Общая характеристика картонов


ПРОИЗВОДСТВО ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ ТИПА КАРТОНОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАРТОНОВ

Искусственная кожа типа картонов представляет собой листовой материал с поверхностной плотностью свыше 250 г/м2, состоящий из волокон различной природы, связанных между собой адсорбционными силами, а также связующим.

В  зависимости  от  назначения  различают   материалы   для обуви    (стельки,   полустельки,   задники,   простилка,   геленки, платформы), для галантерейных изделий, для чемоданов и др. Обычно такую искусственную кожу называют просто картоном, для этих же целей выпускают стелечный целлюлозный материал (СЦМ), копролон и др.

По способу получения различают картоны многослойного и однослойного отлива – картоны мокрого способа производства; картон, полученный по типу нетканых волокнистых материалов – картон сухого способа производства. Все материалы, полученные мокрым способом производства с использованием связующего, получают способом проклеивания.    

Картоны однослойного отлива выпускаются марок С-1—для стелек и полустелек и 3-1 —для задников, П-1 —для простилок. Картоны многослойного отлива выпускаются марок С-2 —для стелек и полустелек, 3-2 — для задников, П-2 и П-3 — для про­стилок, ПЛ — для платформ, ГЛ—для геленков.

СЦМ выпускают методом однослойного отлива предвари­тельно   проклеенных   волокон   на   длинносеточных   машинах.

Импортные целлюлозные материалы: тексон, бонтекс, сайфекс, бостел, целстеллен и др. Некоторые из них, например тексон, получают пропиткой сформированной волокнистой папки или листа синтетическими латексами. СЦМ обладает большой прочностью, отличается хорошей пористостью, отсут­ствием усадки при увлажнении и нагревании, высокой паропро-ницаемостью, сорбцией и десорбцией влаги. Истираемость цел­люлозных материалов несколько ниже, чем у картонов, и зна­чительно снижается после действия влаги. Свойства картона определяются, с одной стороны, качеством и пространственным переплетением элементов волокнистой сетки, зависящим от свойств и способов обработки исходных волокон, метода от­лива, структуры проклейки, а с другой стороны — прочностью, структурой и склеивающей способностью проклеивающих ве­ществ, зависящих от свойств исходных проклеивающих мате­риалов, от активности и величины удельной поверхности воло­кон, от технологии изготовления картона.

Свойства картонов во многом определяются характером и структурой волокнистой связи, а те в свою очередь — количе­ством, качеством и способом введения проклеивающих веществ. Для обеспечения повышенных физико-механических и гигиени­ческих свойств картонов волокнистая связь должна представ­лять подвижную непрерывную пространственную структуру с взаимно пронизывающими сетками волокон и проклеиваю­щего материала. Эти сетки непрерывны и связаны силами адге­зии. Количество проклеивающих агентов зависит от назначения картона, характера волокон и способа проклеивания. При со­держании проклеивающих веществ в картоне до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. волокнистой композиции непрерывная сетка не обра­зуется, а в отдельных частях системы наблюдаются тяжи; при содержании проклеивающих больше 35 мас. ч. сетка волокон нарушается, так как отдельные волоконца изолированы друг от друга связующим. При использовании латексов оптималь­ным считается  содержание 25—30 мас. ч. проклеивающих на 100 мас. ч. волокна. С увеличением содержания проклеивающих веществ увеличивается предел прочности при растяжении, уменьшаются истираемость, намокание, гигроскопичность и паропроницаемость (таблица 1).

 

Таблица 1.  Зависимость свойств картонов от содержания латекса

 

Содержание латекса, масс. ч. На 100 мас. ч. волокнистой композиции

Предел прочности (во влаж-ном сос-тоянии), МПа

Истирае-мость, мм/мин

Намокае-  мость, %

Гигроско-пичность за 16 ч, %

Паропро-ницаемость,

Мг/(см2*ч)

10

3,4

3,5

48

9,1

4,0

30

12,4

0,8

28

7,0

2,76

50

16,8

0,2

12

5,0

1,72

 

Обувные картоны однослойного и многослойного отлива не­одинаковы по свойствам: у первых вследствие дезориентиро­ванного расположения волокон в листе или полотне картона свойства во всех направлениях одинаковы, а у вторых показа­тели свойств в направлении движения полотна картона (ма­шинное направление) значительно отличаются от тех же свойств в поперечном (взаимно перпендикулярном машинному) на­правлении. Картон однослойного отлива более стоек к много­кратному изгибу и истиранию, чем картон многослойного от­лива, так как в нем прочность сцепления волокон монолитного слоя и их взаимное переплетение значительно выше и обуслов­ливается лишь прочностью сцепления поверхностей отдельных элементарных слоев, что приводит к более свободному переме­щению отдельных волокон при деформации. Картоны много­слойного отлива отличаются большей жесткостью по сравнению с картонами однослойного отлива. В связи с разницей в свой­ствах картон однослойного отлива следует использовать для стелек, простилок, геленков, т. е. для деталей, работающих на многократный изгиб, а многослойного, отлива — например, для задников, которые в меньшей мере подвергаются многократному изгибу и скатываемости.

Требования, предъявляемые к картонам для стелек и задни­ков, не одинаковы. Стелька при эксплуатации работает на из­гиб, сжатие, истирание, она непосредственно соприкасается со стопой и должна сорбировать влагу  (пот), выделяемую ногой при носке обуви. Человек при ходьбе выделяет стопой в среднем в час 8 г пота. Эта влага должна удаляться из межобув- ного пространства (около 65—70 % через верх, 10—15 % через неплотности обуви, 15—20% через стельку). Поглощенная влага должна легко удаляться при сушке, поэтому стелечные мате­риалы должны быть пористыми и обладать сорбционными свой­ствами. Многократный изгиб при носке требует, чтобы стелька  обладала повышенной эластичностью и гибкостью, хорошим со­противлением скатываемости в мокром состоянии, стойкостью к действию влаги. Картоны для задников должны обладать повышенной формоустойчивостью, упругостью, сопротивлением истиранию, стойкостью к оседанию при носке, сохранять раз­меры и форму после намокания. Некоторые свойства материалов для стелек и задников приведены в таблицах 2 и 3.

