CC BY
38
РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ КЛЕНЫХ ВИДОВ БУМАГИ ДЛЯ ПЕЧАТИ
Костюкевич А. В., Чубис П. А., Черная Н. В. (БГТУ, г. Минск, РБ)
The paper presents a refined analysis of the cellulose economy problem at the paper for printing fabrication.
Потребление бумаги для печати в Республике Беларусь пока ниже общемирового уровня, что свидетельствует о высоком потенциале данного рынка. Однако производство такой бумаги в настоящее время требует комплексного решения технологических, экономических и экологических проблем, направленных на улучшение качества продукции и снижение ее себестоимости.
Клееные виды бумаги для печати изготавливают из различных видов волокнистого сырья. Широко применяются беленые виды целлюлозы. Однако для снижения себестоимости бумаги для печати рекомендуется часть целлюлозы заменять на более дешевое волокнистое сырье - макулатуру. В то же время ее применение сопровождается необходимостью решения такой актуальной проблемы, как производство бумаги для печати по ресурсосберегающей технологии за счет снижения потерь мелкого волокна и повышения степени удержания проклеивающих комплексов в структуре бумажного полотна [1].
К перспективным способам решения проблемы ресурсосбережения при производстве бумаги для печати относится способ, основанный на изготовлении бумаги из 100% макулатурной массы. При этом традиционно используемую клей-пасту на канифольной основе заменяют гидродисперсией ТМАС-3Н. При производстве такой бумаги будет экономиться целлюлоза, а применение нового проклеивающего вещества обеспечит поддержание физико-механических показателей прочности на необходимом уровне [2].
Целью данной работы является разработка ресурсосберегающей технологии клееных видов бумаги для печати.
Для достижения поставленной цели изготавливали и испытывали по стандартным методикам образцы бумаги из макулатуры марки МС-5 и целлюлозы сульфатной беленой хвойной (ГОСТ 9571-89Е). В качестве проклеивающего материала использовали укрепленный клей марки ТМ (ТУ РБ 0028198-017-95) и клеевую канифольную композицию ТМАС-3Н (ТУ РБ 600012243.020-2003). Расход проклеивающего вещества изменяли от 0,5 до 2,5% от а. с. в.
Результаты испытаний образцов бумаги, изготовленных из 70% макулатурной и 30% целлюлозной массы и проклеенных нейтральной гидродисперсией ТМ по существующей технологии, приведены в таблице 1.
Из таблицы 1 видно, что увеличение расхода гидродисперсии ТМ от 0,5 до 2,5% от а. с. в. приводит к снижению впитываемости при одностороннем
л
смачивании от 130 до 20 г/м , что свидетельствует о гидрофобизации образцов
бумаги. Однако при канифольной проклейке в кислой среде процесс протекает в режиме гомокоагуляции. В этом случае образуются разновеликие и крупнодисперсные коагуляты, не способные равномерно распределяться и прочно фиксироваться на поверхности волокон. Это снижает гидрофобность образцов бумаги. Следует отметить незначительные уменьшение прочностных показателей за счет снижения межволоконных сил связей в структуре бумажного листа.
Таблица 1 - Свойства образцов бумаги для печати, проклеенных гидродисперсией ТМ
Показатель Расход проклеивающего вещества, % от а.с.в.
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Впитываемость при односторон-нем смачивании по Коббу, г/м 127 86,5 101,5 17,3 22
Разрушающее усилие в сухом состоянии, кгс 1,92 1,97 1,86 1,85 1,88
Разрушающее усилие во влажном состоянии, кгс 0,02 0,04 0,06 0,06 0,09
Разрывная длина, м 1937 1965 1930 1940 2010
Влагопрочность, % 0,5 1,6 2,9 3,5 4,4
Сопротивление излому, ч. д. п. 3 3 4 5 5
Результаты испытаний образцов бумаги, изготовленных из 100% макулатурной массы и проклеенных высокосмоляной гидродисперсией ТМАС-3Н по предлагаемой технологии, приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, при увеличении расхода высокосмоляной гидродисперсии ТМАС-3Н от 0,5 до 2,5% от а. с. в. впитываемость при одностороннем смачивании снижается от 77 до 28 г/м2, что свидетельствует об улучшении гидрофобных свойств бумаги. В этом случае проклейка протекает в режиме гетероадагуляции, так как полученные мелкодисперсные коагуляты равномерно распределяются и прочно фиксируются на поверхности волокон, что максимально сохраняет межволоконные силы связи. Прочностные показатели при увеличении расхода высокосмоляной гидродисперсии ТМАС-3Н также улучшаются и становятся сравнимыми с показателями для бумаги, изготовленной с применением целлюлозы. Улучшение их наблюдается в интервале значений от 0,5 до 1,5% от а. с. в. и далее практически не меняется, что говорит о целее сообразности снижения расхода проклеивающего материала.
Таким образом, сравнивая показатели качества бумаги для печати, изготовленной по существующей и по предлагаемой технологиям, получено:
Таблица 2 - Свойства образцов бумаги для печати, проклеенных высокосмоляной гидродисперсией ТМАС-3Н в нейтральной среде
Показатель Расход проклеивающего вещества, % от а.с.в.
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Впитываемость при односторон-нем смачивании по Коббу, г/м2 75 50 50 38 30
Разрушающее усилие в сухом состоянии, кгс 1,43 1,56 1,75 1,75 1,75
Разрушающее усилие во влажном состоянии, кгс 0,02 0,03 0,04 0,04 0,04
Разрывная длина, м 1905 1950 1980 1940 1950
Влагопрочность, % 1,7 2,5 2,1 2,0 2,0
Сопротивление излому, ч.д.п. 2 3 4 4 5
- значения комплекса прочностных показателей бумаги, изготавливаемой из 100% макулатурной массы с применением высокосмоляной гидродисперсии ТМАС-3Н, аналогичны значениям, полученным для бумаги содержащей в своей композиции целлюлозу и проклеенной клеем ТМ,
- использование сборной макулатуры при производстве бумаги для печати позволяет не только получать бумагу с удовлетворительными характеристиками белизны но и значительно экономить целлюлозу, что снижает себестоимость такой продукции,
- поскольку по технологии проклейки бумаги в нейтральной среде снижается расход коагулянта в 1,5-2,2 раза, то это положительно отражается на улучшении экономических и экологических аспектах проклейки. Это объясняется, во-первых, снижением материальных затрат при использовании коагулянта и, во-вторых, снижением содержания сульфат-ионов в оборотных и сточных водах.
Литература
1. Фляте Д. М. Технология бумаги. - М.: Лесная промышленность, 1988. - 440 с.
2. Черная Н. В., Ламоткин А. И. Проклейка бумаги и картона в кислой и нейтральной средах. - Мн., 2003. - 345 с.
