Вторая тиражная всероссийская государственная лотерея в поддержку развития физической культуры и спорта, право на участие в которой связано с внесением платы, проводимая в режиме реального времени «ВГЛ 2 Спорт», срок проведения лотереи - до 31.12.2029 г.
Лекция 6.
УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТАРА ИЗ БУМАГИ И КАРТОНА
Сырье для производства бумаги и картона
Бумага и картон являются преобладающим типом упаковочных материалов в мире. Согласно мировои статистике объем проиводства бумаги и картона увеличился к концу XX столетия по сравнению с 1980 г. более чем на 75 %. В 1997 г. составил 297,9 млн т.Это связано с тем, что бумага и картон производятся из восполняемого сырья - древесины, которое к тому же легко утилизируется по технологии рециклинга.
Преимущества картонно-бумажной тары - высокая белизна, непрозрачность, хорошие печатные свойства, теплостойкость, возможность рециклинга.
Недостатки - низкиё~барьерные свойства для газов, паров, аромата (запаха); высокая гигроскопичность и намокаемость; потеря прочности во влажном состоянии (низкая влагопрочность) невозможность термосваривания (только склеивание).
Основные виды упаковочных материалов - бумагу и плоский тонкий картон - иногда трудно разграничить по толщине и плотности. Обычно толщину бумаги принято выражать в единицах массы 1 м. К бумаге относится продукция, имеющая номиналы массу 1 м" до 170 - 250 (толщина более 0,3 мм), но условная граница деления - 250 г/м Тонкимд картонами считаются матери-? алы, имеющие массу свыше 170 г/м. Толстые и прочные карто* имеют массу от 400 до 1200 г/м".
Основным компонентом, применяемым в производстве бумаги и картонов, является древесная целлюлоза химически переработанная древесина хвойных или лиственных пород деревьев.
Исходным сырьем для получения целлюлозы является измелъ-* ченная в щепу древесина. В сульфатном (наиболее применяемом) методе используется древесина любых пород. Ее обрабатывают путем варки в сульфатном щелоке, содержащем 9 -10 % ЦаОН при " температуре 165 -170®С и давлении 0,6 - 0,8 МПа. Сульфатный метод применяют преимущественно для хвойных пород, обрабатывая щепу сульфитным щелоком, который содержит сернистую и серну^ю кислоты в виде гидросульфитов натрия, магния, кальция и аммония при 130 -155 ®С и давлении 0.5 - 0,8 МПа. Варка* древесины в обоих методах длится не менее 5 - 7ч. После варки целлюлозной массы удаляют механические примеси и, если необходимо, подвергают дополнительной химической обработке - отбеливанию. Отбеливание проводят хлорсодержащими окислителямй~Ххлор или ангидриды его кислот) или соединениями, в состав которых входит активный кислород (пероксиды). Сточки зрения экологии последний способ обработки является предпочтительным.
Качество бумаги зависит от качества целлюлозы. Отбеленная целлюлоза идет на производство высококачественных сортов бумаги и картона.
Целлюлоза представляет собой волокнистый материал, состоящий из отдельных волокон целлюлозы. Длина волокон в целлюлозе, применяемой для производства бумаги, составляет около 3 мм. При вторичных переработках бумаги или картона (в рециклинге) волокна целлюлозы ломаются и укорачиваются.
Целлюлоза является " природным полимером, она относится к классу полисахаридов и имеет строение цепи:
Элементарное звено макромолекулы находится в конформации кресла с экваториально расположенными группами ОН и СН 2 ОН.
Природная целлюлоза, которая содержится в древесине (а также хлопке, льне и другом растительном сырье), составляет основную часть, но в деловой древесине содержатся и другие химические соединения (табл. 6.1).
Хлопковые волокна содержат 95-98%, лубяные волокна (лен, конопля, джут) - от 60 до 85 % целлюлозы.
При выработке целлюлозы из древесины удаляется большая часть лигнина идррж веществ. Выход целлюлозы после обработки составляет 0// ° первоначальной массы древесины. Сульфатная С-А&А*, Целлюлоза является полуфабрикатом в производстве упаковочных видов бумаги и картона, и ее содержание во многом определяет Прочностные свойства тары. Она дороже сульфитной целлюлозы и темнее ее (если сравнивать небеленые виды). Сульфатная целлюлоза - основной полуфабрикат для производства мешочной и оберточной бумаги марки А (наиболее прочной из марок оберточной бумаги).
Марки бумаги и картона значительно различаются по составу
А исходных компонентов и, соответственно, свойствами и назначе
Общие принципы связаны с тем, что для удешевления бумаги и картона помимо целлюлозы в состав пульпы вводят древесную массу - продукт истирания древесины и термомеханическую древесную массу, получаемую при размоле пропаренной | древесной щепы. Содержащийся в натуральной древесине лигнин | повышает жесткость и снижает качество бумаги. Использование древесной массы придает бумаге пухлость, жесткость, снижает прочностные свойства, долговечность, показатель излома. Древесная масса входит в состав бумаги и картона для изготовления пачек и коробочного картона.
В качестве добавок используют и полуцеллюлозу - измельченный продукт неполной переработки древесины, а также натуральные хлопковые волокна - хлопок, лен,"пеньку и джут.
Для удешевления используют бумажную макулатуру. Макулатуру различают по кратности использования волокон. Первичная или возвратная макулатура представляет собой отходы бумагоделательного производства. Это самая чистая макулатура. Макулатура второго поколения, прошедшая полиграфическое оформление, является отходом полиграфии. Наименее чистая - макулатура рециклинга - извлеченная из твердых бытовых отходов (ТБО). Такая макулатура требует специальной санитарной обработки. Слой бумаги или картона, контактирующий с пищевыми продуктами, не должен иметь в своем составе макулатуру.
Сырьевые компоненты и полуфабрикаты для производства кар
Подпергамент
Парафинированная бумага
6.2.2. Картон
В зависимости от состава формовочной бумажной массы плоский картон для потребительской тары выпускают следующих подгрупп: картон хромовый, хром-эрзац, коробочный, хром-эрзац склеенный, коробочный склеенный. В табл. 6.2 приведена характеристика подгрупп картона по составу материала.
Наиболее высоким качеством обладает хромовый картон. Он изготавливается из лучшего сырья беленой сульфатной целлюлозы как немелованной, так и мелованной. Мелованный хромовый картон имеет поверхность высокого качества, повышенную белизну и глянец. Он наиболее дорогостоящий и используется для изготавливания потребительской тары с многокрасочной печатью, пригоден для упаковывания пищевых продуктов.
В картоне хром-эрзац (эрзац означает -заменитель ) внешняя поверхность выглядит как хромовый картон и для него используется
тона зависят от вида картона и его назначения. Для производства плоского картона используют первичное сырье - беленую или небеленую целлюлозу. Для удешевления картонов в состав компо нентов вводят облагороженную бумажную макулатуру и древес ную массу. г
В производстве гофрированного картона используют сульфатную или сульфитную небеленую целлюлозу, древесную массу, отходы сортирования целлюлозы, бумажную массу из сортированной макулатуры, несортированную макулатуру.
Производство бумаги. Оно состоит из следующих последовательных стадий:
-приготовление бумажной массы (пульпы);
-изготовление бумаги на бумагоделательной машине ;
-отделка бумаги, обработка и упаковка .
Приготовление бумажной массы начинается с размола компонентов в воде с использованием конусных мельниц. При размоле в воде масса целлюлозы набухает и измельчается до тончайших волоконец - фибрилл. Чем тоньше измельчают компоненты, тем выше качество бумаги.
После размола основных компонентов составляют разную композицию в зависимости от сорта бумаги. Полученную массу очищают от сгустков, добавляют проклеивающие вещества и наполнители и разбавляют суспензию до концентрации 0,1 - 1 % по сухому остатку. Если использовать более концентрированную суспензию, частицы начинают агрегироваться и получается «облачная», неровная и пятнистая бумага.
В производстве упаковочных бумаг и картонов концентрация суспензии может быть выше. Проклеивающие компоненты и наполнители - это неорганические соли, оксиды и некоторые органические соединения, которые прочно скрепят волокна бумаги после высыхания и создадут характерную для материала волокнисто- пористую структуру.
Мелование - нанесение пигментно-клеевого состава, содержащего белые пигменты, в частности химически осажденный^ мел, сульфат бария, диоксид титана; мелование делает бумагу белой, глянцевой и гладкой. Мелованная бумага хорошо воспринимает печатный рисунок.
Получение бумажного полотна: суспензию (дисперсию компо- нентов) выливают на сетку бумагоделательной машины (рис. 6.1). Сетка машины представляет собой непрерывную движущуюся ленту конвейера шириной 8 -10 м. Ячейки сетки очень тонкие (доли мм), необходимы только для того, чтобы проходила вода, а частицы суспензии оставались на ней.
Для ускорения этого процесса под сеткой создается небольшое разрежение (пониженное давление), поэтому быстро отделяется основная масса воды. Формирующееся бумажное полотно движется на сетке со скоростью несколько десятков км/ч. Оставшаяся вода удаляется из полотна с помощью вакуума на вакуумной секции. Подсушенную бумагу прессуют на сукне, где бумажное полотно уплотняется. Отделка бумаги, ее обработка зависят от марки. Обычно полотно гладят горячи валами, затем увлажняют (кондиционируют) неоднакратно выглаживают на каландрах и наматывают в рулон, который потом нарезают на небольшие рулоны-даи на листы и упаковывают. Влажность готовой бумаги составляетчЁ^г-8
Изготовление бумаги и картона возможно не только мокрым способом «проклеивания», как в описанном выше производстве, но и сухим способом,;, без использования воды.
Смешивание компонентов производится на воздухе; волокнистую массу пропитывают! связующими полимерными смолами, формируют волокнистый холст, уплотняют его в| прессе, где смолы отвердевают, и получают бумажное полотно, которое затем выглаживают (на каландрах), сматывают в рулон* или формируют листы. Производство картона осуществляется аналогично описанным технологиям изготовления бумаги, различия заключаются в составе компонентов, концентрации связующих и толщине материала.
 |
Рис. 6.1. Схема производства бумаги на сеточной машине:
1-целлюлоза; 2-древесина (измельченная, пропаренная);3- бумажная макулатура^- наполнители; 5-проклеивающие (связующие) компоненты; 6- вода; 7- место выливания пульпы;8- сетка;9- бумажное полотно; 10-отсос воды к вакуумирующей системе
Бумагу и картон в упаковочной индустрии используют для разных целей, их делят на группы:
Этикеточная бумага - для производства этикеток; \1>
Оберточная бумага, ее виды и разновидности - для упаковывания пищевых продуктов и непродовольственных товаров;
Бумага мешочная, ее виды и разновидности - для изготовления мягкой транспортной тары;
Картон листовон различных подгрупп применяют для производства потребительской тары;
Картон гофрированный различных типов и марок - преимущественно для производства транспортной, а также для потребительской тары при упаковывании непродовольственных товаров.