 

Таблица 2. Свойства материалов для стелек

 

Показатель

СЦМ

Тексон (по результатам

лабораторных испытаний)

Копролон из разволок-ненного коллагена

«Сухой» картон

Кожматол

Натуральная кожа

1

2

3

4

5

6

7

Предел прочности при растяжении во влажном состоянии, МПа

7

9

6

16

8,6

2,5

Относительное удлинение в сухом состоянии мм/мин, не более

15

18

16

43

23

21

 

Продолжение таблицы 2

 

1

2

3

4

5

6

7

Истираемость во влажном состоянии, мм/мин, не более

1,0

0,2

1,0

1,5г/мин

0,02 г/мин

Жесткость, МПа, не более

2,0

1,1

1,5

1,2

Намокаемость,%, не более

60

72

60

60

25

43,0

Паропроницаемость, мг/(см2*ч)

2,8-3,9

4,4

3,62

3,34

0,37

3,8

Гигроскопичность за 16 ч, %

5,0

10,9

4,35

10,16

Влагоотдача за 8 ч, %, не менее

2,5

6,8

4,15

10,16

 

Стоимость картонов зависит от используемого сырья и ма­териалов, способа получения, однако картоны однослойного от­лива стоят дороже, чем картоны многослойного отлива.

Особенностью производства картонов является длительность технологического цикла, разнообразие и нестабильность сырья и материалов, трудность автоматизации процессов, использование большого количества воды для получения картонов мокрым способом.

 

Таблица 3. Свойства материалов и задников

 

Показатель

Кожкартон

Искусственный стелечный полувал

Спецкартон

Натуральная кожа

1

2

3

4

5

Предел прочности при растяжении, МПа:

 

 

 

 

В сухом состоянии

22-35

9-11

3,1-5,2

15-25

В мокром состоянии (среднее по двум направлениям)

7,5-15

6-7

7,5-1,0

16-34

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 3

 

1

2

3

4

5

Относительное удлинение в сухом состоянии, % (среднее по двум направ-лениям)

14-25

25-35

9-19

19-26

Жесткость, МПа (среднее по двум нап-равлениям)

0,65-1,0

0,30-0,45

     0,8-1,25

0,9-1,1

Намокаемость за 24 ч, %

25-35

25-40

35-45

40-50

Скатываемость после 24 ч намокания, мм/мин (среднее по двум направ-лениям)

0,7-2,1

0,03-0,07

1,3-2,7

Не скатывается

 

 

В перспективе для повышения качества обувных картонов предполагается выпуск картонов однослойного отлива, СЦМ, использование в композиции кожевенных волокон сухого по­мола, использование додубливания и жирования картонов, от­делка картонов лицевой пленкой, печатью, а также нанесение на картон термопластичной клеевой пленки, исключающей ис­пользование клея в производстве обуви и образующей прочное сцепление деталей обуви при формовании на колодке.

 

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ КАРТОНОВ

Для совершенствования процессов получения кар­тонов, улучшения их качества и увеличения выпуска предпола­гается объединение процессов отлива, сушки, отделки в непре­рывную линию, увеличение скорости обезвоживания путем использования в рецепте целлюлозы, волокон сухого метода по­мола и др. Для экономии сырья, материалов, воды необходимо регенерирование отходов производства и максимальное сниже­ние расхода воды на 1 т готовой продукции.

Получение картонов на длинносеточных машинах

          Для увеличения производительности и улучшения условий труда, повышения качества продукции при выпуске кар­тонов однослойного отлива операции формования, удаления влаги, сушки объединены в непрерывный процесс с использо­ванием длинносеточных машин. Отечественной промышлен­ностью выпускаются длинносеточные машины ИК-3 (с левым приводом) и ИКП-3 (с правым приводом). Схема длинносеточной машины ИК-3 приведена на рисунке 1.

Кожевенная масса концентрации 4—5 % подается в один из машинных бассейнов, куда одновременно поступает латекс ДВХБ-70 для проклеивания массы. В бассейне масса переме­шивается циркуляционным устройством и подается в напускное устройство, из которого равномерно по ширине машины масса вытекает на движущуюся сетку сеточного стола.

Напускное устройство сварной конструкции из нержавеющей стали состоит из лабиринтного канала со шнековыми мешал­ками и расширяющегося желоба. Лабиринтный канал имеет постоянный уклон по ходу массы — каскадный слив 2. Рас­ширяющийся желоб шарнирно опирается цапфами на стойки, закрепленные на сеточном столе 3. На стойках закреплен слив­ной козырек с резиновым фартуком.

Тип сеточного стола — горизонтальный с нижней и верхней сетками. Машина имеет регистровые валики, 16 отсасывающих ящиков с шестью приводными валиками в каждом, пластинча­тый перфорированный конвейер, форпрессовую часть 4 и гауч-пресс 5 с двумя отсасывающими валами. В сеточной части машины происходит формирование полотна и частичное его обезвоживание. Сухость полотна на гауч-прессе доводится до 28%.

