2.4. Облагораживание

 

Облагораживание служит для повышения прочностных, барьерных, пе­чатных и других свойств бумаги и картона, а также для улучшения качества их поверхности. К облагораживанию относятся процессы: нанесение по­крытий, обтягивание, крепирование, ламирование, пропитка.

Наиболее распространенные типы устройств для нанесения покрытий на бумагу и картон приведены в табл. 2.1.

 

 

Обработка картона на клеильном прессе

Клеильный пресс используют для поверхностной проклейки, пигментиро­вания и легкого мелования бумаги. Клеильный пресс устанавливают в су­шильной части БДМ, где сухость бумажного полотна при поступлении на поверхностную обработку составляет не менее 70 %, а с учетом увлажнения полотна в прессе его сухость целесообразно поддерживать в пределах 88- 95 %. Это объясняется тем, что бумага сухостью ниже 70 % при дополни­тельном увлажнении может обрываться. Кроме того, полотно с высокой влажностью после обработки трудно досушивается.

В традиционных двухваликовых клеильных прессах нанесение проклеи­вающей или меловальной композиции на поверхность полотна-основы осу­ществляется при помощи спрысков или же снятием ее с поверхности валов, окунаемых в раствор с последующим отжимом избытка клея между валами пресса.

С ростом требований к проклейке и проблем с обезвоживанием обрабо­танного полотна возникает необходимость повышения содержания сухих веществ в меловальной композиции, что ограничивает возможности при­менения обычных прессов. Их заменяют пленочными клеевыми прессами. Нанесение покровной массы в таких прессах осуществляется путем фор­мирования на поверхности вала клеильного пресса жидкой пленки заданной толщины, которая затем переносится на бумагу, находящуюся в зазоре меж­ду валами. Толщина жидкой пленки определяется, например, дозирующим стержнем различного диаметра.

Валиковое нанесение покрытий

Валиковый способ нанесения покрытий основан на уносе слоя наносимо­го жидкого состава движущейся твердой поверхностью (валика или огибаю­щей его бумаги) с последующим переходом жидкости на другую твердую поверхность. Этот способ можно применять для растворов, дисперсий и даже расплавов полимеров. Основными элементами валиковых устройств (рис. 2.18) являются:

-        купающий валик, поверхность которого огибается бумажным по­лотном, соприкасающимся с поверхностью жидкости;

-        наносящий валик, с которого на поверхность бумаги переходит слой наносимой жидкости, ранее унесенной поверхностью валика из ванны или с другого (вспомогательного) валика;

-        купающийся валик, частично погруженный в жидкость и уносящий при вращении на своей поверхности слой жидкости, переходящий затем (полностью или частично) на поверхность соприкасающейся с ним бумаги (наносящий валик) или промежуточного валика;

-        дозирующий валик, снимающий с поверхности наносящего валика избыток жидкости перед его контактом с бумажным полотном за счет его вращения навстречу наносящему валику;

-        прижимной валик, прижимающий огибающее его бумажное полот­но к поверхности наносящего валика;

-       разравнивающий (шлифующий) валик, выравнивающий слой по­кровной массы за счет вращения навстречу движению бумажного полотна.

 

Рис. 2.18. Различные варианты нанесения покрытий валиками: а - купающим; б - наносящим (купающимся); в - купающимся и дозирующим; 1 - наносящий валик; 2 - купающийся валик; 3 - дозирующий валик; 4 - прижимной валик

Шаберное нанесение покрытий

Шаберный способ нанесения покрытий основан на удалении с поверхно­сти бумаги избытка покровной массы при помощи шабера. В месте контакта шабера с бумагой бумажное полотно обычно находится на опорной поверх­ности (опорном валу), что позволяет регулировать массу наносимого по­крытия, изменяя силу прижима шабера. При использовании шаберных си­стем осуществляются такие важные процессы, как разравнивание покрытия, частичное вдавливание покровной массы в структуру бумаги, удаление из­бытка покровной массы с поверхности бумаги.

Существуют следующие типы шаберов: ножевой - жесткий и гибкий, вращающийся, воздушный.