6.2. Характеристика ассортимента бумаги и картона
Бумагу используют для производства пакетов, пачек, мешков и для упаковывания продукции вручную и на автоматах.
Картон - плоский и гофрированный - применяют для изготовления жесткой потребительской (пачки, коробки, комбинированная тара) и транспортной (ящики) тары.
6.2.1. Бумага
Для упаковывания товаров в потребительскую тару используют следующие виды бумаги:
Оберточная (для ручного упаковывания продовольственных и непродовольственных товаров, изготовления пакетов и формирования групповой упаковки);
-для упаковывания пищевых продуктов на автоматах ;
-пергамент растительный :
-подпергамент ;
-бумага парафинированная .
Применяются другие виды и разновидности бумаги: этикеточная, с микровосковым покрытием, кашированная или ламинированная, писчая, для печати, пергамин.
Пергамин - полупрозрачная клееная бумага из беленой целлюлозы без наполнителя; служит для изготовления кальки и упаковывания пищевых продуктов.
Оберточную бумагу вырабатывают в основном из небеленой целлюлозы, а также других полуфабрикатов. В зависимости от их вида, назначения и показателей изготавливают 9 марок: А, Б, В, Г, О]. 02> Д, Е, Ж. Бумага марок Б, Г, Е, Ж может быть использована для упаковывания пищевых продуктов, если не содержит в составе макулатуры и другого низкосортного сырья. В основном она используется для упаковывания непродовольственных товаров. Маркировка рулонов бумаги, не предназначенной для пищевых продуктов, дополняется предупредительной надписью «непищевая»
В зависимости от толщины листа эти марки бумаг выпускают от 5 до 18 разновидностей .
Бумагу марш-чА изготавливают из небеленой сульфатной целлюлозы толщиной от^О/доПЖ/г/м, она имеет самую в ы с о ку юТ| р о ч ность. Ее называют к^^афТ-оберТКои. Бумага других марок имеет меньшую прочность.
Бумагу марки В вырабатывают из небеленой сульфитной целлюлозы, ее прочность в 1,5 раза ниже прочности бумаги марки А. Еще ниже прочность у бумаг марок 01 и 02 (нулевка). Марка 01 состоит из беленой сульфатной и сульфитной целлюлозы; 0 2 дополнительно содержит древесную массу и сульфитную небеленую целлюлозу. Бумага марки Д состоит из небеленой целлюлозы, полуцеллюлозы и древесной массы.
Бумагу марок 01 и 0 2 используют для этикеток и как оберточную, В и Д - для пакетов под сыпучие продукты, а Д - еще и для выстилания ящиков с пищевыми продуктами.
Большое количество разнообразной оберточной бумаги по виду сырья, использованного для ее производства, по толщине листа,степени, проклейки(плотная,рыхлая), по наличию или отсутствию поверхностной отделки, обусловливает широкое использование и разнообразный ассортимент/
Для упаковки применяют и другие виды бумаги, выпускаемой по НД: тонкую, слабопроклеенную бумагу используют для заворачивания плодов высшего сорта и стеклянной тары с некоторыми напитками, для упаковывания непродовольственных хрупких товаров (посуда и пр.).
Оберточная бумага, предназначенная для контакта с пищевыми продуктами, имеет естественный цвет волокон (оттенки серого или бежевого). Только для упаковывания сыпучих продуктов допускается использование бумаги, окрашенной определенными красителями.
Бумага для упаковывания пищевых продуктов на автоматах (УПА) предназначена для изготовления пачек, коробок, пакетов под бакалейные, кондитерские, хлебобулочные товары, сахар-песок, сахар- рафинад, стаканчиков для фасованного мороженого и др., а также для использования в общественном питании (одноразовые)" Ее выпускают следующих марок: 0; А-1, А-11, Б-1, Д, Е-1, Е-71, В, Г, ПВ-260.
Для коробок и пачек предназначены марки бумаг О, А-1, А-П, Б-1, обладающие хорошими печатными свойствами. В их состав входит белая древесная масса, которая снижает стоимость бумаги. Бумага марки О- с мелованным покровным слоем, А-1, А-П -двухслойная. Поверхностный слой бумаги марки 0 - из сульфатной беленой целлюлозы, А-1 и А-П - из беленой сульфитной или сульфатной целлюлозы. Нижний слой бумаги марки О- из сульфатной беленой целлюлозы и древесной массы, А-1 сульфитной небеленой целлюлозы и древесной массы, А-П - сульфатной беленой или полубеленой целлюлозы и древесной массы. Бумага марки Б-1 - однослойная - из сульфитной небеленой целлюлозы и древесной массы.
Из бумаги марок А-1, А-П, Б-1 изготавливают пачки для сахара- рафинада, крахмала, соли, муки, крупы 7 и других продуктов. Эта бумага имеет большую массу - 200- 250 г/м. Бумагу марок Д, Е-1 и Е-И используют для производства пакетов под муку, крупу, сахар-песрк и др., а также для завертки брикетов. Она имеет массу 64- 110 г/м. Бумага марки Е-П имеет меньшую прочность, ее вырабатывают из сульфитной небеленой целлюлозы и древесной массы.
Для изготовления стаканчиков применяется бумага марок В, Г, ПВ-260. Бумага марки В состоит из 100 %-ной беленой сульфатной целлюлозы, что обеспечивает прочность и водостойкость; Г -небеленой сульфитной целлюлозы (может быть добавлена сульфатная беленая целлюлоза); ПВ-260 ламинирована полиэтиленом. Стаканчики из бумаги всех трех марок используют для упаковывания мороженого, продуктов, не содержащих жиров, а также для напитков. Стаканчики из бумаги марки В применяют не только для холодных, но и горячих напитков.
Продукцию, содержащую жиры и влагу, упаковывают в специальные жиростойкие виды бумаг: пергамент, подпергамент и парафинированную бумагу.
Пергамент растительный представляет собой жиростойкий и вла- гопрочныи материал. Его получают путем обработки концентрированной серной кислотои специальных видов бумаги в течение 2 - 3 сек: за это время в поверхностных слоях бумаги происходит интенсивное набухание целлюлозы. При отжиме остатков кислоты набухшая целлюлоза заполняет межволоконные пространства, а при последующей промывке и сушке образуется плотная, малопористая структура, которая и определяет свойства пергамента.
В соответствии с ГОСТ 1341 - 97 пергамент подразделяется на группы: пищевой (включая пергамент для выстилания изнутри банок при консервировании крабов), медицинский, полуфабрикат - в качестве основы для каширования или металлизации (напылением или с алюминиевой фольгой).
Пищевой пергамент выпускают нескольких марок: А, Б, В, 0. Пергамент марки А имеет самые высокие жиро- и влагостойкость и толщину. Он предназначен для упаковывания сливочного масла, маргарина и других жиров в виде монолита, автоматического и ручного упаковывания, а также для замороженных пищевых продуктов.
Пергамент других марок более тонкий; его используют для упаковывания различных пищевых продуктов с повышенным содержанием жира и влаги и в качестве прокладок в транспортной таре ^например, ящиках).
Пергамент, кашированный алюминиевои фольгой, лакированный или металлизированный применяют на фасовочном оборудовании таким образом, чтобы с продуктом соприкасалась необработанная сторона пергамента.
Подпергамент - малопористый, условно жиронепроницаемый вид бумаги, который предназначен в основном для внутреннего пакета в пачке или коробке, а также для выстилания ящиков при упаковывании кондитерских изделий, мясных и других продуктов. Низкая пористость структуры подпергамента достигается в результате тщательного размола бумажной массы при формировании материала.
Подпергамент выпускается нескольких марок в зависимости от |его назначения: ЖВ, ПЖ, П. Например, для упаковывания продукции, содержащей значительное количество жира, используется марка ЖВ, с небольшим содержанием жира - марка П.
Парафинированная бумага изготавливается из специальной бумаги- основы путем пропитывания ее расплавленным парафином. Процесс парафинирования повышает влагостойкость бумаги. Она предназначена для упаковывания различных продуктов (карамели,сырково-творож. изделий)
6.2.2. Картон
Картон для потребительской тары представляет собой плоский лист, используемыи для изготовления пачек и коробок, для формирования навивных корпусов жесткой комбинированной тары, формирования групповой упаковки.
В зависимости от состава формовочной бумажной массы плоский картон для потребительской тары выпускают следующих подгрупп: картон хромовыщ хром-эрзац, коробочный, хром-эрзаи склеенный, коробочный склеенный. В табл. 6.2 приведена характеристика подгрупп картона по составу материала.
Наиболее высоким качеством обладает хромовый картон. Он изготавливается из лучшего сырья беленой сульфатной целлюлозы как немелованной, так и мелованной. Мелованный хромовый картон имеет поверхность высокого качества, повышенную белизну и глянец. Он наиболее дорогостоящий и используется для изготавливания потребительской тары с многокрасочной печатью, пригоден для упаковывания пищевых продуктов.
В картоне хром-эрзаи (эрзац означает -заменитель) внешняя поверхность выглядит как хромовый картон и для него используется
| Таблица 6.2 Подгруппы картона потребительской тары |
беленая целлюлоза, а в состав внутреннего слоя входит древесная масса и облагороженная макулатурная масса, поэтому он имеет серый или бежевый оттенок. Картон сохраняет высокие печатные свойства и поверхность, как у хромового картона при более низкой стоимости.
Картоны хромовый и хром-эрзац имеют толщину 1-1,5 мм.
Хром-эрзац склеенный состоит из двух слоев: его верхний слой аналогичен хром-эрзацу. Обычно хром-эрзац склеенный имеет значительно большую толщину -до 3 мм, более выраженную шероховатость и пониженную белизну.