   

Неразборный сеточный стол стационарного типа предназна­чен для работы со сшивными сетками. В начале сеточного стола установлены два грудных вала с покрытием на основе эпоксид­ной смолы. Регистровая часть машины состоит из 5 валиков диаметром 168 мм. Процессу формования полотна способствует установка выравнивателей массы. Вертикальное и поперечное колебания линеек вызывает колебание массы, способствующее выравниванию состава массы и улучшению свойлачивания по­лотна. Для ограничения потока массы по ширине служат два деккельных ремня. Обезвоживание происходит на 16 отсасы­вающих ящиках под действием вакуума, величина которого регулируется в каждом ящике отдельно в пределах 66—666 ГПа. Величина вакуума по ходу полотна возрастает.

Для уменьшения нагрузки на сетку от вакуума в зоне отса­сывающих ящиков установлен пластинчатый конвейер, который собирается из латунных перфорированных листов, соединенных шарнирно. Верхняя ветвь опирается на приводные ремни ва­ликов отсасывающих ящиков и поддерживающие валики се­точного стола, нижняя ветвь — на 51 поддерживающий валик сеточного стола, из которых два приводных. Для увеличения сцепления между валиками и конвейером установлены два при-

жимных валика диаметром 320 мм с пневмоприжимом. Дальнейшее обезвоживание полотна искусственной кожи производится путем мягкого прессования на формопрессах между парами валиков, которые охвачены сетками. Нижняя сетка проходит через всю сеточную часть, а верхняя охватывает только форпрессовую часть сеточного стола.

Форпрессовая часть состоит из восьми верхних прижимных и восьми нижних приводных валов. На каждом верхнем валу установлено по две пневмокамеры, предназначенные для обез­воживания и прижима вала. Расстояние между верхним и ниж­ним валами от первого форпресса до последнего постепенно уменьшается. Клин, образованный верхней и нижней сетками, способствует лучшему обезвоживанию полотна. Для отсасыва­ния отжимаемой воды на каждом форпрессе установлены отса­сывающие шаберы. Для промывки и очистки нижней и верх­ней сеток служат спрыскное устройство и щетки.

Гауч-пресс осуществляет обезвоживание путем прессования и отсоса воды под действием вакуума в отсасывающих камерах валов. Гауч-пресс состоит из двух однокамерных отсасывающих валов, расположенных друг над другом. Величина линейного давления до 2,5 МПа, величина вакуума до 1013 ГПа. Ширина зоны отсоса — 100 мм, длина регулируется. Вода, удаляемая на сеточном столе, самотеком поступает по подсеточной ванне в сборник оборотных вод. Прессовая часть состоит из трех пря­мых прессов: первый — отсасывающий, остальные — обычные. Все прессы имеют верхние и нижние сукна, назначение кото­рых— удаление воды, транспортирование полотна и создание эластичного прижима в момент прессования.

Сухость полотна после прессовой части — 35%. Отсасываю­щий вал состоит из вращающейся перфорированной рубашки, внутри которой находится неподвижная отсасывающая камера с пневмокамерой.

На каждом сукне установлены по две трубчатые сукномойки. Перед сукномойками находятся круглые вращающиеся щетки и по два спрыскных устройства для промывки обеих сторон сукна. К ним подается чистая теплая вода.

Отжатая на прессах вода стекает в корыта, расположенные под каждым прессом, а оттуда самотеком удаляется в канали­зацию.

Полотно картона после прессовой части по наклонному кон­вейеру подается в сушильную часть машины, где сухость по­лотна достигает заданной величины — не менее 89 %.

В сушильной части, помимо удаления влаги, происходит рас­плавление проклеивающего вещества, которое равномерно рас­пределяется по поверхности волокон и между ними и цементи­рует их в общую массу. В процессе сушки поверхность волокон покрывается непрерывной пленкой гидрофобного вещества. Кон­структивно сушильная часть представляет собой шкаф, на каркасе которого крепятся все узлы и механизмы. Внутри шкафа в три яруса располагаются горизонтальные сеточные конвейеры. Опорой для полотна картона служит металлическая сетка. Полотно картона в процессе сушки движется  по конвейеру сначала верхнего яруса, затем среднего и нижнего. Перемещение полотна с конвейера на конвейер в пределах среднего и нижнего ярусов происходит по лоткам. Сушка полотна производится горячим воздухом, циркуляция создается центробежным вентилятором; нагрев воздуха осуществляется в калориферах паром высокого давления. Во избежание колебаний сухости по ширине полотна картона каждый ярус разбит на пять зон. В каждой зоне осуществляется свой нагрев и циркуляция воздуха в смежных зонах противоположное. Температурный режим сушки поддерживается с помощью автоматического дистанционного управления с пульта.   

Разделение сушилки на три яруса дает возможность созда­ния разных режимов сушки в верхнем, среднем и нижнем яру­сах. Свежий воздух в количестве 13100 кг/ч за счет разрежения в зоне сушки, создаваемого вытяжным вентилятором, поступает в нижний ярус сушилки с температурой 26°С, затем смешива­ется с общим потоком горячего воздуха, проходит через кало­риферы, нагревается до 120 °С и циркулирует в нижнем ярусе. Затем отработанный воздух перетекает в средний и далее в верхний ярус. Количество удаляемого воздуха постоянно и мо­жет регулироваться с помощью встроенных клапанов. Машина может работать в двух режимах сушки: первый — начальная и конечная температура сушки 120 °С, второй — начальная тем­пература в верхнем ярусе 90 °С, в среднем и нижнем — 70 °С. После сушки материал каландруется и в листах или рулонах (по согласованию с заказчиком) упаковывается.

