Устройство бумагоделательной машины

Процесс производства бумаги осуществляется в бумагоделательных машинах, состоящих из двух технологических секций: влажной и сухой. Влажная зона включает сетки и прессы, сухая — сушильные устройства и каландры.

Во влажной зоне масса поступает в напорный ящик бумагоделательной машины. На этот момент она состоит из 99,5% воды и включает лишь 0,5% твердых составляющих. Из напорного ящика масса поступает на поверхность сеток — быстро движущихся и вибрирующих, ширина которых определяет ширину формируемого рулона бумаги. Ширина бумагоделательных машин составляет от трех до восьми и более метров.

При поступлении массы на сетку вода из нее удаляется с помощью ряда выступающих пластин и всасывающих ящиков. После удаления излишков воды, в результате быстрого перемещения сетки и ее вибрации, волокна, переплетаясь сцепляются вместе. Они имеют тенденцию выстраиваться в направлении продвижения бумажной массы, отчего полотно приобретает такую характеристику, как направление волокон или машинное направление.

В конце сеточной секции находится ровнитель. Его назначение состоит в сжатии и сглаживании волокон, а также в том, чтобы задать нужный узор бумаге. Стандартные ровнительные валики (эгутеры) имеют поверхность со структурой типа тканевого плетения. Эгутеры также используются для создания на бумаге водяных знаков, линий верже.

Бумага, изготавливаемая на двухсеточных машинах, может иметь различную по характеристикам поверхность с разных сторон и называется «двусторонней». Двухслойное полотно получают путем наложения полотен друг на друга в прессовой секции. Многоуровневый головной ящик позволяет одновременно подавать в машину даже три слоя влажной массы один за другим, чтобы сформировать трехслойное полотно.

После сетки полотно приглаживается гауч-валом, а затем проходит через ряд шерстяных сукон и направляется в прессовую секцию. Она состоит из ряда пар цилиндрических валиков, которые выжимают остатки воды из полотна по мере прохождения бумаги между ними. Содержание воды на этом этапе составляет около 80%.

После прессовой секции бумажное полотно поступает в сухую зону бумагоделательной машины — протяженный ряд барабанов с паровым нагревом. В барабанах за счет сжатия и нагрева происходит последовательная сушка полотна. В средней части секции сушки обычно имеется проклеивающий пресс — устройство, осуществляющее покрытие поверхности бумаги путем нанесения аэрозольного слоя или погружением полотна в пропиточную ванну. Этот процесс носит название поверхностного или внешнего проклеивания, применяется в дополнение к внутреннему, придает бумаге стойкость к проникновению воды, а также увеличивает ее внешнюю жесткость. Чаще всего для проклеивания поверхности используется крахмал.

Покрытие может осуществляться и вне бумагоделательной машины для получения плотной бумаги с покрытием, матовой или глянцевой мелованной бумаги. В любом случае смесь, используемая для покрытия, представляет собой каолин или карбонат кальция в суспензии с жидкими синтетическими смолами. Бумага, на которую наносится покрытие, называется бумагой-основой.

Полотно проходит через последнюю группу цилиндров сушки, а затем поступает в каландры. Каландры — группа cmcuibHbLx горизонтальных валиков с хорошо отполированной поверхностью. Регулируя степень давления валиков, можно получать более гладкую или более шероховатую поверхность бумаги.

При производстве бумаги с гладкой поверхностью, пригодной для печати растровых изображений с мелкими штрихами или полноцвета, вместо поверхностной проклейки вкупе с дальнейшим каландрированием может быть использовано суперкаландрирование, при котором осуществляется полировка поверхности бумаги до блеска.

Готовый рулон пропускается через группу суперкаландров, состоящую примерно из 12 вертикальных роликов, которые за счет трения и давления осуществляют полировку поверхности бумаги^[1]. Группа суперкаландров в линии по производству бумаги может отсутствовать, и тогда при этом получается шероховатая бумага или бумага с умеренной гладкостью.

Окончательный вид отделки бумаги определяется типом пигмента покровного слоя, методом его нанесения и степенью каландрирования. Плотная бумага с покрытием почти не подвергается каландрированию. Матовая и глянцевая художественная бумага пропускается через секцию суперкаландрирования, а ее поверхность тщательно полируется для придания равномерного рассеяния света для матовой бумаги, блестящего и зеркального — для глянцевой.

На завершающей стадии процесса большой рулон («тамбур») в конце линии перематывается и нарезается на рулоны меньшего размера. В зависимости от типа бумагоделательной машины «тамбур» может иметь ширину от 2,5 до 9 м и длину в несколько километров. Обычно вес большого рулона составляет около 20 тонн, что соответствует часовой производительности машины.

Бумагу перематывают на более узкие рулоны в зависимости от форматов листов. Фабрики компонуют заказы так, чтобы сумма ширин малых рулонов была максимально близка к ширине «тамбура» во избежание получения остатка — рулона нестандартного узкого формата, называемого «спутником».

Если необходимо получить листовую бумагу, рулоны отправляются в цех раскроя или на другое специализированное предприятие. Нарезка листов выполняется на высокоточных режущих станках. После нарезки листы собираются в стопы и упаковываются.

Таким образом, уже в ходе изготовления полуфабрикатов и самого процесса отлива бумаги задаются основные качества и характеристики бумажного полотна. Специфика изготовления, состав и свойства определяются видом бумаги, ее целевым назначением, потребительскими и пользовательскими качествами. Учет особенностей готового бумажного полотна определяет трудоемкость производственных операций, а также стоимость конечного продукта.

• [1] Наиболее современные фабрики оснащают «Янус-каландрами», которые в отличие от суперкаландров позволяют регулировать усилие прижима каждого вала, а каждый вал покрыт пластиком, что делает каландрирование более мягким.