Картоны хромовый и хром-эрзац используют при изготовлении потребительской тары: красочных коробок (с многоцветной печатью, тиснением золотом и т.п.), для кондитерских изделий, пачек для чая, кофе, какао, сухих завтраков, круп, других продуктов, а также для упаковывания парфюмерии, косметики, чулочных изделий, галантереи и т.п.
Практика последних лет показала, что существуют случаи фальсификации упаковки- вместо импортного картона марки хром-эрзац используют макулатурный коробочный картон для упаковывания пищевых продуктов. Основная причина -стремление снизить себестоимость товара в целом. Обнаружить визуально это достаточно просто: необходимо посмотреть средний слой картона. Хром-эрзац содержит облагороженную макулатуру и часто первичную макулатуру, не прошедшую полиграфическое оформление. Коробочный картон содержит в своем составе темные мелкие частицы, свидетельство добавления вторичной макулатуры, грубых древесных частиц и т. п. Отрицательные последствия подмены заключаются в том, что при контакте с таким картоном, содержащим органические соединения, входящие в состав типографской краски, происходит развитие нежелательных микроорганизмов в пищевых продуктах, так как макулатурный картон является питательной средой для их развития
Отечественный коробочный картон, в состав которого входит макулатура, используют для массовой упаковки - дешевых сигарет, сухих и замороженных продуктов, стиральных порошков, недорогой обуви и т. п. Упаковывание пищевых продуктов недопустимо без внутреннего вкладыша. Он значительно дешевле других марок картона. Коробочный картон и кантон коробочный склеенный имеют темный цвет (темно-бежевый, серый, серо-зеленый, зеленоватый и т.п.), поскольку он изготовлен из небеленой целлюлозы с добавлением большого количества макулатуры и древесной массы. Однако, это видно только на внутренней стороне, лицевая может иметь наклеенную этикетку и литографическое оформление.В России, к сожалению, такой макулатурный картон производят в небольшом количестве и в основном его закупают в Польше и Германии. Хорошими свойствами обладает макулатурный картон из Швеции. Картоны шведской фирмы р1зкеЬу ВоагсП АВ имеют и с внутренней стороны дополнительные слои из различных материалов, которые придают картону защитные свойства, например устойчивость к влаге и жиру. В такой многослойной композиции макулатурный слой оказывается как бы изолированным, что позволяет использовать его для контакта с пищевыми продуктами.
Маркировка картона достоит из слова «картон», марки, сорта, номинальной массы 1 м (г) (или толщины, мм), обозначения нормативного документа.
Картон, предназначенный для упаковывания пищевых продуктов, должен дополнительно содержать букву «П» или слово «пищевой» после 2 обозначения марки. Например, картон хром пищевой, сорт 1, 270 г/м, ГОСТ 7933-89.
Качество картона для потребительской тары оценивают следующими показателями-
Масса 1 м и толщина;
Жесткость при статическом изгибе в поперечном направлении; -предел прочности при расслаивании; -сопротивление расслаиванию;
-энергия связей (работа, необходимая на расслаивание образца); -влажность.
Эти показатели применяют для всех подгрупп картона для потребительской тары. Для хрома, хром-эрзаца и хром-эрзаца склеенного дополнительно определяют:
Стойкость поверхности покровного слоя к выщипыванию (механическому воздействию при выработке); -гладкость со стороны мелованного слоя; -шероховатость со стороны покровного слоя; -белизна со стороны покровного слоя.
Влажность является важным показателем, определяющим стойкость картона к длительному хранению. Она не должна превышать 12 % для одинарных и 14 % - для склеенных видов картона.
Гофрированный картон в отличие от плоского имеет особую конструкцию и представляет собой комбинацию плоских и гофрированных слоев. Плоский слой называется лайнер, а гофрированныи, который имеет волнообразно-складчатую форму, называется флютинг. В зависимости от числа слоев гофрированный картон выпускают трех типов Д, Т и П.
Самый простой картон - двухслойный (тип Д), он состоит из лайнера и флютинга, соединенных между собой в прочную конструкцию при помощи клея (рис. 6.2, а). Двухслойный картон не имеет жесткости, он способен легко изгибаться, из него формируют вспомогательные упаковочные средства - простилочные и прокладочные слои, используют как декоративный слой при формировании конструкции упаковки
Рис. 6.2. Типы картона:
|
а - двухслойный (Д); б - трехслойный (Т); в - пятислойный (П); а - лайнер; г - шаг гофра; И- высота гофра
Гофрированный слой для транспортной и потребительской тары выпускается трехслойным (тип Т) и пятислойным (тип П). На рис. 6.2 приведено поперечное сечение гофрированных картонов. Видно, что тип Т состоит из трех слоев - двух лайнеров и одного флютинга (рис. 6.2, б},
пятислойныи картон состоит из трех лайнеров и двух флютингов (рис. 6.2, в)-
За рубежом выпускается семислойныи картон высокой прочности, из которого изготавливают транспортную тару для
непродовольственных товаров, а также поддоны.
Картон тарный плоскии склеенный используется для изготовления ящиков под сливочное масло, маргарин в монолитах. В отличие от гофрированного картона его выпускают в меньшем количестве, но он обладает высокими прочностными свойствами.
Качество картона определяется требованиями к качеству составляющих гофрированного картона, они должны соответствовать ГОСТ 7420 - 89 «Картон для плоских слоев гофрированного картона» и ГОСТ 7377-85 «Бумага для гофрирования». Картон должен соответствовать требованиям ГОСТ по прочностному показателю - сопротивлению торцевому сжатию по кольцу (жесткость), бумага - сопротивлению торцевому и
плоскостному сжатию (для гофрированных образцов).
Картон для плоских слоев должен иметь жесткость (сопротивление торцевому сжатию по кольцу) при определенной, стандартизованной массе картона, поскольку существует линейная зависимость между массой 1 (что коррелирует с толщиной) и жесткостью: чем больше толщина картона, тем выше жесткость.
Для бумаги показатели сопротивления плоскостному и торцевому сжатию коррелируют с прочностью бумаги в продольном и поперечном направлениях с величиной сопротивления межслоевому расслаиванию. Поэтому бумага с большим содержанием макулатурной массы не выдерживает этих требований и малоперспективна для формирования гофрированного слоя.
На качество готового картона значительное влияние оказывает не только природа волокнистой массы, но и вещества, которые используют для ее проклейки (пропитки), а также и природа адгезива - клея, с помощью которого формируется слоистая структура гофрированного картона.
Марки гофрокартона соответствуют показателям назначения. Гоф- рированныи картон отличается типом гофра: высотой профиля гофра и его шагом: А, С, В, Е (табл. 6.3). Крупные гофры обеспечивают амортизирующие свойства картона, мелкие - прочностные характеристики, поэтому картоны типа Т или П представляют собой комбинацию гофров крупных и мелких, мелких и средних и т.д.
Назначение гофрированного картона определяется его маркой в соответствии с рекомендуемой в табл. 6.4.
В табл. 6.4 следует обратить внимание на назначение марок картона. Изделия, способные принимать нагрузку штабеля, являются жесткими, и тара может быть менее каркасной и жесткой (класс 1).| Для упаковывания и защиты продукции, не способной воспринимать нагрузку штабеля, используют более прочные марки картона класса 2 или 3 (П-31 -П-34).
Таблица 6.4
Назначение и сопротивление торцевому сжатию вдоль гофров (С) различных марок гофрированного картона
| Класс | Марка | С, не менее | Назначение |
| кН/м | |||
| - | д | - | Изготовление вспомогательных |
| упаковочных средств | |||
| Т-11 | 3,0 | ||
| Т-12 | 3,0 | ных упаковочных средств, для упако | |
| Т-13 | 3,2 | вывания продукции и изделии, спо | |
| Т-14 | 3,6 | собных воспринимать статические | |
| Т-15 | 4,0 | (нагрузки штабеля) и динамические | |
| нагрузки | |||
| Т-21 | 2,2 | Изготовление тары и вспомогатель | |
| Т-22 | 3,0 | ных упаковочных средств для упа | |
| Т-23 | 3,8 | ковывания продукции и изделий, не | |
| Т-24 | 4,6 | способных воспринимать статические | |
| Т-25 | 5,4 | нагрузки (нагрузки штабеля) | |
| Т-26 | 6,2 | ||
| Т-27 | 7,0 | ||
| П-31 | 5,0 | Тоже | |
| П-32 | 6,0 | » | |
| П-34 | 10,0 | » | |
| П-35 | 12,0 | Изготовление крупногабаритной вы | |
| П-36 | 15,0 | сокопрочной и жесткой тары, кон | |
| П-37 | 17,0 | тейнеров |
6.3. Тара из бумаги и картона
Из бумаги и картона вырабатывают разнообразную потребительскую тару: пакеты, коробки (в том числе пеналы), пачки, банки, стаканчики, и транспортную - мешки, ящики и барабаны.
Производство коробок, пачек и ящиков в основных стадиях однотипно, а отличительными особенностями является способ высечки, сборка готовых изделий. Коробки с телескопическими (съемными) крышками в отличие от пачек и ящиков выкраивают из нескольких деталей, их особенность заключается в том, что коробки зачастую не имеют клапанов. Преимущество картонной тары в том, что она складная, и ее удобно транспортировать в плоском виде. Типоразмеры коробок, пачек и ящиков должны быть рациональными и учитывать размеры имеющихся средств пакетирования (поддоны), размеры стеллажей на складе и торговом предприятии. Унификация размеров, кратные и дольные размеры тары.
Производство складной картонной тары состоит
из ее конструирования, раскроя картона и высечки.
Конструирование и раскрой связаны не только с рациональным или оригинальным дизаином, но и с характером упаковываемой продукции - назначением и механической прочностью упаковываемого товара, механическими и физико-химическими показателями, эстетическими свойствами, стоимостью тары.
Поэтому на начальной стадии выбирают тип, класс, группу, картона, вид полиграфического оформления, основные габаритные размеры тары. После этого создают объемный образ, т. е. дизаин.
На стадии конструирования трехмерное изображение наиболее рациональным образом расчленяют для того, чтобы перенести его развертку на плоскость, т. е. получить плоскую выкройку. При раскрое тары - основной конструкторской операции - должны учитываться особенности сборки (ручная, автоматизированная) и особенности оборудования для упаковывания (фасования). Полиграфическое оформление, т.е. информация в виде рисунка, текста, графики, наносится на видимые главные, а если необходимо, и вспомогательные стороны тары. В зависимости от конструкции тары главными элементами считают лицевую и боковую стороны (для коробок), лицевую, заднюю, боковые стороны и верхние клапаны - для пачек.