 Получение картонов с использованием волокна

«сухого» помола

При производстве картонов с использованием во­локна, размол которого проводится в водной среде, на получение 1 т картона расходуется в среднем от 300 до 800 м3 воды. Для сокращения потребления воды на производство картонов используют волокно, размол которого проводится в воздушной среде, т. е. волокно «сухого» метода помола. Его использование возможно по двум направлениям: обводнение в гидропульперах или специальных устройствах, при этом снижается показа­тель жесткости картонов, либо получение картона по методу технологии нетканых материалов («сухой» картон) с последую­щей пропиткой сформированного холста латексом или цементи­рованием его термопластичным волокном, введенным в волокнистую композицию. Для получения «сухого» картона можно использовать композицию, состоящую из 40 мас. ч. кожевенных волокон, 20 мас. ч. вискозных волокон и 40 мас. ч. полиэтиленовых  волокон.

Вместо полиэтиленовых волокон можно использовать любое другое термоусадочное  волокно, например, ПВХ. В последнем случае состав смеси волокон следующий: 25 % вискозного во­локна; 25 % ПВХ-волокна; 50 % кожевенных волокон. Вискоз­ное волокно добавляется в композицию для улучшения его фи­зико-механических свойств, полиэтиленовое волокно является термоплавким и при тепловой обработке подплавляется и скреп­ляет отдельные волоконца, придавая холсту прочность при со­хранении достаточной пористости. После размола кожевенных волокон и разрыхления химических волокон их дозируют и сме­шивают на щипально-замасливающей машине, затем форми­руют холст на холстообразующей машине, иглопрокалывают (плотность прокалывания около 360 проколов на 1 см2). При иглопрокалывании происходит свойлачивание и упрочнение хол­ста. Завершаются эти операции в термоусадочной камере. Тем­пература в камере от 100 до 130 °С в зависимости от вида тер­моусадочного волокна, продолжительность обработки около 1,5 мин. После термокамеры картон уплотняется на валках и приобретает гладкую поверхность и равномерную толщину. Такой картон обладает комплексом повышенных показателей гигиенических свойств. Преимуществами этого метода получе­ния картонов являются уменьшение трудоемкости, снижение энергозатрат, возможность передачи волокна пневмотранспор­том, легкость дозирования. При использовании волокна сухого помола в рецепте картонов мокрого помола можно снизить длину мокрой части длинносеточной машины, так как волокно сухого помола легче отдает влагу вследствие уменьшенной по­верхностной гидрофильности (около 500 вместо 1000 после ролла).

Стелечный целлюлозный материал

Стелечный целлюлозный материал (СЦМ) пред­ставляет собой материал, полученный из волокон облагорожен­ной целлюлозы и хромовой стружки, проклеенных хлоропреновыми латексами или смесями их с другими синтетическими латексами. СЦМ применяется для изготовления основной стельки в обуви при клеевой затяжке верха (клеевого и строчечно-клеевого методов крепления). Он отличается комплексом хороших физико-механических и гигиенических свойств: сорбция водяных паров у СЦМ за 16 ч достигает 5—8 %; паропроницаемость около 3,5 м/(см2-ч), намокаемость за’24 ч около 40 %.

СЦМ выпускают проклеенным неопреном или хлоропреновыми латексами ЛНТ-1 и Л-18, а также их смесью с ДВХБ-75. В рецепт СЦМ, кроме целлюлозы, добавляют до 30 % хромового

волокна для возможности его отлива на длинносеточной ма­шине. Около 8 % (в пересчете на массу абсолютно сухого ве­щества латекса) оксида цинка вводят для желатинизации хло-ропренового латекса. В табл. V.7 приводятся рецепты СЦМ.

 

 

 

Таблица 4 Рецепты, мас. ч. на 100 мас. ч. волокна, для выпуска СЦМ

 

Материал

Вариант рецепта

1

2

3

Целлюлоза сульфатная или сульфитная

70

70

70

Стружка кожевенная хромовая

27

30

30

Мокрая кромка от СЦМ

3

Латекс неопреон — 400

37

ЛНТ-1 или Л-18

45

25

ДВХБ-75

25

Концентрат сульфитно – дрожжевой барды(СДБ)

5

5

6

Сульфат аммония с 14 % содержания Al2O3

2,5

2,5

2,5

Белила цинковые

8,3

8,3

3,5

Краситель основной коричневый 4К

0,5

0,5

0,19

 

Размол волокнистого сырья проводят в гидропульпере и в ко­нических мельницах до 20—25° ШР для целлюлозы и 60—70° ШР для хромового волокна. При роспуске целлюлозы в гидропульпере туда подается оксид цинка. При концентрации волокна 3,0–4,0 % хромовое волокно дополнительно рафиниру­ется в конических мельницах и обрабатывается СДБ, градус помола при этом возрастает до 75—82° ШР. Проклеивание во­локнистой массы (концентрация около 1,2 %). проводят в бас­сейнах- или лабиринте длинносеточной машины,- куда для фик­сации латекса на волокне добавляется раствор сульфата алю­миния. Отлив и прессование проводят на длинносеточной ма­шине. Давление на прессах 0,3—1,0 МПа.

Обрезка кромок проводится перед сушкой полотна СЦМ. Сушку осуществляют сначала в горизонтальной сушилке при температуре по зонам: 1—90—120 °С, 2—80—ПО °С; 3— 80—100 °С; при этом влажность полотна около 30 %. Оконча­тельное удаление влаги проводится в барабанной сушилке при температуре 70—80 °С. После сушки материал подвергается от воложке и каландрованию.

Переработка отходов

Отходы картонов образуются как в процессе полу­чения листового и рулонного картона, так и при вырубке из листов картона различных деталей: стелек и задников, деталей кожгалантерейных изделий и др. Отходы в виде бракованных пластин и деталей, кромок, высечки, полученной при вырубке деталей, составляют около 25-35% от общего выпуска продукции. Высокая стоимость сырья (волокна, проклеивающие, жирующие вещества и др.) приводит к увеличению стоимости 1 т готовой продукции. Поэтому в рецепт обувных картонов добавляют около 10 % переработанных отходов, а некоторые виды картонов, например простилочный, тарный, вырабатывают только из картонных отходов.

