Влияние проклейки на свойства бумаги

При введении канифольного клея в бумажную массу снижается белизна бумаги, деформация при увлажнении, долговечность, механические показатели (особенно сопротивление излому), повышается прозрачность бумаги, жёсткость, воздухопроницаемость.

Через 6–12 дней после завершения процесса производства бумаги происходит её «расклейка»: степень проклейки снижается на 40–50 %. Затем степень проклейки снова повышается и через 2–3 месяца может достигнуть исходной величины. Это явление связано с изменением свойств канифоли под действием света, кислорода воздуха, температуры окружающей среды.

4.7. Вещества, используемые для усиления канифольной проклейки

и придания бумаге специальных свойств

Парафин применяется для получения канифольно-парафинового клея. Парафином заменяют 20–30 % канифоли, после чего бумага становится более гидрофобной, мягкой, повышается устойчивость проклейки, улучшаются печатные свойства, но снижается механическая прочность.

Крахмал модифицированный добавляется при изготовлении тетрадной, рисовальной, офсетной и других видов бумаги. Повышает степень проклейки, механическую прочность бумаги, белизну, жёсткость, снижает пылимость бумаги.

Мочевино- и меламиноформальдегидные смолы применяются для придания бумаге влагопрочности. Влагопрочность определяется как отношение разрывной длины влажной бумаги к разрывной длине сухой бумаги. Прочность картографической бумаги во влажном состоянии должна быть не менее 20 %, прочность шлифовальной шкурки - 45 %, бумаги для полотенец - 40 %.

Кроме того, для усиления канифольной проклейки применяют битум, смолы, латексы (высокомолекулярные соединения, которые склеивают волокна целлюлозы), а также талловый пек (остаток от перегонки таллового масла), силиконы, жидкое стекло и др.

4.8. Проклейка в нейтральной среде

Одно из основных направлений бумажного производства в последние годы – переход от «кислого» способа изготовления бумаги к способу изготовления в нейтральных условиях. Внедрение нейтрального метода обеспечивает более высокую степень гидрофобности, прочность бумаги, возможность замещения волокна дешевым наполнителем, снижает эксплуатационные расходы и энергетические затраты на производство и увеличивает эффективность отбеливающего агента.

Для проклейки используют алкилкетендимеры различных марок, модифицированный крахмал и другие реагенты.

Основной проклеивающий материал для проклейки в нейтральной среде – алкилкетендимер (АКД), это синтетический проклеивающий агент, используется при кислотности 6,5–9,0. Он вступает в химическую связь с целлюлозой, образуя ковалентную связь. В Европе 70 % бумаги проклеивается нейтральным методом. Основная причина перехода к нейтральному методу – возможность использования в качестве наполнителя карбоната кальция (мела).

Повышение степени проклейки обусловлено свойством АКД не вступать в реакцию с проникающими жидкостями.

Прочность бумаги возрастает в связи с удалением канифоли и других кислотосодержащих материалов, щелочная среда улучшает механические показатели. Естественное старение бумаги также снижается. В щелочной среде до минимума снижается коррозия оборудования. Высокая прочность щелочной бумаги позволяет использовать в качестве сырья дешёвую лиственную древесину.

При щелочном производстве эффективность оптических отбеливателей на 25–40 % выше, чем при кислотном.

Энергетические затраты на одну и ту же степень рафинирования на 10–25 % ниже по сравнению с кислотным процессом.

Снижение издержек производства обеспечивается заменой каолина, талька, двуокиси титана карбонатом кальция.

Алюминиевые квасцы снижают уровень проклейки при использовании клея АКД. Для удержания его можно использовать полиакриламид (ПАА) и катионный крахмал. Клей АКД вносится в непосредственной близости от места подачи наполнителя.

Крахмал. Выделяется из картофеля, кукурузы, пшеницы и других растений. Клеящие характеристики основаны на содержащихся в нём гидроксильных группах, которые образуют водородные связи.

В целях удержания его химически модифицируют в катионный, после чего он пристаёт к анионным волокнам и наполнителю.

Крахмал улучшает обезвоживание благодаря катионности. Возрастают механические показатели бумаги, снижается пылимость. Для проклейки в массе в бумагу добавляют 0,2–1,5 % крахмала. При поверхностной проклейке содержание крахмала можно увеличить до 2–5 %.

На фабрику крахмал поставляют в виде порошка или 40 %-ного раствора, который хранится в цистернах со смесителем. Варят крахмал в непрерывном режиме прямым воздействием пара при температуре 120–150 ^○С.

Проблемы, вызываемые переходом к щелочной проклейке:

– увеличивается образование слизи и пены;

– отлагается смола на оборудовании;

– бумага получается более скользкая, и снижается сила сцепления её с краской;

– сетки бумагоделательной машины изнашиваются быстрее вследствие использования карбоната кальция.

4.9. Другие виды функциональных химикатов