Развертку тары (лекало) располагают на листе картона таким образом, чтобы потери межлекальных отходов были минимальными. Позиционирование , т. е. наложение раскроя на лист картона, учитывает так называемое «машинное направление» картона - вдоль листа. В этом направлении идет ориентация волокон в процессе изготовления картона, прочность, а также модуль упругости (соответственно, жесткость) материала выше, чем в поперечном направлении листа.
От правильности позиционирования зависит качество печати, поскольку содержание этикетки или другая информация должны точно совпадать с местом высечки.
Высечка-вырубка плоской заготовки тары производится на раскройном оборудовании различных конструкций. В настоящее время наиболее часто применяют плоскоштамповочные и роторные машины, формирующие заготовку тары за счет давления, оказываемого на штанцевальную форму. В роторных машинах лист проходит между двумя движущимися валами. Основной частью машин является секция штанцевания. Штанцевалъная форма представляет собой пресс-пару, состоящую из основания - штампа с укрепленными в необходимых местах ножами и
контрштампа. Листы картона помещают между штампом и контрштампом, а высечка заготовки происходит за счет давления, оказываемого на штамп.
Подготовка штанцевальной формы проводится заново для каждой новой модели тары. Штанцевание происходит после выполнения операции полиграфического оформления картонного листа.
Штанцевание - это процесс формирования картонных заготовок для коробок из листов картона, одинарных или в стопе. Процесс включает несколько одновременно протекающих операций: высечка - вырубка заготовки требуемой конфигурации, создание линий сгибов (бигование, рииевание, перфорация
Высечка производится заостренными ножами для высечки -они отсекают заготовку от листа по контуру и по всей толщине материала и надсекают нужные части.
Бигование - процесс нанесения линий сгиба (бигов) в форме продавленных канавок (одной или двух рядом). Биговальные ножи оставляют только углубление в материале, поскольку они закругленные.
Рицевание - это черчение или процарапывание поверхности материала на 7з толщины специальными рицовочными ножами, которые оставляют прерывистый след шириной 2-3 мм. След проводится в местах сгибов или нанесения клея сильнее, чтобы обеспечить его лучшее проникновение и как следствие - более прочный клеевой шов.
Перфорация - пробивка узких прерывистых сквозных отверстий осуществляется ножами специальной конструкции и применяется для уменьшения усилия сгиба.
Тиснение - вдавленный контурный след, или след «золота» или «серебра», переносимый с окрашенной лаком полимерной пленки.
Рилевание - накатка линий сгибов вращающимся роликом. Используется на раскройном оборудовании. В пресс-паре это осуществляет биговалъный нож.
После операции штанцевания заготовка и излишки отделяются друг от друга, излишки (межлекальные отходы) удаляют, а заготовка коробки фальцуется (складывается). Скрепление коробки, ящика в зависимости от конструкции и назначения производится при помощи клея или проволочными скобами. Пачки обычно склеивают по боковой стороне с помощью клея (для пищевых продуктов - декстрин, крахмал, дисперсия ПВА) или сшивают скобами из проволоки.
Для высечки небольших партий коробок из тонкого плоского картона используют небольшие штанцевальные формы в виде металлической рамки с ножами. Высечка производится при прокатывании листа картона с наложенной формой - давлением вала по движущейся на транспортере форме.
Производители картонной упаковки, в частности Европейская ассоциация производителей картонной упаковки (ЕСМА), систематизировали, стандартизировали (на основе СЕК) и гармонизировали основные типы картонной тары с программой компьютерного конструирования тары.
В результате в 1992 г. разработан каталог стандартных конструкций. В зависимости от особенностей конструкции картонной тары она разделена на 6 групп - А, В, С, В, Е, Р.
Две европейские организации - ассоциация производителей гофрированного картона А88СО и федерация производителей ящииков из плоского картона ЕЕГСО - совместно разработали классификацию картонной тары. Объединение видов и разновидностей в группу проведено на основании общих конструктивных признаков и показателей назначения.
Первая группа 02 - пачки, коробки и ящики, собираемые из одной развертки (с клеем, скобами по боковому шву), простые или даже с внутренними перегородками.
Вторая группа 03 - коробки и ящики с телескопической крыщкой.
Третья группа 04 - ящики оберточного типа и коробки с крышкой на шарнире.
Четвертая группа 05 - ящики и коробки с крышкой на шарнире, пеналы, внешние обечайки и внутренние вставки.
Пятая группа 06 - жесткие ящики и коробки, состоящие из трех деталей.
Шестая 07 - ящики для овощей и фруктов.
Отдельную группу составляют вспомогательные элементы: вклдыши, прокладки на дно и между рядами, решетчатые перего-> родки, амортизирующие вставки.
Предложенный стандартизованный каталог удобен для производителей и потребителей тары и представляет собой рациональную унификацию жесткой картонной тары. Большинство видов картонной тары, предусмотренных европейским каталогом, вьИ пускается в России.
6.3.1. Потребительская тара
На основные стандартизованные типы картонной и бумажной тары в России разработаны ГОСТ или технические условия.
Пачки выпускают шести типов в зависимости от конструкции дна и крышки по ГОСТ 12303 - 80: тип I- с четырехклапанными дном и крышкой - пяти разновидностей; тип II - с трехклапанными дном и крышкой - трех разновидностей; тип III - с гладким дном и четырехклапанной крышкой - двух разновидностей;
тип IV - с гладким дном и трехклапанной крышкой; тип V - клапаны дна и крышки выполнены в форме замков-застежек - пяти разновидностей;
тип VI - с гладким дном и крышкой на шарнире - семи раз-* новидностей (см. рис. 8.3).
Для изготовления пачек используют все марки картона потребительской тары, бумагу марок А-1, А-П, Б-1, Б-2 упаковывания продукции на автоматах. Применяют картон с парафиновым, микровосковым покрытием, покрытием из полИ-этилена и другими видами отделки.
По нормативной документации выпускают другие разновидности пачек, в частности пачки с окном, затянутым полимерной пленкой, что позволяет видеть соответствие содержимого упаковки ярлыку.
Размеры пачек унифицированы и соответствуют потребностям промышленности и объему упаковываемого товара, вместимость составляет от 100 до 35000-50000 см. Обычно бумагу используют для изготовления пачек вместимостью до 1000 см 1 и массы упаковываемой продукции до 250 г. Картон хромовый и хром-эрзац рекомендуется для изготовления пачек вместимостью до 6000 см и массой продукции до 2 кг. Хром-эрзац склеенный и коробочный, склеенный картон используют преимущественно для изготовления пачек вместимостью свыше 6000 см 1 и массой упакованного товара свыше 1,7 кг.
Готовые пачки упаковывают в кипы по размерам, оборачивают оберточной бумагой и перевязывают. Допускается только обвязывание кип, но при этом необходимо защищать края от перегибов. Масса кипы не должна превышать 20 кг. Транспортная маркировка с надписью: «Беречь от влаги».
Коробки изготавливают из картона, бумаги и комбинированных материалов. Коробка может состоять из двух или более деталей (до 10 - в сувенирных склеенных коробках для ювелирных изделий или парфюмерной продукции). Стандартные коробки выпускают трех типов:
I- е телескопической (свободно надеваемой) крышкой - 16 разновидностей;
II- с крышкой на шарнире - 4 разновидности;
III - коробка в форме пенала - 3 разновидности.
Коробки для упаковывания и хранения непродовольственных товаров выпускают по ГОСТ 12301-81. Форма основания - четырехугольник, однако допускается изготовление коробок круглой, эллипсовидной, многоугольной и другой формы с комбинацией элементов различных типов. В зависимости от характера упаковываемой продукции применяют вспомогательные упаковочные средства: амортизаторы, решетки, перегородки, прокладки.
Для пищевых продуктов насчитывается более двадцати разновидностей коробок. Они отличаются формой обечайки (корпуса) - Круглые, прямоугольные; формой основания - круг, овал, треугольник, квадрат, прямоугольник, многоугольник и др. Коробки изготавливают из тех же материалов, что и пачки. Непродовольственных товаров кроме плоского картона для производства потребительской тары применяют картон с гофрами В и Е. Используют склеенный облагороженный картон с покрытиями микровоска, парафина, фольги, полиэтилена. Картон оклеивают белой и цветной бумагой, переплетными материалами. Склеивание коробок осуществляют клеями на основе продуктов растительного и животного происхождения, дисперсией ПВА, жидким стеклом (силикатный клей), синтетическими латексами, применяется также сшивка скобами из стальной проволоки.
Качество коробок контролируют по внешнему виду - визуально, проверяют внутренние размеры коробок и крышек; сгибы картонных коробок должны быть ровными и взаимно-перпендикулярными. Шарнирные соединения способны выдерживать без повреждения 10 перегибов на угол 180°. Перекосы и грубые складки в клееных коробках не допускаются. Крышка должна закрываться свободно, без деформации дна коробки.
Коробки упаковывают аналогично пачкам. Кипы коробок хранят в штабеле высотой не более 3 м в закрытых складских помещениях на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов. Расстояние между штабелем кип и полом склада должно быть не менее 10 см.
Банки картонные выпускают пяти типов, различающихся по конструкции крышек (телескопическая, вдавливаемая). Товары бытовой химии упаковывают в комбинированные банки без крышек, в металлическом донышке имеются дозирующие отверстия; корпус такой банки - навивной из картона. Банки изготавливают из картона для потребительской тары и бумаги для пачек. Картонные крышки к банкам вырабатывают из прочных видов картона, а также используют металлические крышки из белой жести или алюминиевого сплава.
Пакеты выпускают двух типов: с прямым и с прямоугольным (или шестиугольным! дном десяти разновидностей - открытые, с клапаном, фальцами и др. Раскрой, фальцевание (образование складки) и заклеивание пакетов производится на автоматах.
Пакеты могут быть одинарными или двойными. Для производства одинарных пакетов или наружного слоя двойных пакетов используют следующие группы бумаги: для упаковывания продукции на автоматах, оберточную и мешочную, а также комбинированную с полимерными покрытиями. Для изготовления внутреннего пакета в двойных пакетах применяют пергамент, подпергамент, парафинированную бумагу и др.