В процессе переработки отходы измельчают, размалывают. Измельчение картонных отходов проводят в рубильных мель­ницах. Основная трудность при размоле связана с тем, что при получении картонов используют около 30 мас. ч. каучука на 100 мас. ч. волокон. Каучуковая составляющая образует в структуре картонов непрерывную пространственную сетку. Прочность на разрыв у этой сетки выше, чем у волокон, что приводит при размоле к разрыву не по каучуковой составляю­щей, а по волокну. Такой разрыв ведет к укорачиванию во­локон и, как следствие этого, к потере свойлачиваемости. С осо­бым трудом происходит размол картонов однослойного отлива, полученных на прессах Пашке, так как в этом случае наблюда­ется наилучшее свойлачивание. Свойства такого картона оди­наковы во всех направлениях, и разволокнение достигается труднее. Лучше всего разволокняются отходы картонов много­слойного отлива, потому что при их получении происходит ори­ентация волоконец в направлении движения непрерывного сукна или сетки и послойное наложение элементарных слоев друг на друга. Коэффициент равномерности, выраженный отношением показателей прочности в продольном и поперечном направле­ниях для картонов, полученных на прессах Пашке, равен при­мерно 1, на длинносеточных машинах — 0,7—0,8, а на пап-машинах — 0,3—0,5. Для лучшего разволокнения отходы кар­тонов однослойного отлива после измельчения подвергают набуханию в воде при температуре 60—80 °С в течение 30— 40 мин. Работами ВНИИПИКа показано, что размол отходов однослойного отлива (кожматола) целесообразно проводить на дисковых мельницах совместно с кожевенной вырубкой и хромо­вой стружкой при выпуске стелек или с отходами юфти при вы­пуске задников; При этом отходы равномерно распределяются по всему объему размалываемого сырья и размол проходит в более мягких условиях (градус помола сохраняется на уровне 60°ШР). При раздельном размоле градус помола отходов со­ставляет около 45° ШР, а кожевенной вырубки — 62° ШР, сни­жается также и содержание «гороха» с 2,0—3,0% (при раз­дельном размоле картонных отходов) до 1,5 % (при совместном размоле). При раздельном размоле отходов и кожевенной вырубки волокно мелкое, грубое, неравномерное, а при совмест­ном размоле — тонкое, пушистое, равномерное.  Схема переработки отходов картонов однослойного отлива представлена на рисунке 2.

При переработке отходов СЦМ размол целесообразно про­водить на размалывающем оборудовании для размола хромо­вой обрезки — дисковых мельницах. При этом получают очень мелкое волокно

 

 

                               

   Рисунок 2. Схема перера­ботки отходов картонов однослойного отлива:

1 — конвейер; 2 — рубильная мельница; 3 — питатель-до­затор; 4 — шнековый пита­тель; б — дисковая мель­ница H-Z8; 6 — гидропульпер; 7 — дисковая мельница H-Z10; 8 — бассейн-накопи­тель

 

 (волокнистый порошок), а также отдельные пленки каучука и неразволокненные кусочки СЦМ. Целесооб­разно введение такого волокна в композицию простилочного и тарного картона. В композиции СЦМ отходы не должны составлять более 10 %, так как это ухудшает физико-механиче­ские свойства материала. Схема переработки отходов СЦМ представлена на рисунке 3.

                              

 

Рисунок 3. Схема перера­ботки отходов  СЦМ:

1—конвейер;2—рубильная мельница; 3 пита­тель-дозатор;4—шнековый
питатель;   5 — дисковая мельница первой ступени размола; 6 — дисковая мель­ница второй ступени раз­мола; 7— бассейн-накопи­тель

Очистка сточных вод

В производстве картонов расходуют до 80 % воды, потребляемой всеми предприятиями «Союзпромискож». Вода используется практически на всех технологических операциях: размоле, разбавлении массы в гидроразбивателях, конических и дисковых мельницах, в бассейнах при составлении компози­ции, при сушке, отволожке, при промывке сукон и сеток, охлаж­дении мешалок, каландра, для хозяйственных нужд.  Большое количество воды идет на приготовление растворов квасцов, кра­сителя , стабилизующих агентов, дисперсий и эмульсий, проклеи­вающих веществ и др. Независимо от того, каким способом по­лучают картон, сточные воды принято делить на три основные категории: подсеточные, спрысковые, воды, идущие на охлаждение технологического оборудования.

К подсеточным водам относят воду, полученную при обезво­живании массы в мокрой и прессовой части длинносеточной ма­шины, воду, отводимую из цилиндра пап-машины. Эта вода содержит большое количество волокна, проклеивающих веществ и других компонентов композиции и составляет около 30 % всей воды, расходуемой при выработке 1 т картона.

К спрысковым водам относится вода, расходуемая на про­мывку сукон, сетки. Эта вода составляет около 60 % от всей воды, потребляемой для выпуска 1 т картона.

К водам, расходуемым на охлаждение технологического обо­рудования, относится вода, используемая для охлаждения под­шипников в конических и дисковых мельницах, мешалок, ка­ландра и др. Доля этой воды самая небольшая в общем объеме воды, потребляемой в производстве картонов, и составляет около 10 %.

