Бумага представляет собой материал, полученный из волокон древесины. В его составе также имеются различные добавки, например, минеральные наполнители, красители, пигменты, проклеивающие вещества.
Виды сырья
Бумагу изготавливают на целлюлозно-бумажных предприятиях, которые обычно располагаются рядом с водоемами. Это объясняется тем, что для получения бумаги необходимо использовать воду в больших объемах, в том числе по воде доставляют дерево.
В качестве основного сырья, которое необходимо для производства бумаги, выступает древесина. Ее получают из разных пород дерева, но преимущественно хвойных. Также в процессе изготовления листов бумаги широко применяется собранная макулатура. Гораздо реже для этих целей применяют хлопок. Полуготовую целлюлозу отправляют на последующую переработку. Также она может быть продана другим предприятиям. Для производства дорогой бумаги применяют очищенную целлюлозу.
В результате обработки древесины получают полуфабрикат. Он называется древесной массой. В ней кроме целлюлозы содержится полимер, который называется лигнином. Он хорошо скрепляет все волокна. В чистом виде такая масса применяется в производстве дешевой бумаги, например, упаковочной и газетной.
Этапы производства
При изготовлении бумаги предусматрена обработка древесины с помощью химических веществ и механического способа. Во время процедуры размола полуфабрикатов растительные волокна подвергаются механической обработке, в которой участвует вода. Для этого применяются машины-мельницы, например, конические, цилиндрические или дисковые. Аппараты по размолу работают по принципу скрещивания ножей и трения поверхностей. Благодаря размолу появляется возможность получить различные свойства бумаги. Данная процедура позволяет сделать волокна эластичными, более мягкими и пластичными. Также появляется «начес» в виде пуха. Это улучшает соединение волокон в бумажном листе. Также повышается способность волокон к удерживанию воды.
Чтобы получить целлюлозу, древесину варят в химическом растворе. В результате она становится прочной и белеет. В процессе получения целлюлозы на щепу древесины воздействуют кислотами или щелочами при их нагревании и повышенном давлении. Эти процессы проходят в огромных герметически закрытых котлах. В результате происходит разрушение лигнина, который попадает в раствор. В то же время древесина разделяется на волокна целлюлозы.
После варки целлюлозу отправляют в специальный бассейн для отмывания от варочной жидкости. После этого целлюлозу разделяют с помощью сепаратора на волокна и удаляют все механические загрязнения, например, сучки, песок. Во время центробежной сортировки целлюлозу очищают от плохо обработанных волокон и костры. После прохождения через центриклинер целлюлоза очищается окончательно от всех примесей и частично обезвоживается на сгустителях.
Бумажная масса представляет собой смесь из разных компонентов. Это вода, древесная масса, целлюлоза. Затем в смесь добавляют вещества для окраски, проклейки, а также улучшения свойств бумаги. К таким веществам относятся различные смолы, мел, каолин, крахмал, клей.
Благодаря проклейке бумага меньше впитывает жидкости, например, воду, чернила или типографскую краску. Также улучшаются ее физико-механические свойства. При этом в зависимости от степени проклейки обеспечивается определенная впитывающая способность разных видов бумаги.
Проклейка может быть поверхностной или по всей массе. В первом случае применяют крахмальный или животный клей, который наносят на поверхность бумаги. Обычно так проклеивают бумагу высшего сорта для картографических и чертежных предприятий, а также бумагу, на которой печатают различные документы.
Но многие виды бумаги проклеивают перед началом отлива листов, то есть по всей массе. Для этого используют гидрофобные вещества. В качестве основного гидрофобизующего вещества используется канифоль. Ее получают из смолы хвойных деревьев. Проклеивающие вещества представляют собой клеящие пасты. На предприятии их разбавляют водой для получения нужной концентрации. Такой клей имеет отличное качество и стабильные свойства.
После очистки бумажная масса направляется по конвейеру в машину больших размеров на проволочную сетку, которая все время движется. В результате этого происходит переплетение волокон и формирование полотна.На следующем этапе происходит прессование полотна. Его помещают между валами, которые позволяют убрать из материала влагу и уплотняют его.Далее наступает время сушки бумаги с помощью цилиндров, которые нагревает пар.
Далее полотно пропускают между валами, которые называются каландрами. Бумага после этой процедуры приобретает большую прочность и становится гладкой. Затем бумагу скручивают в рулоны и разрезают на небольшие части или на листы.
Перед каландром или за ним могут находиться устройства, которые выполняют мелование. Так называет процесс нанесения на бумагу специального покрытия из диоксида титана. Может применяться и каолин. После данной процедуры бумага становится гладкой. Также улучшаются ее печатные свойства.