Другие разновидности потребительской тары из бумаги и картой выпускаются по НД. Широкое применение находят подарочные пакеты, которые выпускают по ТУ 5480-001 -31080441 - 98 Их производят в широком ассортименте, различной формы, стимости, с разнообразным полиграфическим оформлением, стандартные и под заказ.. В них упаковывают одежду и обувь, парфюмерно-косметическую, ликероводочную и иную продукцию в подарочном оформлении.
Используют различные марки бумаги и картона как отечественного, так и зарубежного производства в полиграфическом оформлении в 2 -4 цвета. Поверхность может быть дополнительно украшена тиснением фольгой.
Пакеты вырабатывают из мелованной бумаги плотностью 115 - 170 г/м, картона марки стромпак, типа хромового^ мелованного с массой 200 г/м", ламинированного полимерной пленкой с глянцевой и матовой поверхностью. Неламинированные пакеты изготавливают из бумагц повышенной прочности: ререплетной бумаги имитлин массой 125 г/м", крафт-бумаги 80 - 90 г^м" белой и светло-коричневои, картона с отделкой под ткань массой 200 г/м. Для парфюмерно-косметической продукции
пакеты делают из высококачественной белой финской бумаги люмиарт массой 130 г/м".
Пакеты имею^ боковые фальцы, дно упрочнено плоским картоном массой 200 г/м. Они могут иметь самоклеящийся клапан или ручки. Ручки пакета вырубные или выполнены из плетеного шнура, место крепления может быть дополнительно украшено люверсами (пластиковыми колечками) цветными, под золото или серебро.
6.3.2. Транспортная тара из бумаги
Бумажные мешки являются удобным видом бумажной транспортной тары, что связано с простотой их производства, возможностью утилизации, удобством транспортирования в сложенном виде.
В упаковке сыпучих материалов бумажные мешки используют чаще, чем мешки и мягкие контейнеры из полимерных материалов, мировой объем их производства - 25 млрд шт. в год. Бумажные мешки используют для упаковывания пищевых продуктов (сухофруктов, некоторых видов макаронных изделий, сухого молока, поваренной соли, крахмала, желатина, кофе), строительных смесей, удобрений, гранулированных полимеров, стиральных порошков и др. Бумажные мешки служат тарой для некоторых продуктов при их транспортировании в контейнерах или при внутригородских перевозках. Многие продукты упаковывают в бумажные мешки при наличии в них пленочного пакета-вкладыша.
Мешки должны быть достаточно жесткими для автоматического заполнения, иметь хорошую пористость, прочность, необходимую при погрузке и транспортировании, достаточную шероховатость (что важно при штабелировании мешков).
Мешочную бумагу получают из сульфатной небеленой целлюлозы, придающей бумаге высокую прочность, предпочтение имеет плотная древесина северных хвойных подод, имеющая жесткие волокна. Существует около 20 разновидностей мешочной бумаги, различающихся способами ее обработки - парафином, битумно-масляной смесью, ламинированием полиэтиленовой пленкой, микрокрепированием и армированием в целях повышения прочности.
Бумажные мешки изготавливают склеенными или сшитыми. Мешки обоих типов бывают с открытой или закрытой (с клапаном) горловиной, с боковыми фальцами (складками) или без них. В мешках может быть от двух до шести слоев бумаги в зависимости от конструкции и марки. Наименование марок мешков (М) производится по преобладающим слоям (два-три) - Н - непропитанные, Б - битумированные, В - влагопрочные, П - полимерный ламинат. Остальные слои, как правило, непропитанные. Мешки изготавливают семи марок в соответствии с назначением и условиями транспортирования: НМ - непропитанные, БМ - битумированные, ВМ - влагопрочные, ПМ - ламинированные, БМП - комбинированные из битумированных и ламинированных слоев, ВМБ - комбинированные из влагопрочных и битумированных слоев, ВМП - комбинированные из влагопрочных и ламинированных слоев.
Для гигроскопичных и агрессивных химикатов применяют мешки марок ПМ, БМП, ВМП.
Пищевые продукты упаковывают в мешки марки ПМ. Они состоят из одного или двух слоев бумаги, ламинированной полиэтиленом, и остальных слоев непропитанной мешочной бумаги. Используются также мешки из нескольких слоев непропиганноймешочной бумаги.
В правилах упаковывания пищевых продуктов в бумажные мешки указывают число бумажных слоев в мешке, наличие пленочного мешка-вкладыша, вид перевозок (внутриобластные, междугородние), вид транспорта, назначение (общественное питание, промышленная переработка) и др.
Чаще всего используют четырех-, пятислойные непропитанные, иногда - трехслойные мешки (сухофрукты без заводской обработки, орехи при контейнерных перевозках). Сахар-песок можно перевозить в пяти-, шестислойных мешках автотранспортом, при этом 1 - 2 слоя должны быть ламинированы полиэтиленом. Наличие пленочных мешков-вкладышей предусмотрено для яичного порошка, сухофруктов с заводской обработкой, сухого молока, толокна, кофе. Для местной реализации некоторые виды макаронных изделии упаковывают в бумажные мешки, а для промышленной переработки и сети общественного питания некоторые виды пищевых концентратов и пряностей. Для некоторых продуктов бумажные мешки дополнительно помещают в тканевые (крахмал при железнодорожных перевозках, пряности при междугородних перевозках, яичный порошок).
Наполненные мешки должны храниться в закрытых сухих складских помещениях, уложенными в штабель на деревянных решетках, настилах, поддонах. Не допускается штабелировать мешки в вертикальном положении, сбрасывать их, ходить по штабелям мешков.
Основной объем производимых бумажных мешков предназначен для упаковывания цемента, химикатов, минеральных удобрений. В бумажные мешки можно упаковывать опасные грузы. Маркировка таких грузов согласно требованиям ООН для многослойных мешков 5М1, для многослойных влагопрочных 5М2.
6.3.3. Транспортная тара из картона
Основными видами транспортной тары из картона являются гофрированные ящики и навивные картонные барабаны.
Ящики из гофрированного картона в России изготавливают трех основных типов:
Складные с четырехклапанным дном и крышкой - ,
Телескопического типа (вставные),
Оберточного типа.
В ящике с клапанами - клапаны образуют его дно и крышку.: Клапаны бывают стыкующиеся, укороченные и перекрывающиеся. Для пищевых продуктов в основном применяют складные ящики со стыкующимися наружными клапанами.
Телескопический ящик состоит обычно из двух частей, вставляемых друг в друга.
Ящик оберточного типа предназначен для плоских предметов, например зеркал, стекла и т.п.
Ящики отличаются габаритными размерами, вместимостью, пре-! дельной массой упаковываемой продукции. Марка картона выбирается в зависимости от прочностных характеристик товара и их способности воспринимать нагрузку. В зависимости от формы упаковываемого товара выбирают исполнение вспомогательных элементов -перегородок, прокладок, вставок, решеток, амортизаторов.
Для продукции легкой промышленности выпускают 22 разновидности ящиков, химической - 122, электротоваров - более 36,
изделий электронной техники - 153 разновидности и т.д.
Ящики должны иметь показатели механической прочности: сопротивление сжатию, ударам при свободном падении, прочности при штабелировании.
Гофрированный картон является самым распространенным и, эффективным материалом для изготовления транспортной тары. ГОСТ 73/6 -89 «Картон гофрированный. ОТУ» устанавливает, что гофрированный картон предполагается применять только для производства ящиков и вспомогательных упаковочных средств. Однако в настоящее время он наравне с плоским широко используется при изготовлении потребительской тары, гофрированный картон с микрогофром и мелким гофром - для коробок, предназначенных для упаковывания обуви, зонтов, парфюмерии, электротоваров и др.
В меньшем количестве выпускают ящики из тарного плоского склеенного картона. Их используют для продукции, требующей достаточной прочности тары (сливочное масло, маргарин, топленые животные жиры, сухое молоко и некоторые другие).
В развитых странах в последние годы применение картонных ящиков несколько сократилось. Это связано с тем, что, во-первых, развивается групповая упаковка различной оригинальной конструкции, в частности, на картонных поддонах, на картонных держателях (за горловину бутылок), в термоусадочной пленке; и, во-вторых, ее использует не только для традиционной группы товаров - напитков, но и для термообработанных продуктов питания, кормов для домашних животных и т.д.
Для сухого молока, говяжьего сухого фарша, сухофруктов, животных топленых жиров, кондитерских жиров в качестве транспортной тары наряду с другими видами применяют картонные навивные барабаны. Этот вид тары более прочный, чем картонные ящики, широко используется при отгрузке пищевых продуктов в районы Крайнего Севера и труднодоступные районы.
Картонные навивные барабаны имеют корпус и два дна. Корпус такого барабана образован навивкой рулонного картона и бумаги с одновременным склеиванием слоев между собой. Способы навивки, число и последовательность слоев, способы склеивания могут быть различными в зависимости от оборудования.
Дно барабанов - из фанеры, древесно-волокнистой плиты или металла, закатное или закрепленное на корпусе при помощи картонного обруча. Крышка может быть съемной или закатной из тех же материалов, что и донья, в зависимости от типа барабана. Картонно-навивные барабаны не имеют обручей для катания.
Картонно-навивные барабаны с продукцией целесообразно перевозить транспортными пакетами на плоском поддоне размером 1000 х 1200 мм. Барабаны при этом устанавливают в 1,2 или 3 ряда. Их скрепляют упаковочной стальной лентой, мягкой стальной проволокой, пластмассовой, тканевой лентой или термоусадочной пленкой. В процессе транспортирования при погрузочно-разгрузочных работах, складировании запрещается сбрасывать барабаны, катать, кантовать (переворачивать) и укладывать в горизонтальном состоянии.
