8.2. Источники волокна для производства бумаги и картона

Бумага и картон - это волокнистые материалы в виде листа, состоящие из пере­плетенных волокон целлюлозы древесного происхождения. Целлюлозные волок­на в точках контакта вступают в физико-химические связи, образуя цельный лист. Прочность листа зависит от его природы и типа волокна, от способов получения волокна, от массы единицы площади и толщины. Тип волокна также влияет на цвет листа. Большинство видов картона представляют собой многослойные конструк­ции с разными эксплуатационными свойствами, и у производителей упаковки су­ществует возможность выбора волокна для того или иного слоя в зависимости от целей данного типа упаковки. Первичное волокно получают непосредственно из древесины механическими (рис. 8.1) либо химическими методами (рис 8 2) когда используемые химические вещества разделяют волокна путем растворения нецел­люлозных и неволкнистых компонентов древесины с выделением энергии

При этом используют два основных технологических процесса, называемых по используемым химическим веществам. В настоящее время наиболее широко при­меняется сульфатный процесс, известный также как сульфатная варка или крафт- процесс. Он позволяет обрабатывать все основные типы древесины, а химические вещества могут быть восстановлены для повторного использования. Другая техно­логия - это сульфитная варка целлюлозы. В обоих случаях извлеченные из древесины нецеллюлозные компоненты используется на целлюлозно-бумажных комбина­тах как источник энергии и для других целей.

Механическим путем отделенные волокна сохраняют древесный оттенок, кото­рый в результате химической обработки может стать светлее. Волокно, полученное химическим способом, имеет коричневатый цвет, но поддается отбеливанию путем удаления всех нецеллюлозных веществ. Волокна чистой целлюлозы прозрачны, но в массе кажутся белыми.

Вторичное волокно (из отходов бумаги и картона, макулатуры) без удаления пе­чатных красок и отбеливания имеет серый или коричневатый цвет (вторичное во­локно, восстановленное из коричневой упаковочной бумаги, коричневого цвета, но при обработке такого волокна волокнистая масса приобретает серый оттенок). Во время обработки волокнистую массу при необходимости окрашивают в требуемый цвет. Схема получения макулатурной массы приведена на рис. 8.3.

Вторичное волокно в макулатурной массе в зависимости от природы исходного волокна, степени обработки бумаги или картона, их дальнейшей переработки и ис­пользования характеризуется различными свойствами. Каждый раз при переработ­ке бумаги или картона в макулатурную массу средняя длина волокна и способность к образованию межволоконных связей уменьшаются. С учетом этого, а также того, что некоторые виды бумаги и картона не подлежат вторичной переработке, для со­хранения количества и качества вторичного волокна на рынок должно регулярно поступать новое первичное волокно, получаемое непосредственно из древесины. На практике доля восстановленного и переработанного волокна составляет в разных странах от 40 до 60%. Еще одним важным фактором, влияющим на прочность листа,является порода древесины, из которого он изготовлен. В целом можно утверждать, что прочность бумаги обеспечивается длинными волокнами, а качество поверхно­сти и эффективность производства бумажного листа — короткими волокнами.

Длинные волокна длиной 3-4,5 мм получают из мягких хвойных пород древеси­ны — канадской ели, сосны, лжетсуги тиссолистной. Короткие волокна характери­зуются длиной 1-1,5 мм; получают их, например, из березы.