содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

Глава 4

НАПОЛНЕНИЕ БУМАГИ



§ 24.

НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА НАПОЛНЕНИЯ БУМАГИ И ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ЕЕ СВОЙСТВА



При выработке многих видов бумаги в их композицию вводят минеральные наполнители. Чаще всего для этой цели используют каолин, однако применяют и другие виды минеральных наполнителей: мел, тальк, гипс, двуокись титана и др.

Введение в бумагу минеральных наполнителей осуществляется в основном для удешевления бумаги, так как обычно цена минеральных наполнителей ниже цены волокнистых полуфабрикатов и замена известного количества растительных волокон минеральным наполнителем представляет определенный экономический интерес; для повышения белизны бумаги, так как белизна применяемых в бумажной промышленности наполнителей большей частью выше белизны используемых волокнистых материалов; для придания бумаге непрозрачности, что обеспечивает возможность использования для письма и печати обеих сторон бумажного листа без опасения просвечивания текста, написанного или напечатанного на одной стороне бумаги, на другую ее сторону.

Кроме того, минеральные наполнители увеличивают пористость бумаги, ее воздухопроницемость, впитывающую способность и скорость сушки, снижают деформацию бумаги при ее намокании и уменьшают склонность бумаги скручиваться.

Пористость бумаги от введения в ее композицию минерального наполнителя возрастает тем сильнее, чем больше размер частиц использованного наполнителя. Лишь в тех случаях, когда применяются широкие, неправильной формы волокна (например, грубая древесная масса) и получаемый волокнистый материал (например, картон) обладает повышенной пористостью, введение минерального наполнителя, частицы которого имеют размер меньший, чем диаметр пор волокнистого материала, не будет способствовать дальнейшему повышению по-ристости волокнистого материала. В этом случае возможно обратное явление: частицы минерального наполнителя, заполняя широкие поры волокнистого материала, будут забивать их, уменьшая общую пористость материала. Очевидно, что при этом не будут обнаружены все те явления, которые сопутствуют повышенной пористости материала, т. е. повышение воздухопроницаемости, впитывающей способности и пр.

Наполнитель в бумаге повышает ее гладкость после каландрирования, так как частицы наполнителя при каландрировании бумаги заполняют углубления на шероховатой поверхности листа, чем способствуют увеличению его гладкости. Одновременно при этом происходит уплотнение листа и снижение его воздухопроницаемости.

Наличие минерального наполнителя в бумаге делает ее просвет более равномерным, что одновременно с увеличением белизны бумаги, ее непрозрачности, гладкости и впитывающей способности (в том числе и к типографской краске) улучшает печатные свойства бумаги.

С повышением плотности наполнителя, используемого при изготовлении бумаги, увеличением его количества в бумаге и степени дисперсности наполнителя повышается плотность бумаги. Наиболее сильно она повышается и соответственно снижается толщина бумаги при использовании в качестве наполнителя цинковых пигментов, бланфикса и двуокиси титана.

С увеличением содержания в бумаге большинства видов наполнителей увеличивается ее вялость. Такая бумага, будучи положена на две опоры, обнаруживает значительную стрелу прогиба в отличие от жесткой бумаги, мало прогибающейся в промежутке между опорами при подобном испытании. Упругие свойства бумаги от введения в нее минерального наполнителя снижаются, а пластичность ее увеличивается.

Большинство наполнителей снижает шум при перелистывании бумаги. Исключением является гипс, придающий бумаге звонкость и жесткость на ощупь.

Наряду с указанными выше многими положительными свойствами минеральны,й наполнитель придает бумаге и некоторые отрицательные свойства. Частицы минерального наполнителя, находясь в промежутках между растительными волокнами, увеличивают пористость бумаги, ее воздухопроницаемость (рис. 21) и препятствуют установлению между волокнами прочных связей. Координационная связь через ионы алюминия при этом не может компенсировать влияние снижения числа водородных и других видов прочных связей. Поэтому бумага, содержащая минеральный наполнитель, обычно отличается пониженной механической прочностью (рис. 22). Особенно при этом снижается сопротивление излому. Чем больше содержание наполнителя в бумаге, тем она слабее. К тому же с увеличением содержания в бумаге минерального наполнителя в большей степени обнаруживается пылимость бумаги.

О количестве наполнителя в бумаге судят по ее зольности, величина которой редко бывает выше 26—30 % от массы абс. сухой бумаги. Ограничивает содержание наполнителя в бумаге наблюдаемое при этом снижение ее механической прочности, а применительно к некоторым видам бумаги для печати — опасение проникновения типографской краски на противоположную сторону листа из-за чрезмерно возросшей впитывающей способности бумаги и уменьшения степени ее проклейки.

Рис. 21. Изменения воздухопроницаемости бумаги в зависимости от содержания в ней наполнителя (каолина):
1 — бумага с наполнителем; 2 — бумага без наполнителя с той же массой 1 м2

Рис. 22. Изменения разрывного груза бумаги в зависимости от содержания в ней наполнителя (каолина):
1 — бумага с наполнителем; 2 — бумага без наполнителя с той же массой 1 м2

Для устранения отрицательного влияния минерального наполнителя на механическую прочность бумаги пользуются методами модификации наполнителя и введения в бумажную массу некоторых веществ. Так, например, при обработке каолина алюминатом натрия с одновременным введением в бумажную массу полиакриламида или же при обработке его силикатом натрия можно существенно повысить содержание наполнителя в бумаге без снижения при этом ее механической прочности. Известны и другие эффективные способы модификации минерального наполнителя.

По содержанию минерального наполнителя все виды бумаги условно разделяются на 4 класса. К первому классу относятся виды бумаги с естественной зольностью волокон, т. е. все виды бумаги, в которые минеральный наполнитель не вводится: высокопрозрачные, электроизоляционные (за исключением оксидной), фильтровальные, бумага-основа для фибры и для пергамента и др. Второй класс охватывает все виды малозольной бумаги, т. е. бумагу с содержанием золы до 5%: газетная, перфокарточная, обойная, мундштучная бумага, основа для фотографической, основа для светочувствительной бумаги

и др. К третьему классу относятся все виды бумаги со средней зольностью, т. е. с зольностью до 12—15%: писчая, офсетная, литографская и др. Четвертый класс объединяет все виды высокозольной бумаги, т. е. с содержанием золы более 15%: бумага для глубокой печати, типографская, словарная и др.

О влиянии минерального наполнителя на свойства бумаги можно дополнительно прочесть в книгах [5, с. 225—233; 20, с. 38—44].

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..