Основным компонентом бумаги и картона является растительные волокна, полученные из древесины различных пород, стеблей и других частей однолетних растений. Главным компонентом растительных волокон является целлюлоза, обладающая всем необходимым для производства бумаги свойствами. А именно – высокой молекулярной массой, линейным строением молекул, фибриллярной структуры волокна, высокой прочностью и стойкостью к различным химическим реагентам и температурам, гидрофильностью. Важнейшим значением для бумажного производства имеет способность целлюлозы образовывать связи между волокнами. Целлюлоза – это природный полимер класса углеводов, её империческая формула (C6H10O5)n , где n – коэффициент полимеризации, показывающий сколько раз повторяются в молекуле элементарное звено. Коэффициент полимеризации целлюлозы составляет от 102 до 104 . Чем больше значение коэффициента полимеризации, тем больше длина макромолекулы и само волокно, а значит выше механическая прочность. Коэффициент полимеризации различен у растительных волокон различного происхождения. Линейное строение молекул целлюлозы придает волокнам гибкость и эластичность, что обеспечивает их достаточно плотное переплетение. Располагаясь в растительных клетках параллельно друг другу, макромолекулы целлюлозы образуют фибриллы. Фибриллы, соединенные между собой за счет сил межмолекулярного взаимодействия, образующие волокно. При механическом воздействии на волокна связи на межфибрилльных участках с аморфной структурой разрушается, что делает поверхность волокон ворсистой за счет отделения от основного волокна микроволновых образований – фибрилл. Такие волокна переплетаются в процессе изготовления бумаги и делают её прочной, гладкой, плотной. Волокна целлюлозы легко смачиваются водой и набухают, при этом вода, проникая между молекулами целлюлозы ослабляют водородные связи, при этом теряется прочность бумаги. Если излишек воды удалить, то связи восстановятся, и прочность снова возрастет. Однако при полном удалении воды из бумаги водородные связи разрушаются и бумага рассыпается. Поскольку целлюлоза гигроскопична, то содержание влаги в бумаге будет зависеть от условий окружающей среды. Компонент, отрицательно влияющий на свойства бумаги, который входит в состав любой одресневевшей растительной клетке является лигнин. Он делает растительные волокна жесткими и хрупкими, они плохо переплетаются, поэтому бумага, полученная из таких волокон – рыхлая, шероховатая, с малой прочностью. Лигнин легко окисляется, из-за чего бумага, содержащая данный компонент желтеет под действием света. Для изготовления качественной бумаги выбираются те волокна, которые содержат минимальное количество лигнина: хлопок, пихта, сосна, тополь и др. Основными источниками сырья для получения волокнистых полуфабрикатов являются: 1) древесина хвойных пород: ель, сосна, пихта, лиственница. Она обладает длинными волокнами, подходящими для производства прочной бумаги. 2) древесина лиственных пород: береза, осина и т.д. Она имеет более короткие волокна, поэтому обладает худшими механическими свойствами. Преимущества: быстро возобновляются. 3) стебли однолетних растений: злаков кукурузы, тростника и т.д. Они имеют волокна небольшой длины и содержат клетки не волокнистого строения. Хорошая перспектива возобновления сырья. 4) лубяные волокна однолетних растений и отходы хлопкового производства. Волокна обладают высокой прочностью, большой длиной. 5) тряпичная полумасса. Представляет собой отходы текстильного производства, которые сортируются по типу волокон: пеньковое, хлопковое, льняное. Тряпичную полумассу используют для производства специальных высокопрочных видах бумаги. 6) макулатура. Отходы производства и переработки бумаги в виде брака и чистых обрезков, а также бумажные изделия, находящиеся в употреблении в быту, в различных областях народного хозяйства. Её можно смешивать с другими видами сырья, а также производства картона и некоторых видов бумаг. Доля макулатуры в производстве бумаги будет все время возрастать.
ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
комплексная отрасль экономики, что обусловлено своеобразием ее производственных процессов. Существует свыше 5000 сортов или типов бумаги, которые обычно делят на три основных класса: 1) собственно бумага, например оберточная, гигиеническая, писчая и печатная; 2) картон, например, используемый для производства бумажной тары; 3) строительный (изоляционный, облицовочный) картон, применяемый главным образом в строительстве. Благодаря технологической близости процессов производства сырья (балансовой древесины и древесной массы) и конечного продукта (бумаги и картона) эта отрасль хозяйства с течением времени становилась все более интегрированной и автономной: изготовитель готовой бумаги обычно является также изготовителем бумажной массы, из которой делается бумага, и заготовителем балансовой древесины, из которой получают бумажную массу.
ПРОИЗВОДСТВО БУМАГИ
Бумагоделательные машины.
Существует два типа машин для изготовления бумаги и картона - плоскосеточные (столовые) и круглосеточные (цилиндровые). Плоскосеточные используются для изготовления однослойной бумаги, цилиндровые - многослойного картона. Созданы многочисленные механизмы и приспособления к указанным базовым машинам для получения различных сортов бумаги и картона.
Плоскосеточная машина.
Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной 15 м и более. Взвешенные в воде волокна (с концентрацией примерно 0,5% от твердой бумажной массы) наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно. Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. Секция прессов с отсасывающими ящиками, сеткой и ее несущими компонентами составляет мокрое отделение машины. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины. Обычное сушильное устройство состоит из ряда полых цилиндров диаметром ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ1,2 м, которые нагреваются изнутри паром. Каждый сушильный цилиндр обтянут толстым грубым сукном, обеспечивающим сушку и перенос влажного полотна к очередному цилиндру; воды удаляется все больше, пока не останется 5-10%. После этого бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу; каландры представляют собой вертикальный ряд валов из отбеленного чугуна. Полотно направляется в просвет-зажим между верхними двумя валами и пропускается через каждый просвет до самого низа. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны. Рулоны направляются в типографию, на перерабатывающее предприятие или в другое отделение того же завода для мелования, разрезания на листы или переработки в другой продукт. Ширина плоскосеточной машины может составлять от 30 до 760 см. Рабочая скорость достигает 900 м/мин. Имеется разновидность плоскосеточной машины, где полотно высушивается на нагретом тщательно полированном валу диаметром 3-3,6 м. Эта машина предназначена специально для изготовления папиросной бумаги.
Цилиндровая машина.
Цилиндровая (круглосеточная) машина отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине. Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорости работы ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ150 м/мин. Первичное полотно, снимаемое сукном, получается довольно слабым, но в комбинации с другими и путем варьирования типов волокна можно получить прочный продукт. Как плоскосеточная, так и цилиндровая машины могут быть использованы в производстве бумаги и картона с машинным способом мелования. Получающееся при этом бумажное полотно после резки пригодно для высококачественной печати.
ПРОИЗВОДСТВО БУМАЖНОЙ МАССЫ
Сырьем для бумажной массы служат древесина и другие богатые целлюлозой материалы. Нередко предприятия по производству целлюлозы и бумаги составляют одно целое. Перерабатывающие цеха или заводы превращают бумажную массу в бумагу и картон, из которых изготавливаются такие предметы, как конверты, вощеная бумага, упаковка для пищевых продуктов, наклейки, коробки и многое другое.
Источники сырья для получения бумажной массы. Бумага и картон могут изготавливаться из любого богатого целлюлозой материала. Все шире используется макулатура; предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, найлон и стекло.
Древесная масса. Древесина является предпочтительным материалом для изготовления бумажной массы; она содержит примерно 90% волокнистого материала, используемого в производстве бумаги. В зависимости от региона и возможностей предприятия на целлюлозно-бумажный завод могут завозиться или сплавляться балансы, имеющие длину от высоты дерева до заготовок размером 1,2 м. Горбыли и отходы лесопиления тоже годятся для получения целлюлозы; при этом на лесопильном или целлюлозно-бумажном заводе их предварительно превращают в щепу.
Процессы получения бумажной массы из древесины. Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полухимический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6-7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).
Механический процесс. В механическом процессе очищенные от коры бревна измельчают. При этом не происходит никакого химического изменения, и полученная древесная масса содержит все компоненты исходной древесины. Она отбеливается перекисями, но остается при этом нестабильной и со временем портится. Поскольку операция измельчения не идеально разделяет волокна, приводя к комкованию, бумага из массы, полученной механическим способом, оказывается относительно слабой. Поэтому такая древесная масса используется вместе с бумажной массой, полученной посредством химических процессов. Применение механически изготовленной массы ограничено такими продуктами из бумаги и картона, как газетная бумага и макулатурный картон, где высокие качества и прочность несущественны.
Сульфитный процесс. Приготовление бумажной массы путем проведения сульфитного процесса требует обработки щепы в варочной жидкости, содержащей ионы бисульфита (HSO32-) в комбинации с кальцием и (или) магнием, аммиаком или натрием. Комбинация кальций-магний применяется по преимуществу на целлюлозных заводах. Среди лесоматериалов предпочтение отдается ели и западному гемлоку. Получаемая древесная масса легко отбеливается и устойчива к механическому истиранию. Неотбеленная масса используется для картона, из которого изготавливают упаковку, в смеси с механически получаемой массой - для газетной бумаги, а отбеленная - для всех сортов белой бумаги, например для книг, облигаций, бумажных салфеток и высококачественной оберточной бумаги. В качестве реагента для производства бумажной массы можно использовать нейтральный сульфит натрия. Он дает бумажную массу, сходную с той, что получается при кислотно-сульфитном процессе. Однако из-за дороговизны и сложности утилизации его применение в производстве высококачественной бумажной массы химическим способом было незначительным. Более широко он используется при получении массы полухимическим способом, которая идет на изготовление гофрированного картона.
Содовый процесс. Этот процесс представляет собой один из видов щелочных процессов. Щепа варится в растворе каустической соды, или едкого натра (NaOH). Содовая бумажная масса изготавливается главным образом из твердых пород дерева, таких, как осина, эвкалипт и тополь. Она используется по преимуществу в смеси с сульфитной массой для изготовления печатных сортов бумаги.
Сульфатный процесс. Этот процесс также относится к щелочным. В варочную жидкость, представляющую собой раствор каустика, добавляют серу, которая ускоряет процесс изготовления массы, позволяет уменьшить рабочее давление и расход тепла и действует эффективно на все виды древесины. Сульфатный процесс применяется там, где нужна прочность продукта, например для изготовления высококачественной оберточной бумаги и картона. Среди используемых в этом процессе пород дерева доминирует сосна, имеющая длинные сильные волокна. Хотя сульфатная древесная масса отбеливается труднее, чем сульфитная, получающийся белый продукт может отличаться высоким качеством.
Полухимический процесс. Этот процесс представляет собой комбинацию химического и механического процессов обработки. Древесина нагревается с небольшим количеством химикатов настолько, чтобы связи между волокнами ослабли. Одной из разновидностей этого процесса является холодный содовый процесс, при котором щепа подвергается слабой обработке раствором едкого натра при атмосферных давлении и температуре. После этого щепа, сохраняющая свои свойства при такой обработке, подается на истирающее устройство, которое разделяет волокна. Степень "чистоты" бумажной массы зависит от глубины химической обработки. В зависимости от используемых химикатов этот процесс подходит к любым породам дерева; химические требования здесь ниже, чем при химическом процессе, а выход - вес массы на корд древесины - выше. Поскольку клубочки волокон удаляются не полностью, качество получаемой таким способом бумажной массы при увеличении выхода снижается до качества массы, получаемой в механическом процессе.
