1. Общие сведения о бумаге и картоне. Классификация

Бумага – листовой капиллярно-пористый упругопластичный материал, сост. из природных или синтетических волокон, тесно переплетенных между собой и связанных химическими силами поверхностного сцепления. В состав бумаги вводятся проклеивающие вещества, минеральные наполнители, красители и др.

Картон – листовой или рулонный материал, характеризующийся относительно высокой жесткостью, получаемый подобно бумаге из волокнистой массы и отличающийся от нее большей толщиной и массой квадратного метра. Картоном считается m 1м² > 225 г.

Классификация бумаги: 1) бумага для печати; 2) упаковочная или оберточная бумага; 3) бумага-основа; 4) бумага для папирос и сигарет; 5) декоративная бумага; 6) бумага для письма, машинописи, черчения и рисования; 7) электротехническая бумага; 8) светочувствительная бумага; 9) впитывающая бумага; 10) промышленно-техническая бумага.

Бумага для печати: газетная; типографская; офсетная; для глубокой печати; иллюстрационная; картографическая; обложечная; этикеточная.

Картоны подразделяются на: полиграфические; тарный и упаковочный; фильтровальный; картон для легкой промышленности; строительный; технический; электроизоляционный.

2. Сырье для производства бумаги

Растительные волокна. К древесным относят древесную массу, техническую целлюлозу, полуцеллюлозу (из древесины хвойных и лиственных пород). Древесная масса — волокнистый полуфабрикат, полученный механическим разделением древесины на волокна. При этом она расщепляется на микро- и макроскопические частицы разной формы. В состав древесной массы входят целлюлоза и лигнин (природное высокомолекулярное вещество нерегулярного строения, состоящее из фенилпропановых единиц. Он нерастворим в минеральных кислотах, органических кислотах и щелочах при обычных температурах). техническая целлюлоза – это природный композиционный материал, полученный в результате химической обработки исходного растительного сырья и состоящий из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и экстрактивных веществ. В физическом она представляет собой элементарное волокно веретенообразной формы, имеющее в середине полый канал и пронизанное пустотелыми ходами. Целлюлоза – природный линейный полимер регулярного строения, построенный из остатков глюкозы. Она нерастворима в воде, щелочах и слабых неорганических кислотах. Растворима в концентрированных серной и соляной кислотах, а так же в растворах некоторых солей.

Недревесные: волокна тростника, льна, хлопка, пеньки, соломы в виде соответствующей технической целлюлозы, а так же волокна макулатуры и тряпья. Для придания бумаге некоторых специальных свойств применяют животные волокна (шерсть), минеральные (асбест), синтетические (лавсан, нитрон, капрон, полипропилен).

Все виды волокна отличаются по химическому составу и по длине. Древесные волокна имеют длину 1-3 мм, недревесные – от 10 до 50 мм, макулатура – 0,5 мм. Любые виды волокна имеют плотность примерно 1,5 г/см³.

3. Способы получения волокнистых полуфабрикатов (целлюлозы и древесной массы)

Техническая целлюлоза: Все методы получения технической целлюлозы основаны на удалении из растительного сырья лигнина и частично гемицеллюлоз.

При сульфатном способе реагентом является водный раствор сульфида натрия: Na₂S+NaOH. При сульфитном – водный раствор Ca, Mg, NH₄⁺ -- солей сернистой H₂SO₃. При натронном водный раствор NaOH. При органосольвентном – водный раствор спиртов. Кислородно-щелочной – кислород и щелочь.

Небеленая целлюлоза 35-50% - тара и упаковка. Беленая > 85%. Отбеливают соединениями хлора, перекиси.

Различают два метода получения древесной массы.

Общий принцип получения дефибрерной ДМ заключается в истирании очищенных от коры бревен абразивной поверхностью специального вращающегося камня, изготовленного из базальта или керамики. Водная среда и высокая температура в месте истирания пластифицируют (размягчают) лигнин, в результате связи между волокнами древесины ослабевают и волокна разделяются. Различают три вида ДДМ. Белая ДДМ – древесину предварительно ничем не обрабатывают. Бурая ДДМ – пропаривают. Химическая ДДМ –обрабатывают химическим реагентом. Рафинёрная ДМ получается истиранием измельченной в щепу древесины на дисковых мельницах (рафинёрных). Рафинер – аппарат, внутри которого вращаются диски, поверхность которых снабжена режущими элементами. В таком аппарате можно регулировать зазор между дисками и скорость вращения. По сравнению с ДДМ РДМ имеет более длинные и гибкие волокна и, следовательно, более высокие бумагообразующие свойства.