Жесткий ножевой шабер представляет собой пластину из твердого мате­риала (стекла, стали). Меняя положение пластины относительно полотна бумаги, можно регулировать толщину наносимого покрытия. Применение их целесообразно при небольшой ширине бумажного полотна.

Гибкий шабер (лезвие) представляет собой тонкую (0,2...0,3мм) гибкую стальную пластину. Он может сочетаться с различными видами устройств, подающих покровную массу, может являться одной из стенок ванны, в ко­торой находится покровная масса, и т.д. Недостатком систем с неподвиж­ным шабером является возможность образования полос на поверхности по­крытия. Этого недостатка лишены подвижные шаберы.

Вращающийся шабер (роль-ракель) представляет собой хромированный стержень диаметром около 10 мм, вращающийся навстречу движению бу­мажного полотна.

Воздушный шабер (рис.2.19) удаляет избыток покровной массы воздей­ствием струи воздуха, выходящей из щелевого сопла. Параметрами, опреде­ляющими работу воздушного шабера, являются: давление воздуха, ширина воздушной щели сопла, расстояние между воздушной щелью сопла и полот­ном бумаги, угол между направлением воздушной струи и полотном бума­ги.

 

Мелование

Покрытие поверхности бумаги (картона) специальным составом, прида­ющим ей особую гладкость и белизну, называется мелованием. В компози­цию меловального покрытия обычно входят пигмент и связующие веще­ства. В качестве пигмента применяют каолин, сернокислый барий, мел, диоксид титана и другие вещества. К числу наиболее часто используемых связующих веществ относятся крахмал, казеин, животный клей, латекс и не­которые синтетические смолы.

Мелование бумаги (картона) производят либо на меловальной установке в клеильном прессе, встроенном в сушильную часть БДМ (КДМ), либо на отдельно стоящих агрегатах. Они различаются способами нанесения по­крытия и его равномерного распределения.

Клеильный пресс состоит из двух обрезиненных валов - твердого и мяг­кого для нанесения меловальных составов на полотно бумаги (картона). Со­став вязкостью 0.01- 0,02 Па-с наносится на бумагу и разравнивается за одну операцию. Между валами клеильного пресса создается давление 1-3 Н/м. Меловальный состав подается на одну или обе стороны полотна бумаги при помощи спрысков. Твердый вал устанавливают, как правило, для верхней стороны полотна.

По взаимному расположению валов различают вертикальный, гори­зонтальный и наклонный клеильный пресс (рис. 2.20). Угол между осевой плоскостью валов и горизонтальной плоскостью составляет 45⁰ , благодаря чему операция заправки бумаги проще, чем у горизонтального пресса. При работе пресса бумага охватывает нижний вал, поэтому нагрузка от меловального состава на полотно и попадание воздуха в зазор уменьшаются, что снижает возможность обрыва полотна в прессе.

 

Наиболее распространенные типы меловальных устройств и их техниче­ские характеристики представлены на рис. 2.21 и в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Технические характеристики меловальных устройств

 

 

Рис. 2.21. Схемы меловальных устройств: а - с воздушным шабером:

1 - полусухой каландр; 2 - разгонный валик типа Маунт-Хоуп;

3 - наносящий валик; 4 - ванна; 5 - прижимной валик; 6 - сопло воздушного шабера; 7 - сушилка с инфракрасным излучением; 8 - сушильный цилиндр; 9 - полотно бумаги; б - с вращающимся стержнем: 1 - наносящий валик; 2 - вращающийся стержень (пруток); 3 - ванна; в - с роликовым шабером: 1 - наносящий валик;

2  - роликовый шабер; 3 - ванна

Нанесение покрытий на кашировальных машинах

Кашировальная машина (рис. 2.22) состоит из раскатных устройств, узла нанесения на бумагу клея или расплава полимера, сушильного или охлаждающего участка и наката. Такие же машины применяются для полу­чения многослойных упаковочных материалов (например, бумага-полиэти­лен-фольга-лак или фольга-бумага-полиэтилен и др.).