Подготовка бумажной массы. Процесс отбеливания не зависит от процесса получения бумажной массы. Однако существуют его разновидности, определяемые породой дерева, применяемыми химикатами и конечным продуктом. Хлор в той или другой форме является основным отбеливающим реагентом. Перекиси и бисульфиты используются для осветления при механическом получении бумажной массы. До и после отбеливания эта масса просеивается и промывается в разной последовательности до тех пор, пока не будет состоять полностью из отдельных волокон, свободных от следов химикатов. После этого полученная масса, особенно если она содержит продукты, полученные из тряпья и сульфитной бумажной массы, должна быть дополнительно расплющена. С этой целью волокна пропускаются между неподвижными ножами и ножами, смонтированными на вращающемся валу. При этом происходит трепание волокон, и их поверхностные характеристики изменяются, что позволяет получить более прочную бумагу. Далее добавляются красители, минеральные пигменты и органические материалы (клеи), которые придают влагопрочность, водонепроницаемость и облегчают адгезию типографской краски. Когда расплющивание не требуется, эти добавки могут быть введены в бумажную массу при ее подаче на бумагоделательную машину.
См. также БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ .
ЛИТЕРАТУРА
Аким Э.Л. и др. Технология обработки и переработки целлюлозы, бумаги и картона. Л., 1977 Шитов Ф.А. Технология целлюлозно-бумажного производства. М., 1978 Коган О.Б., Волков А.Д. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажной промышленности. М., 1980
Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .
Смотреть что такое "ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ" в других словарях:
Отрасль промышленности, выпускающая различные виды волокнистых полуфабрикатов (в т. ч. сульфитную и сульфатную целлюлозу), бумагу, картон и изделия из них. Основное сырье древесина хвойных (ель, сосна, пихта, лиственница) и лиственных (осина, бук … Большой Энциклопедический словарь
Отрасль промышленности, выпускающая различные виды волокнистых полуфабрикатов (в том числе сульфитную и сульфатную целлюлозу), бумагу, картон и изделия из них. Основное сырьё древесина хвойных (ель, сосна, пихта, лиственница) и лиственных (осина … Энциклопедический словарь
Целлюлозно бумажное производство процесс, направленный на получение целлюлозы, бумаги, картона и других сопутствующих продуктов конечного или промежуточного передела. История появления Впервые бумага упоминается в китайских летописях в 12 г до н … Википедия
Отрасль промышленности, выпускающая различные виды бумаги (См. Бумага), Картона и изделий из них, целлюлозу (См. Целлюлоза), изоляционные волокнистые и твёрдые древесно волокнистые плиты. Побочными продуктами отрасли являются этиловый… …
- (ЦБП России) отрасль российской промышленности. Основными продуктами отрасли являются целлюлоза, бумага и картон. Наличие отрасли обусловлено большими запасами леса. Содержание 1 История 2 Корпорации ЦБП … Википедия
Экономический очерк. Целлюлозно-бумажная промышленность - Экономический очерк. Целлюлозно бумажная промышленностьДоля целлюлозно бумажной промышленности в общей стоимости продукции обрабатывающей промышленности Латинской Америки выросла с 2,4% в 1950 до 4,9% в 1975. Почти всё производство бумаги и… … Энциклопедический справочник «Латинская Америка»
Африка. Экономический очерк. Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность - Стала активно развиваться в 1960 70 е гг. в странах Западной и Центральной Африки. В ряде стран (Конго, Камерун, БСК) в 70 е гг. были приняты специальные законы, обязывающие лесозаготовительные фирмы перерабатывать на месте от 30 до 60%… … Энциклопедический справочник «Африка»
I Бумажная промышленность см. Целлюлозно бумажная промышленность. II Бумажная промышленность («Бумажная промышленность»,) ежемесячный научно технический и производственный журнал, орган Министерства целлюлозно бумажной… … Большая советская энциклопедия
Из материала Вы можете узнать, когда появилась бумага, как ее делали раньше и как делают сейчас. Вы получите общие представления о технологии производства бумаги: из чего ее делают, и какое для этого используется оборудование.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Единого мнения о первенстве в начале книгопечатания не существует. Европейцы отдают пальму первенства Иоганну Гуттенбергу, воплотившему опыт предыдущих поколений в построенном им станке, позволявшем получать оттиски с печатных форм. Сроком начала печатного производства считается 1445 год. Первые печатные славянские книги были изданы в Польше в 1491 году. А первой книгой на старославянском языке считается изданный в 1564 году дьяконом московской церкви Николы Чудотворца Иваном Федоровым «Апостол». При этом специалисты, анализировавшие это издание, единодушно пришли к мнению, что судя по качеству изготовления и применённым печатным приёмам русские печатники имели опыт задолго до этого срока. По крайней мере, «Апостол» оказался первым точно датированным изданием.
Материалы, применяемые в полиграфии, делятся на основные (непосредственно входящие в состав издания) и вспомогательные (расходные материалы, применяемые в печатных процессах). К основным относятся бумага, картон, переплётные материалы, краски, полиграфическая фольга, отделочные материалы. Вспомогательные - это печатные формы, фотоматериалы, резинотканевые пластины, различные химикаты.
ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Для производства бумаги используют волокнистые материалы растительного происхождения, выделенные из древесины хвойных и лиственных пород, стеблей, листьев и дуба некоторых растений. Иногда в бумажную массу добавляют волокна шерсти, хлопка, синтетическую органику.
Главным компонентом растительных волокон является природный полимер - целлюлоза, обладающая многими свойствами для производства бумаги.
Древесина хвойных пород - ель, сосна, пихта, лиственница;
- древесина лиственных пород - береза, осина, тополь, ольха, бук, эвкалипт;
- стебли однолетних растений - солома злаков, кукурузы, тростника, багассы (сахарного тростника), бамбука;
- лубяные волокна однолетних растений - лён, конопля, джут, кенаф;
- волокна семян хлопка и отходов хлопкового производства;
- волокна из листьев некоторых растений - манильская пенька, новозеланский лён;
- тряпьё хлопчатобумажное, льняное, пеньковое;
- макулатура (старая бумага, бумажные обрезки).
В зависимости от условий варки растительного сырья различают:
целлюлоза сульфитная - изготавливают её в основном из древесины ели и пихты;
целлюлоза сульфатная - вырабатывается из хвойных и лиственных пород древесины.
Помимо целлюлозы массовым полуфабрикатом в производстве бумаги является древесная масса: белая, бурая, термомеханическая (ТММ) и химикотермомеханическая (ХТММ). Древесная масса - основной продукт в производстве газетной бумаги, широко используется в композиции печатных видов бумаги, а также при изготовлении обойной, мундштучной бумаги и картона. Древесную массу нередко вырабатывают в белёном виде, тогда её используют для замены белёной целлюлозы с целью удешевления бумаги и придания тонкопечатным бумагам повышенной непрозрачности. Однако присутствие древесной массы ограничивает использование такой бумаги для изготовления изданий длительного срока службы, т.к. её присутствие приводит к ускоренному старению (пожелтению) бумаги.
Макулатуру в больших количествах используют в производстве гофрированного и коробочного картонов, упаковочной, туалетной и других видов бумаги. В последнее время на Западе она всё чаще используется в композиции газетной и некоторых видах бумаги для печати, в т.ч. мелованных. Кроме того, в составе любой бумаги присутствуют т.н. оборотные макулатурные волокна - отходы бумажного производства.
Синтетические волокна органического происхождения и минеральные волокна получили в последнее время применение при изготовлении специальных видов бумаги, отличающихся высокой прочностью на разрыв, химической стойкостью, стабильностью размеров при изменении относительной влажности окружающего воздуха, светостойкостью, долговечностью, термостойкостью.
При использовании синтетических волокон, например, винола, капрона, нитрона, лавсана связь между волокнами осуществляется либо введением в композицию соответствующих связующих, либо введением как добавки более легкоплавких волокон (ПВС), которые плавятся в процессе сушки и горячего каландрирования, связывая между собой тугоплавкие волокна.
Выпускаемая в настоящее время синтетическая бумага подразделяется на две основные группы: бумага из синтетических волокон и на основе синтетической пленки.
К первой группе относятся различные виды электро- и теплоизоляционной бумаги, картографическая, особо прочные упаковочные виды, различные нетканые материалы. Вторая группа используется в основном для замены писчих и печатных видов бумаги при использовании в регистрирующих приборах и электронно-вычислительных машинах.
Бумага этой группы изготавливается не на обычном бумагоделательном оборудовании, а получается либо непосредственно в результате процесса экструзии (формирования листа на полотне, на которое из дозатора наносится слой полимера заданной толщины), либо путём последующей поверхностной обработки пленки.
Производство подобной синтетической бумаги получило наибольшее распространение в Японии; изготавливается же она также в США, Англии, Германии.
Для придания бумаге требуемых свойств в её состав вносятся разнообразные специфичные добавки, проклеивающие, красящие вещества.
КЛАССИФИКАЦИЯ НА ОСНОВЕ СОСТАВА БУМАГИ
Отечественный стандарт при классификации бумаг опирался прежде всего на состав бумаги по волокну. Для опытного полиграфиста наименование «Офсет №1» или «Типографская №2» говорит само за себя. Понятие «бумага №1» подразумевает, что бумага изготовлена на основе чистоцеллюлозных волокон. Позднее понятие «чистоцеллюлозная» несколько расширилось и стало подразумевать возможность включения в состав до 10% древесной массы. В основном бумаги №1 выпускались как офсет или писчая бумага.
Бумага №2 допускает наличие до 50% древесной массы. Существовали типографская, офсетная бумаги и изготовленная на основе офсета №2 книжно-журнальная бумага (не путать с понятием «книжно-журнальная бумага» по европейской классификации).
Наконец, в бумагах №3 предусматривалось преимущественное наличие древесной массы. Формально №3 присваивался только типографским бумагам, хотя аналогичным составом обладают, например, отечественные газетные бумаги.
