Показатели качества механических древесных масс

Механические массы находят применение в композиции различных видов бумаги и картона, которые эксплуатируются в самых разнообразных условиях. В силу последнего обстоятельства эти полуфабрикаты должны отвечать требованиям, предъявляемым для конкретного вида бумажной продукции. Несомненно, что требования к механической массе для газетной бумаги и для картона типа крафт-лайнер существенно отличаются. Например, для первой большую роль играет прочность при растяжении и белизна, для второго белизна не имеет существенного значения, но наряду с прочностью при растяжении важна способность сопротивляться торцевому сжатию. Этот простой пример свидетельствует о том, что для описания потребительских свойств механической массы и оценки ее качества недостаточно одной, пусть даже универсальной, характеристики. На практике для этого используют комплекс показателей, который дает наиболее полное представление о пригодности полуфабриката для выработки того или иного вида бумаги или картона. Конкретный набор характеристик зависит от назначения механической массы. Показатели качества механических масс:

1) фракционный состав;

2) степень помола;

3) объемный вес (плотность) и удельный объем (пухлость);

4) механическая прочность;

5) сорность;

6) белизна.

Охарактеризуем эти показатели более подробно.

Фракционный состав. Механические древесные массы отличаются крайне сложным гетерогенным фракционным составом, который включает в себя как волокнистые, так и неволокнистые включения. В процессе сортирования и очистки полуфабрикатов происходит отделение от массы крупных волокнистых (мелкие щепки, костра, мини-костра) и минеральных компонентов. Однако даже отсортированная и очищенная механическая масса крайне неоднородна по своему составу. Она содержит различные по геометрическим размерам (длина и ширина) и свойствам волокна. Наиболее типичные из них представлены на рисунке:

Рис. 2. Основные волокнистые компоненты механиче­ских древесных масс:

а - длинные неповрежденные во­локна, б - длинные волокна с раздавленными концами,

в - короткие разрезанные и разорванные волокна,

г - расчесанные и расщепленные волокна, д - мелкие фраг­менты волокон

От того, в каком количестве в массе находятся те или иные из представленных компонентов, в значительной степени будут зависеть потребительские свойства полуфабриката. Оценить состав механической массы можно, разделяя ее на отдельные фракции. Для этого используют лабораторный фракционатор древесной массы (ФДМ).

Степень помола – показывает способность механической массы к обезвоживанию и является важнейшим показателем, определяющим поведение механической массы на сетке БДМ. Степень помола может выражаться в различных единицах, в отечественной промышленности принято выражать в градусах Шоппер - Риглера (°ШР). Принцип определения степени помола основан на разной скорости фильтрации воды через слой волокна определенной массы, но разной плотности и структуры. Плотность и структура этого слоя зависит как от размерности волокон, так и от степени разработки (жирности или садкости). Если масса садкая, то происходит быстрая фильтрация воды, а в случае жирной массы вода фильтруется медленно. По характеру размола различают жирную и садкую массу. Жирная масса обладает высокой прочностью, она характеризуется тонкими волокнами с разработанными в виде бахромы концами, а также большим количеством тонких волокнистых элементов – фибрилл (фибриллированной мелочи).

Садкая грубая масса имеет низкую механическую прочность. Состоит она из неразработанных волокон, перерезанных поперек волокон и содержит небольшое количество фибрилл. Такая масса характеризуется повышенной толщиной различных волокнистых фракций. В садкой массе, как и в жирной, может быть большое количество мелких волокон, но в отличие от мелочи жирной массы они представляют собой короткие толстые обрезки волокон, не способные к взаимному сцеплению. Бумага из такой механической массы получается рыхлая и непрочная, с малой объемной массой. Весьма садкой массой низкой прочности являются отходы сортирования механической массы.

Объемный вес (плотность) и удельный объем (пухлость) характеризуют способность волокон полуфабрикатов к уплотнению во влажном состоянии. Это одно из ключевых свойств, определяющих качество бумаги и технико-экономические показатели ее производства. От способности волокон уплотняться во влажном состоянии во многом зависят оптические и физико-механические свойства бумаги и картона. Она оценивает площадь связанной поверхности волокон, наличие воздушных пространств между ними, а также оказывает влияние на легкость удаления воды при отливе, прессовании и сушке бумажного полотна.

Факторами, определяющими это свойство и величину показателей, его характеризующих, являются природа волокна, его гибкость и толщина клеточной стенки. Для определения объемного веса и удельного объема используют стандартные пробные листы (отливки) лабораторного изготовления.