От 50 до 70 % этих вод вновь возвращается в производ­ство в виде оборотной воды. Она используется для разбавления волокнистой массы, спрыска сеток, подливается в вакуум-на­сосы, расходуется на мытье полов в помещениях, промывку сырья. Наиболее богатая волокном и другими компонентами вода отводится из регистровой части машины или сеточного ци­линдра. Эта вода используется обычно для разбавления массы -до рабочей концентрации перед отливом. Более бедная волок­ном, проклеивающими и другими компонентами вода, посту­пающая с отсасывающих ящиков, гауч-вала, мокрых прессов, от спрыскных устройств сеток используется в гидропульперах. Избыток этой воды поступает для осветления на специальные ловушки, где улавливается волокно и другие компоненты. Ос­ветленная вода используется для спрыска сеток, а задержанное волокно направляется в композиционный бассейн. Вода после узлоловителей, очистителей, сукномоек в виде оборотной прак­тически не используется, такую воду осветляют и направляют в сток. Сточные воды попадают в водоемы. По требованиям са­нитарного и рыбного надзора в сток можно направлять лишь ту воду, которая прошла тщательную очистку на очистных со­оружениях. Для окисления органических веществ, попавших в водоемы со сточными водами, требуется много кислорода, столь необходимого для жизнедеятельности живых организмов.

Существует понятие «биологическая потребность в кисло­роде» (БПК), т. е. количество кислорода, потребляемое органи­ческими веществами при окислении. БПК по правилам санитарного и рыбного надзора при спуске вод в водоемы должна быть не более 2—3 мг/л, а содержание кислорода в воде не менее 4 мг/л. БПК определяется за 5 суток (БГЖб). Считается, что за этот промежуток времени происходит почти полное окис­ление органических веществ, неокисленными остаются только трудно и медленно окисляемые вещества. Полная биологиче­ская потребность в кислороде определяется за 20 суток -(БПКм).

Для очистки сточных вод используют три метода: седимен-тационный, флотационный и фильтрационный, с помощью кото­рых улавливают от 1 до 3 % волокна. Седиментационный метод основан на разделении воды и волокна за счет оседания послед­него под действием собственной тяжести. Для этого используют специальные отстойники, которые занимают очень много места, так как процесс разделения, седиментации, протекает очень медленно.

Флотационный способ основан на использовании специаль­ных добавок — флокулянтов, которые агрегируют волокно; при подаче воздуха агрегированные частицы всплывают. Этот спо­соб требует меньше площади для размещения оборудования, так как процесс флотации протекает достаточно быстро.

Фильтрационный способ основан на отделении волокон от воды путем задерживания их сеткой, сукном или волокнистым слоем. Для фильтрации используют сгустители, ловушки с сук—ном, вакуум-фильтры, цилиндрические и дисковые фильтры с фильтрующим слоем. Основной недостаток этого способа — быстрое загрязнение фильтров мелким волокном.

Расход воды на тонну готового картона можно снизить с 200—500 м3 до 60—70 м3 благодаря использованию замкнутой системы водоснабжения и применению осветленной и очищен­ной воды в производстве. Ниже приведена схема использования отработанной воды при формировании листа картона на длинно-сеточной машине (ДСМ). Подсеточная и спрысковая вода очи­щается на фильтрах «Вако» и в горизонтальном отстойнике, смешивается со свежей водой и используется практически на всех технологических операциях.

Теоретически предприятия, выпускающие картоны, могли бы совсем не использовать свежей воды на производство готовой продукции, так как сырье, поступающее в производство, содер­жит очень много влаги: хромовая стружка до 70, вырубка ко­жевенная до 16, латекс до 75, а готовая продукция лишь 8—12%.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА КАРТОНОВ

Основными технологическими процессами произ­водства картонов являются: сортировка, измельчение и размол, приготовление проклеивающих и вспомогательных веществ, проклеивание волокнистой массы, отлив (формование листа), сушка, отделка, сортировка.

1. Размол, очистка и проклеивание волокнистой массы

При выборе той или иной технологической схемы измельчения и размола предпочтение следует отдавать непре­рывным процессам, что дает возможность значительно улуч­шить условия труда, максимально’ его механизировать и авто­матизировать и тем самым приводит к повышению качества продукции.

Macca, поступающая на проклеивание, должна быть очи­щена от примесей и посторонних включений. Такими вклю­чениями   могут   быть   кусочки   металла,   песок,   неразмолотые волокна, пучки, узелки, которые, попадая в массу, снижают каче­ство картонов, а также срок эксплуатации оборудования. Ме­таллические включения и песок, задерживаясь в крышках отса­сывающих (сосудных) ящиков при однослойном отливе, приво­дят в быстрому износу сеток за счет трения металла или песка о сетку. При попадании металла, песка, волокнистых включений в сетку цилиндра пап-машины нарушается равномерность отло­жения элементарного слоя, он становится прерывным, а это при­водит к снижению качества продукции.

Для очистки волокнистой массы используют специальные устройства: узлоловители, очистители, песочницы.

                      

        Рисунок 1 . Песочница                                 


 Очистка от крупных посторонних включений производится на песочнице. Песочница представляет собой бетонный, железобетонный или деревянный желоб (рис. 1), в дно которого вмонтировано множество поперечных планок (перегородок), задерживающих посторонние примеси. Для очистки песочницы в дне желоба имеются специальные клапаны. Сечение желоба обычно прямоугольное с высотой стенок около 350 мм, высота планки 60-100 мм с небольшим наклоном против движения массы. Длина желобов достигает 10-12 м, поэтому, чтобы сократить длину, их делают двух-, трех- и четырехходовыми. Скорость движения массы по песочнице около 10 м/мин. Песочницы устанавливают обычно около отливных машин.

Более мелкие твердые включения удаляют из массы на очистителях, которые по принципу действия бывают центробежные и вихревые.