Макулатура, как составляющая бумажной массы, применялась при производстве полиграфических сортов бумаг в ограниченном количестве и не получила своей ячейки в данной классификации. Наибольшее применение в отечественной промышленности вторичная масса получила в производстве упаковочных картонов (в т.ч. хромэрзац, т.е. картонов, состоящих из различных по составу слоев) и переплётных картонов.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
В технологическом процессе бумажного производства бумагоделательная машина является основным агрегатом. На ней производится отлив и формирование бумажного полотна, прессование, сушка и предварительная, а иногда и окончательная, отделка
бумаги.
Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра, наката и привода машины. К бумагоделательной машине относят и вспомогательное оборудование: мешальные бассейны для аккумулирования массы, регуляторы и контрольно-измерительные приборы, аппараты для очистки массы (очистители и узлоловители), насосы для подачи массы и воды, вакуумные насосы, аппаратура для переработки брака, компрессоры, оборудование для циркуляционной смазки, подачи воздуха для вентиляции и др.
На сеточной части машины происходит отлив и формирование бумажного полотна, что связанно с удалением из бумажной массы основного количества воды. Бесконечная сетка, которая проходит по поддерживающим её регистровым валикам, выполняет функцию быстродвижущегося бесконечного фильтра. Тонкий слой волокон почти мгновенно оседает на сетку и затем сам действует как тонкий фильтр, задерживая остальные волокна. Сухость бумажного полотна после сеточной части 18 - 22%.
После сеточной части бумажное полотно поступает на прессовую часть, состоящую обычно из 2-3 прессов, на которых оно последовательно обезвоживается до сухости 27 -40%. Сеточную и прессовую части машины называют мокрой частью. Дальнейшее обезвоживание (сушка) полотна бумаги происходит на сушильной части машины.
Сушильная часть состоит из тонкостенных чугунных сушильных цилиндров, обогреваемых изнутри паром. Они расположены в шахматном порядке, обычно в два яруса. По сушильным цилиндрам проходит бумажное полотно, поочерёдно соприкасаясь с нижними и верхними цилиндрами то одной, то другой своей поверхностью. Сухость бумажного полотна после сушильной части составляет 92 - 95%. Для охлаждения бумаги до 50-55 °С и поверхностного увлажнения с целью придания бумаге лучшей пластичности и улучшения каландрирования в конце сушильной части установлены холодильные цилиндры.
Далее бумажное полотно пропускают через каландр, предназначенный для уплотнения бумаги и повышения её гладкости и лоска. Каландр состоит из 3 - 10 тщательно отшлифованных чугунных валов, расположенных друг над другом. Бумажное полотно огибает поочередно валы каландра и проходит между ними при всё возрастающем давлении. Приводным является нижний вал каландра, остальные валы приводятся в движение трением (каждый от нижележащего). Пройдя каландр, бумажное полотно поступает на накат, где непрерывно наматывается на тамбурный валик в рулоны.
После бумагоделательной машины почти все виды бумаги подвергают отделке. Для получения более высоких показателей плотности, гладкости и лоска большинство видов бумаг для печати, писчей и технической бумаги пропускают через суперкаландр. После этого бумагу направляют либо на продольно-резательный станок (где она разрезается на рулоны заданной длины), либо на бумагорезательную машину (где бумага разрезается на листы заданных размеров). Рулонную бумагу после продольной резки упаковывают на рулоноупаковочной машине. Листовую бумагу сортируют, а затем на прессах упаковывают в кипы.
Термин "проклейка бумаги" характеризует процесс, при котором в бумагу вводятся различные вещества, придающие ей специфические свойства, в зависимости от назначения бумаги: чернило- и водонепроницаемость, сомкнутость структуры, увеличение механической прочности и сопротивления истиранию поверхностного слоя. В некоторых случаях в бумагу вводятся вещества, препятствующие прониканию в неё молока, масла, различных жидкостей.
Процесс проклейки осуществляется двумя способами: введением проклеивающих веществ
в бумажную массу или поверхностной обработкой соответствующими веществами готовой бумаги.
В первом случае обеспечивается как бы склеивание между собой растительных волокон, из которых состоит бумага. Благодаря этому силы связи между волокнами возрастают и бумажный лист становится более прочным.
Во втором случае при поверхностной обработке бумаги на её поверхности образуется тонкая пленка, препятсвующая проникновению чернил или воды в толщу листа; бумажное полотно приобретает прочную поверхность. Такая бумага «не пылит». Поверхностная проклейка бумаги в настоящее время широко применяется в тех случаях, когда требуется придать поверхности бумаги какие-то определенные качества.
При выработке многих видов бумаги в их композицию вводят минеральные наполнители. Чаще всего для этой цели используют каолин. Однако на многих предприятиях применяют и другие виды: мел, гипс, тальк, двуокись титана.
Минеральные наполнители увеличивают непрозрачность бумаги, её пористость и воздухопроницаемость, снижают деформацию бумаги при намокании, уменьшают склонность бумаги к скручиванию, увеличивают гладкость бумаги при каландрировании. Наличие минерального наполнителя в бумаге делает её просвет более равномерным, что одновременно с увеличением белизны бумаги, её непрозрачности, гладкости и впитывающей способности улучшает печатные свойства бумаги. О количестве наполнителя в бумаге судят по её зольности.
Окрашивание бумаги в какой-либо цвет осуществляется или крашением самой бумажной массы, из которой изготавливается бумага, или окраской бумаги с поверхности.
Если при помощи крашения бумаге придают определённый цвет, то для придания ей того или иного оттенка пользуются подцветкой бумаги. Для этого в бумажную массу вводят небольшие количества соответствующих красителей. Подцветку производят преимущественно для устранения желтизны различных видов бумаги для письма и печати и придания им видимой белизны.
Белизну бумаги можно повысить при использовании так называемых оптических отбеливателей. Оптические отбеливатели используются в весьма малых количествах и при этом придают бумаге высокую степень видимой белизны.
Исходным сырьем для производства бумаги и картона являются древесина, тростник, однолетние растения (солома хлебных, злаков, стебли хлопчатника, льна, кукурузы), тряпье, льнопеньковые и хлопковые отходы, макулатура и другие волокнистые материалы.
Исходное сырье подвергается химической или механической переработке, в результате чего получают полуфабрикаты, используемые непосредственно для изготовления бумажной продукции.
К полуфабрикатам бумажного производства относятся целлюлоза, полуцеллюлоза, древесная масса и тряпичная полумасса.
В зависимости от исходного сырья и применяемых компонентовцеллюлоза выпускается сульфитная и сульфатная.
Небеленая сульфитная целлюлоза используется для изготовления бумаги высокой прочности, подпергамента, Цбойной, упаковочной, впитывающей, перфокарточдтой, обложечной и цветной бумаги и картона; небеленая сульфатная целлюлоза - для выработки мешочной, оберточной, кабельной, конденсаторной, телефонной, пропиточной, намоточной и других видов бумаги.
Небеленая сульфитная целлюлоза имеет желтовато-серый, а сульфатная - бурый цвет. В таком виде она непригодна для выработки многих видов продукции. Поэтому целлюлозу, предназначенную для изготовления писчей, чертежно-рисовальной, печатной, картографической и прочих видов белой бумаги, а также искусственного белка, целлофана и другой продукции, подвергают отбеливанию хлором, хлорной известью, двуокисью хлора, гипохлоридами кальция и натрия и др. (беленая целлюлоза) .
Для повышения степени очистки волокна, придания ему мягкости, уменьшения прозрачности и улучшения смачиваемости целлюлозу облагораживают раствором едкого натра. Облагороженная беленая целлюлоза применяется для изготовления бумаги - основы пергамента и фибры, фильтровальной, промокательной и санитар-но-бытовой бумаги, вискозного шелка, штапельного волокна, кинопленки, светлых лаков, кожезаменителей и другой продукции.
Полуцеллюлоза - это волокнистый полуфабрикат, получаемый неглубокой химической переработкой исходного сырья и последующим его размолом на мельницах. Полуцеллюлоза выпускается небеленая (для выработки гофрированного, тарного и толевого картона, древесно-волокнистых плит и грубой оберточной бумаги) и беленая (для выработки писчей, типографской, газетной и других видов бумаги).
Древесная масса изготавливается путем истирания древесины (балансов) в специальных машинах-дефибрерах. Она выпускается белая (из древесины хвойных по-род, осины, тополя и Др.), бурая (из предварительно пропаренных балансов) и химическая (из балансов, предварительно подверженных тепловой и химической обработке) .
Белая древесная масса используется для производства газетной, писчей, билетной, афишной, обложечной, обойной и других видов бумаги, а также картона, бурая древесная масса - для изготовления картонов, упаковочной и оберточной бумаги, химическая древесная масса - главным образом для выработки газетной и типографской бумаги, а также картона.
Тряпичная полумасса- это волокнистый полуфабрикат, получаемый химической обработкой и механическим разделением тряпья на волокна. Ее применяют для выработки высокосортных и специальных видов бумаги.
Технологический процесс производства бумажной продукции включает ряд технологических операций. Прежде всего полуфабрикаты подвергаются размолу и смачиванию водой. Для придания бумаге водоотталкивающих свойств в размолотую массу вводят проклеивающие вещества (проклейка в массе)-канифоль, парафин, алгоминиево-калиевые квасцы, сернокислый глинозем и др. Для получения некоторых специальных видов бумаги применяется проклейка с поверхности, т. е. обработка готовой бумаги животным клеем, крахмалом и др.
Для придания бумаге влагопрочности в бумажную массу вводят латекс, синтетические смолы, окисленный крахмал и др., для повышения белизны, увеличения гладкости, мягкости, объемной массы, повышения степени впитываемости типографских красок, уменьшения прозрачности-каолин, тальк, гипс, мел, двуокись"титана и другие наполнители. При этом бумаги с напол-
нителями (наполненные бумаги) отличаются пониженной механической прочностью и степенью проклейки.
Бумажную массу для изготовления цветной бумаги окрашивают, а белой бумаги - подсвечивают органическими красителями.
Готовая бумажная масса поступает в метальный бассейн, где накапливается, разбавляется водой, очищается и направляется в бумагоделательную машину. Процесс изготовления бумаги в бумагоделательной машине включает формирование и отлив бумажного полотна, интенсивное его обезвоживание, прессование и сушку.
Для получения бумаги специального назначения (пергамента, фибры, мелованной, светочувствительной, копировальной и др.) производят пропитку, мелование, поверхностную окраску, тиснение, крепирование, покрытие пленками и эмульсиями. Для повышения лоска гладкости и объемной массы большинство видов бумаги после сушки подвергают отделке на машинном каландре, а затем наматывают в рулоны,