабрикатов) для производства бумаги и картона;

     -   изучения особенностей технологии  бумаги и картона;

     - анализирование многообразия видов  готовой продукции и областей  её применения;

     -  проведение оценки качества бумаги по таким показателям: гладкость, белизна, плотность и пористость; оптическая яркость, непрозрачность, сорность, глянец; прочность поверхности к выщипыванию, разрывная длина или прочность на разрыв, прочность на излом, сопротивление раздиранию, сопротивление расслаиванию, жесткость, упругость при сжатии; влагопрочность, гидрофобность, способность впитывать растворители печатных красок. 
 
 
 
 
 
 
 

1. Характеристика бумаги и картона

 

     Бумага  и картон считаются перспективными упаковочными материалами для изготовления потребительской и транспортной упаковки. Они экологически безопасные и имеют наименьшую нагрузку на окружающую среду. Этим обусловлено значительное внимание украинских производителей пищевых продуктов и разнообразных товаров к бумаге и картону и упаковке из них.

     Бумага  — листовой материал, состоящий  в основном из растительных волокон, соответствующим образом обработанных и соединенных в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления. Помимо растительных волокон в последнее время при выработке специальных видов бумаги все чаще применяют волокна как синтетические органического происхождения, так и минеральные (асбестовые, стеклянные и др.). Крайне редко используют волокна шерсти. Кроме того, в бумаге могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители и красители.

     Свойства  бумаги легче всего поддаются  объяснению, если исходить из того, что бумага является упругопластическим капиллярно-пористым коллоидным материалом. Обычно при изготовлении разных видов бумаги применяют два, три и более волокнистых полуфабрикатов, образующих, таким образом, композицию бумаги по виду волокон. Иногда ее изготовляют из одного волокнистого полуфабриката, подготовленного для этого соответствующим образом. Очень часто в композицию бумаги вводят минеральные наполнители, проклеивающие и окрашивающие вещества.

     В настоящее время мировая бумажная промышленность, выпускает свыше 600 видов бумаги и картона, обладающих разнообразными, а в ряде случаев совершенно противоположными свойствами: высокопрозрачные и почти совершенно непрозрачные; электропроводящие и электроизоляционные; толщиной в 4-5 мкм (т. е. в 10-15 раз тоньше человеческого волоса) и толстые виды картона, хорошо впитывающие влагу и водонепроницаемые (бумажный брезент); прочные и слабые, гладкие и шероховатые; паро-, газо-, жиронепроницаемые и др.

     Это разнообразие свойств разных видов  бумаги обеспечивает широкие возможности применения ее не только в быту и в качестве материальной основы для письма и печати, но и в различных областях народного хозяйства: химической, электро-, радиотехнической, пищевой, строительной и других отраслей.

     Бумага  — это листы или ленты, состоящие в основном из целлюлозных волокон, древесной целлюлозы и древесной массы, хлопка, льна и некоторых других, с массой 1 м2 до 250 г. Картон же имеет массу 1 м2 выше 250 г. Кроме того, бумага, как правило, однослойная, а картон — многослоен. Наряду с целлюлозными волокнами бумага может содержать наполнители (например, каолин — белую фарфоровую глину), проклейку (например, канифольный клей), подцветку (например, в виде синих и фиолетовых красителей) и обязательно около 7% влаги. При недостаточной влажности бумага становится жесткой, хрупкой, при избыточной — теряет прочность, становится чрезмерно пластичной. Существует множество разновидностей бумаги в зависимости от  массы 1 м2, окраске или по какому-либо другому признаку( по некоторым литературным данным их свыше 7000 разновидностей). Все многообразие видов бумаги подразделяется на десять классов:

     1. Бумага для печати—наиболее массовый вид бумаг, предназначенных для печатания различными методами издательской и изобразительной продукции (газетная, типографская, офсетная, этикеточная и др.).

     2. Декоративная — бумага, имеющая окрашенную гладкую, или крепированную поверхность, или поверхность, имитирующую бархат, мрамор, кожу, полотно; это – аэрографная, бархатная, крепированная, мраморная и другие виды бумаг, применяемые для отделки книжных переплетов, оформления книжно-журнальной продукции.

     3. Бумага для письма, машинописи, черчения и рисования — писчая, писчая цветная, тетрадная, почтовая, машинописная, и др.

     4. Электротехническая бумага — электроизоляционная, телефонная, конденсаторная, кабельная, и др.