  В центробежном очистителе под действием центробежных сил посторонние включения отбрасываются к стенкам, где за­держиваются специальными кольцевыми уступами. Масса в центробежный очиститель подается по трубе 1 (рис. 2) и попадает сразу на распределительную крыльчатку 3. Крыль­чатка, вращаясь со скоростью около 9 с-1, отбрасывает массу к стенкам внутреннего барабана 12. Оттуда через отверстие 4 она поступает в наружный барабан 11 и, постепенно поднимаясь вдоль его стенок, попадает через кольцевую щель в кольцевой приемный желоб 2, а затем на следующую операцию. Диаметр наружного барабана 11 больше, чем внутреннего 12, поэтому в уступах первого скапливаются более мелкие включения, чем в уступах второго. Включения из наружного барабана попа­дают через специальные отверстия 6 в наклонный кольцевой лоток 10 и затем в прямоугольный вертикальный карман для от­ходов 7. Центробежные очистители устанавливают чаще всего после гидропульпера или перед композиционным бассейном. Целесообразно

устанавливать два очистителя параллельно, так как очистка их от загрязнений производится 1-2 раза в сутки с остановом очистителя.

Отходы

Рисунок 2. Схема центробежного очистителя:

1— подводящая труба; 2 —кольцевой приемный желоб; 3—крыльчатка; 4 — от­верстия (окна) для прохода очищенной массы в наружный барабан; 5 — корпус; 6 — отверстия (окна) для выхода отходов; 7 — вертикальный карман для отходов; 8 — тормоз» для остановки очистителя; 9 — электродвигатель; 10кольцевой ло­ток; 11 — наружный барабан; 12 — внутренний барабан

Кроме центробежных, используют вихревые очистители. Удаление посторонних включений в них происходит также за счет центробежных сил. Используют вихревые очистители разных видов: центриклинеры, вортрапы, форжектоклинеры, циклоны 

                        Отходы

 

Рисунок 3. Схемы вихревого очистителя (а) и движения массы в очистителе (б).

1— патрубок для выхода массы; 2 — крышка; 3 —верхний конус; 4 — облицовка; 5 — средний конус; 6 — прокладка; 7 — нижний конус; 8 — ограждение насадки; 9насадка; 10 — отверстия;  11 — выход  очищенной  массы

 

и др. Наиболее широкое применение нашли конические вихре­вые очистители — центриклинеры. Конструкция очистителя по­зволяет удалять из волокнистой массы частицы большей и мень­шей плотности, чем само волокно. Масса на очистку поступает через специальные отверстия 10 (рис. 3) в верхний конус 3 под давлением 0,28—0,35 МПа, далее, передвигаясь по стенкам среднего 5 и нижнего 7 конусов по винтовой линии, она очищается от посторонних включений, которые попадают в насадку 9, а очищенная масса устремляется к центру очистителя нследствие образовавшейся там зоны разрежения. Очищенная масса движется снизу вверх винтообразно и через патрубок 1 отводится на следующую, операцию. Конусность очистителей составляет 5—10°.Удаление посторонних включений происходит через насадку 9 непрерывно: Недостатком вихревых очистите­лей является быстрое изнашивание насадок. Степень очистки массы в них выше, чем у центробежных. Для повышения сте­пени очистки следует выбирать вихревой очиститель макси­мально малых размеров, так как чем меньше его размеры, тем выше степень очистки, и максимально использовать его за­грузку. При неполной загрузке степень очистки снижается. Ре­комендуется при неполной загрузке пропускать через вихревой конусный очиститель часть очищенной массы.

Очистка массы от «гороха» и пучков волокон, оставшихся при размоле и образованных уже после размола, осуществля­ется в узлоловителях. Принцип действия узлоловителей основан па пропускании массы через отверстия, задерживающие узлы и «горох», которые снижают сортность картона, образуя бугры, вздутия; чаще всего такие листы отбраковывают при сорти­ровке. Узлоловители выпускают различной конструкции: плос­кие и цилиндрические. Цилиндрические разделяются на узлоло­вители с вибрирующей ванной и с вибрирующим цилиндром (барабаном).

Неочищенная масса в узлоловителях поступает либо в ци­линдр и после очистки в ванну, либо в ванну и после очистки в цилиндр. В узлоловителе с вибрирующей ванной неочищен­ная масса через напускной ящик 1 (рис. 4) по патрубку 2 по­дается в ванну 4. Вследствие вибрации ванны, а также разницы в уровнях массы в ванне 4 и цилиндре 3 масса непрерывно поступает через специальные прорези внутрь цилиндра. Обычно уровень массы в ванне на 50—140 мм выше уровня массы в ци­линдре. Ванна совершает около 300 колебаний в минуту с ам­плитудой 2—5 мм. Колебание осуществляет специальный экс­центриковый передаточный механизм 8, который деревянными пластинами 6 соединен с дном ванны, опирающейся на пружины 5. Узелки и комочки осаждаются на наружной стороне ци­линдра и по мере накопления смываются спрысковым механиз­мом 11. Крупные узелки накапливаются на дне ванны и удаля­ются через специальное отверстие. Для возможно меньшей потери волокна удаление крупных включений производят не­прерывно вместе с частью волокнистой массы и дополнительно очищают в вихревых очистителях или плоских узлоловителях.

Второй тип широко распространенных узлоловителей — узло­ловители закрытого типа с одним или двумя цилиндрическими неподвижными ситами. В верхнюю часть узлоловителя с одним ситом масса подается по специальному патрубку под напором, а оттуда попадает во внутреннюю часть сита 2, где и фильтруется, проходя через его стенки. Включения, отлагающиеся на отверстиях сита, считаются скребками-лопастями ротора 3. Скребки-лопасти расположены под углом 10º по ходу массы. Такой наклон способствует продвижению вниз цилиндра отфильтрованных узелков и включений. Зазор между сеткой и скребками

                             

                Рисунок 4. Схема узлоловителя с вибрирующей ванной.

