Виробництво паперу

Для виробництва всіх сортів папера як вихідний матеріал використовується яке небудь деревне волокно. Властивості готового папера залежать від породи використовуваної  деревини, способу обробки тріски, типу хімікатів, що додаються, а також типу оборудования, на якому робиться папір.

Високоякісний папір робиться із суміші волокон листяних і хвойних порід деревини, з додаванням наполнителя на мінеральній основі і різних хімічних добавках. Хвойними називаються такі породи дерев як, наприклад сосна, ялиця і ялина. Волокна хвойних порід характеризуються значно більшою довжиною і діаметром у порівнянні з волокнами листяних порід. Такі волокна додають паперові велику міцність, чим волокна листяних порід, при цьому папір краще проходить через преси й інші процеси обробки, яким неї можуть піддавати заказ-чики. Папір деяких типів, наприклад використовувана для мішків і пакетів, для увели-чения міцності може робитися з 100% хвойного волокна.

Листяне волокно одержують з листяних дерев (тих, що втрачають листя зимой). Приклади листяних порід дерев — клен, дуб, осика, тополя і береза.

 

Виробництво хімічної целюлози

Деревину потрібно перетворити в тріску, щоб забезпечити велику площу поверхні і рухливість, необхідні для процесу варіння. Після здрібнювання, для того щоб "витримати" тріску її протягом декількох тижнів зберігають у величезних купах. Завдяки цьому зменшується тенденція смоли з деревини осаджуватися в процесі варіння, що приводить до появи смоляних плям на папері.

Після "витримки" у купах тріска надходить на сортування, де з неї віддаляється сміття і сторонні предмети, і по пневматичному конвеєрі доставляється на целлюлозний завод.

Існує два способи хімічної обробки целюлози, у результаті яких виходять два різних види целюлози.

Сульфатна целюлоза. Із самої назви випливає , що деревина вариться в лужному розчині (звичайно це суміш їдкого натру і сульфіду натрію). У виді сировини звичайно використовується ялина, сосна або береза. У процесі виробництва сульфатної целюлози виділяється їдкий запах (очевидно, від їдкого натру), що є великим недоліком , если мова йде про організації виробництва поблизу населеного пункту.

Сульфітна целюлоза вариться в кислотному розчині. Активною речовиною отут виступають іони сірководню і металу. Сировиною звичайно бувають ялина, сосна або бук.

По закінченні процесу волокна частково звільняються від лігніну. Целюлоза, що вийшла, потім промивається, збезводнюється і перекачується по трубі на паперову фабрику, якщо вона знаходиться поруч, або висушується, упаковується і транспортується її споживачам.

Через лігнін, що залишився, (його зміст після варіння може коливатися в межах 1,5-7%) сульфатна целюлоза звичайно має коричнюватий колір , тоді як сульфітна — сіро-жовтий. Після багатоступінчастого процесу відбілювання залишки лігніну віддаляються , і целюлоза здобуває білий або злегка сіруватий колір Раніш у цьому процесі використовувався хлор — надзвичайно шкідливий для навколишнього середовища хімікат. Сьогодні більшість целюлозних фабрик світу перейшло на бесхлорные процеси відбілювання целюлози (ECF elementary chlorіne free - ТС - totally chlorіne-free).

 

Деревна маса 

Цей сорт целюлози виробляється шляхом розмелу деревини в спеціальних жерновах з додаванням води. Після того, як деревина перетворюється в кашку (целюлозу), її отбе-ливают і перекачують у прилеглий бумагоделательный завод або , висушивши, продають на ринку. Через відсутність хімічної стадії видалення лігніну з деревної маси, папір, виготовлений з неї , швидко жовтіє під впливом ультрафіолетового випромінювання. Сучасні технології дозволяють виробникам древмассы изме-нять її характеристики і якість. Так що в багатьох випадках, коли такі властивості бума-ги, як - міцність, не мають першорядного значення, у виробництві папера исполь-зуется древмасса.

Папір, виготовлений з м'якої деревної целюлози (NBSK), набагато прочнее, тому що її волокна длиннее. Паперові з твердої листяної целюлози (ВНКР) - менш міцна через коротку довжину її волокон. З іншого боку, короткі волокна забезпечують гладку, зручну для печатки поверхня папера .
З древмассы виходить більша кількість папера - близько 97%, тоді як продуктивність хімічної целюлози дорівнює 55-60% для NBSK і 40-50% для ВНКР. Основний недолік древмассы - те, що її виробництво вимагає великих витрат електрики.

Папір з хімічної целюлози має гарні показники міцності. Ці показники, однак, можуть зменшитися, якщо виробник, бажаючи домогтися більшої білизни.

Папір із древмассы має меншу щільність , високу твердість , добре впитывает фарбу ( при печатці і має гарні показники непрозорості . Чудове ранабилити робить цей папір ідеальної для виробництва газет і журналів. Недоліком древмассы, як уже говорилося, є високий зміст у ній лігніну, через що виготовлена з неї папір згодом жовтіє.

Готова целюлоза транспортується на бумагоделательную машину,де з неї роблять папір.Якщо бумагоделательный завод знаходиться неподалік,то целюлоза у вод-ном розчині просто перекачується по трубі з одного цеху до іншого.Її зміст у такому розчині складає всего 2-4%.У випадку якщо бумагоделательный завод расположен далеко,целюлозу висушують,зменшуючи зміст води в ній 5-10%,упаковують і відправляють адресатові.