     5. Упаковочная и оберточная бумага—бумага для упаковки продуктов на автоматах, упаковочная бумага для сахара, чая, фруктов, стеклянной тары, текстильной продукции, мешочная бумага, и др.

     6. Светочувствительная бумага — светочувствительная, диапозитивная светочувствительная и фотографическая бумага, бумажная диапозитивная светочувствительная калька.

     7. Бумага для изготовления папирос и сигарет — курительная, мундштучная, папиросная и сигаретная.

     8. Впитывающая бумага — впитывающая бумага для хроматографии, промокательная, фильтровальная различного назначения.

     9. Промышленно-техническая бумага  разного назначения для ртутно-цинковых  элементов, химических источников  тока, и др.

     10. Бумага-основа — к ней относятся бумаги, используемые в качестве основы для производства многих видов бумаг, бумажных изделий и фибры путем соответствующих обработок, пропиток и покрытий .

     Картон  разделить по типам достаточно проблематично, так как нет единого критерия типологизации. Существует много типов картона. У картона для коробок двумя основными компонентами являются гладкие и изгибающиеся листы (гофр). Гофр обычно имеет вес 11,8 кг и толщину 231 мкм и производится из твердых пород древесины с помощью сульфатного метода. Твердый картон – это лист изготовленный или ламинированный  до толщины, которая обеспечивает большую жесткость и прочность. Чаще всего его применяют для промышленной упаковки к изготовлению коробок большой прочности и устойчивости к атмосферным воздействиям. Макулатурный картон – это картон низкого качества, изготовляемый из макулатуры и применяемый там, где требования к прочности и качеству  относительно неважны.

     Четкое  различие между понятиями бумага и картон отсутствует. Картон относится  к природным материалам растительного происхождения. При эго получении используют полупродукты, которые содержат грубые и жесткие волокна : бурую древесинную массу, полуцеллюлозу, сульфатную целлюлозу, макулатуру. Масса 1 м2 картона превышает 250 г, а толщина составляет не менее 0,3 мм. 
 
 

     2. Сырьевые материалы (полуфабрикаты) для производства бумаги и картона и их свойства 

     Сырьем  для изготовления разных полуфабрикатов является древесина девяти основных пород, используемых в различных  соотношениях: ели, сосны, пихты, ольхи, лиственницы, тополя, березы, осины, бука. Наряду с этими породами в меньшем количестве используется также древесина эвкалипта, каштана, липы, дуба, клена и других пород. Указанное сырье делится на две группы: хвойные и лиственные породы древесины. Эти различия и определяют различия в свойствах волокон соответствующих полуфабрикатов.

     Строение  исходных волокон во многом определяет их бумагообразующие свойства. Свойства бумаги зависят от ее волокнистого состава, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а также от технологии ее отлива и отделки. Волокна трубчатого строения способствуют получению пухлых видов бумаги, обладающих повышенной впитывающей способностью. Такие волокна требуют больше времени для фибриллирования. Из волокон ленточного строения обычно получается плотная прочная бумага с сомкнутой поверхностью. Толстостенные волокна (с толщиной стенки 6—8 мкм) легче фибриллируются, а тонкостенные (1,5—2 мкм) более подвержены поперечной рубке.

     Волокна твердых пород древесины, как правило, обеспечивают непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость и впитывающую способность бумаги. Волокна мягких пород, наоборот, придают бумаге относительно более высокую прозрачность, плотную структуру и высокие показатели сопротивления разрыву.

     Для производства бумаги и картона используются:

• беленная сульфатная или сульфитная целлюлоза;
• небеленая сульфатная или сульфитная целлюлоза;
• целлюлоза из соломы и тростника;
• полуфабрикаты из лиственных пород древесины;
• тряпичная полумасса;
• древесная масса ( бурая и белая);
• отходы от переработки хлопка, льна;
• макулатура;
• синтетические волокна органического (винол, капрон, нитрол, лавсан) и неорганического (стеклянные, базальтовые, асбестовые, металлические) происхождения;
• минеральные волокна

     Основным  полуфабрикатом для производства бумаги является целлюлоза — продукт  варки растительного сырья с  кислотой (сульфитный метод), щелочью (сульфатный метод) или комбинированным методом. Выход обычной целлюлозы из древесины  в зависимости от вида древесины и способа ее варки находится в пределах от 46 до 53%. Целлюлоза высокого выхода характеризуется выходом выше 53 и до 65%.