 

Напірна шухляда і формующая частина

Напірна шухляда — це перший з основних компонентів процесу виробництва папера на машині. Напірна шухляда — це ємність з точно контрольованим тиском, предна-значенная для одержання розведеної суспензії волокон і рівномірного розподілу волокон по ширині машини для досягнення профілю полотнини з єдиною основною вагою. Тиск у напірній шухляді необхідно контролювати для того, щоб швидкість потоку суспензії волокна або "струмінь " була якнайближче до швидкості сітки, що рухається, на яку волокно лягати. Це співвідношення швидкостей "струменя і сітки" дуже важливо для розташування (орієнтації) волокна, рівномірного просвіту листа , зменшення скручиваемости і поліпшення інших властивостей папера.

 

Прессовка

Після того, як незв'язана вода вилучена, і полотнина вже на 20% складається із сухих волокон, воно переміщається на нескінченне, що рухається сукно. Потім полотнина на сукні проходить через прес, що вичавлює з нього ще більше води. Сукно переміщає волога паперова полотнина між двома важкими валами з погодженим навантаженням, які здавлюють сукно і полотнина. Вода вичавлюється з полотнини і віддаляється, усмоктуючись у сукно. Коли полотнина виходить із пресової частини воно вже приблизно на 40% складається із сухої речовини.

 

Сушіння

Тепер полотнина попадає в головну сушильну частину машини для видалення лишившийся води. Тут полотнина по черзі проходить над і під великими , що нагріваються паром сушильними циліндрами, при цьому температура циліндрів послідовно увеличивается, у міру того як папір рухається через машину. Полотнина утримується в з-дотику із сушильними циліндрами серією сушильних сукон, що одновременно збільшують ефективність сушіння і підтримують полотнину, що рухається через машину. Контроль температури полотнини й інтенсивності сушіння забезпечує равномерное висихання папера без утворення зморшок і інших дефектів.

 

Проклейка поверхні

Висушене до 98%-го змісту сухих речовин паперова полотнина подається з головної сушильної частини на клеїльний прес, де воно проходить між двома великими покритими гумою валами, з яких на нього по обидва боки наноситься тонка плівка крохмалю. Стрижні з желобками, що проходять по всій ширині валів, точно дозують ко-личество крохмалю, необхідне для створення рівномірної тонкої "плівки" на валах, з яких вона переноситься на обох сторін папера . Головне призначення цієї крохмальної плівки — покриття поверхні волокон/наполнителя папера для того, щоб предотвратить вищипуван-ня волокон або часток наполнителя і засмічення друкованого , копироваль-ного й іншого устаткування замовника. Крім цього клеїльний прес використовується для регулювання остаточного кольору паперової полотнини або для додаткової обработ-ки його поверхні різними спеціальними складами . Тому що розчин крохмалю так-жі містить воду, полот-нину, що пройшла через клеїльний прес знову повинне пройти че-рез коротку сушильну частину, щоб повернути зміст вологи в папері до необхідної скінченний величини від 4.5 до 5.0%.

Мелование визначається як покриття поверхні папера шаром коліну, крейди,крохмалю латексу й інших добавок для поліпшення її друкованих і прчностных властивостей.

У кожного виробника є своя особлива формула речовини,що він використовує для мелования свого папера.

 

Каландрування

Залишивши останню сушильну частину, паперову полотнину проходить через каландр, два відполірованих сталевих циліндри з погодженої , дуже великою навантаженням. Контролюючи навантаження цих циліндрів, ми здавлюємо папір, регулюючи її товщину і пручидаючи гладкість її поверхні. Гладкість, що каландр дає паперові, по-ліпшує її друковані властивості і фактуру поверхні. На жаль, обробка на каландрі також знижує товщину, твердість і інші бажані якості папера , так що тут прихо-дится іти на компроміс. Після каландра паперова полотнина сканується комп'ютером, що вимірює його різні параметри і передає цю інформацію назад в автома-тизированные системи керування напірною шухлядою, сушильною секцією, регулюванням основної ваги й інші системи контролю, що безупинно стежать за технологиче-ским процесом і коректу-ють його режим. Потім паперова полотнина на накаті сматыва-ется у великі руло-ни або тамбури і бруківкам краном переміщається на продольно-резательные верстати.

 

Різання

Папір, щовийшов з бумагоделательной машини, звичайно намотується на великий широкий вал (jumbo roll), або "тамбур". Тамбур може мати ширину від 2.5м до 9м.

Для більш зручного транспортування, різання і печатки тамбури розрізаються на рулони встановленої ширини.Рулони можуть мати діаметр 1.6 метра для листорезальной машини, або менший, відповідно до замовлення покупця.Фабрики намагаються компоновать замовлення так, щоб сума ширин маленьких рулонів була максимально близка до ширини тамбура.Впротивном випадку, залишається так називаний "супутник” нестандартного формату.

 

Обробка

Рулони, нарізані за замовленням покупця, відразу відправляються на обгорткову машину. Тут них загортають у два шари обгорткового крафт-паперу з поліетиленовим покриттям, що захищає папір від ушкодження і проникнення вогкості під час збереження. Потім рулони автоматично транспортуються прямо на склад, де вони зберігаються до відправлення замовникам.

Рулони, призначені для листового папера, відправляється в листорезальный цех, де них розрізають на листорезальных машинах.