1 — напускной ящик; 2 — патрубок для впуска массы; 3 — цилиндр; 4 — ванна; 5 — пружины;   6деревянные   пластины,   соединяющие    эксцентриковый   вал с ванной;  7 — отвод для отходов; 8 — механизм  колебания  ванны;  9 — шабер; 10желоб для узелков;  11— механизм  для  спрыска  сетки;   12корыто

 

устанавливается минимальный (от 0,5 до 1,4 мм) в зависимости от концентрации массы и диаметра отверстий сита. Очищенная масса поступает в кольцевое пространство между корпусом и ситом и отводится наружу, а отходы попа­дают в улиткообразный желоб 4, откуда удаляются непрерывно или периодически.

В узлоловитель с двумя неподвижными ситами 8 и 9 (рис 5), концентрично расположенными в корпусе 3, масса поступает через впускной патрубок 2 под давлением и пода­ется  в   верхнюю   часть   корпуса   3   по   касательной,   вследствие чего внутри корпуса она движется по касательной. Под действием центробежной силы более тяжелые пучки волокон и включения отбрасываются к стенкам камеры, опускаются вниз и через патрубок 10  попадают в грязевик. Масса, освобожден­ная от тяжелых частиц, переливается в пространство между двумя ситами 8 и 9. Под действием напора массы и движения ротора масса фильтруется через сита. После фильт-

                        

Рисунок 5. Общий вид (а) и схема (б) узлоловителя с двумя фильтрующими ситами

 

1— ротор; 2 —впускной патрубок; 3корпус; 4желоб для выхода очищенной массы; 5—желоб для отходов; 6 — основание; 7 — патрубок для отвода отходов; 8 — внутреннее сито; 9 — наружное сито; 10 — патрубок для отвода тяжелых включений

 

рования внутренним ситом она попадает в пространство между этим си­том и ротором, а после фильтрования наружным ситом — в пространство между наружным ситом и корпусом. Отфильтро­ванные потоки массы соединяются и отводятся через желоб 4 на следующую операцию. Отходы удаляются через патрубок 7.

 

Такие узлоловители наиболее эф­фективны, так как при одинаковой занимаемой площади у них выше степень очистки, потому что масса находится в постоянном контакте с ситами, а тяжелые включения уда­ляются цетробежной силой до по­дачи на фильтрующие сита.

Рисунок 6. Схема магнитного сепаратора для улавливания металлических частиц:

1 — перегородка; 2 — входное от­верстие; 3камера; 4—магнит; 5 — выходное отверстие

 

Обычно удаление металлических включений из волокнистого сырья проводят на стадии подготовки во­локон к размолу с помощью магнит­ных улавливателей, однако часть металлических включений прихо­дится удалять уже из суспензии во­локон. Для этих целей используют магнитные улавливатели (се­параторы). По принципу действия они бывают проточные, бара­банные и поверхностные. Проточный сепаратор для удаления металлических частиц улавливает их магнитом 4 (рис. 6), расположенным на дне, камеры 3. Масса подается в камеру 3 через патрубок 2 и, встречая перегородку 1, меняет направление движения под прямым углом, проходит над магнитом 4, где снова меняет направление под прямым углом, а

металлические включения задерживаются магнитом. Очищенная масса выхо­дит через патрубок 5.

В барабанных сепараторах масса для очистки попадает на магнитный барабан, вращающийся в желобе, по которому не­прерывно тонким слоем течет масса. Металлические включения притягиваются барабаном и удаляются из нее. Для уменьшения потери волокна барабан с приставшими к нему ^металлическими включениями постоянно омывается струей воды. Магнитное поле действует примерно на 2/з поверхности барабана, и, выйдя из этого поля, металлические части удаляются с поверхности барабана шабером.

Размолотая и очищенная масса поступает в бассейны-нако­пители. Число таких ‘бассейнов — не менее одного   на   каждый вид волокна. Из бассейнов –накопителей масса подается в композиционные бассейны. Чаще всего таких бассейнов бывает два: когда в одном готовится композиция, из другого она расходуется. Приготовление композиции проводят согласно рецепту. Для равномерного распределения волокон различной природы проводят перемещение композиции, поэтому композиционные бассейны имеют перемешивающиеся лопасти.

После тщательного перемешивания волокнистую массу про­клеивают каким-либо связующим для придания готовому кар­тону прочности в мокром состоянии. При проведении процесса проклеивания необходимо тщательно соблюдать технологиче­ские параметры: продолжительность, температуру, концентра­цию массы, рН среды. Продолжительность проклеивания свя­зана с композицией волокон. Известно, что хромовое волокно активнее сорбирует проклеивающие вещества, чем волокна синтанового дубления, поэтому при увеличении в композиции доли волокон синтанового дубления увеличивается продолжитель­ность проклеивания. Оно протекает при более низких рН, тре­бует больше коагулирующего агента во второй стадии.

Температура волокнистой массы не должна превышать 35 °С. Для равномерного распределения проклеивающих веществ сни­жают концентрацию волокнистой суспензии до 1,5—2 %, что практически исключает наличие в массе пучков волокон, а про­цесс ведут при минимальной концентрации проклеивающих (ла­текс— около 5%, битумная и канифольная дисперсия — около 40 г/л). Проклеивание считают законченным, если межволокон­ная жидкость совершенно прозрачна. Хорошо проклеенная масса должна быть однородна, качество проклеивания опреде­ляют агрегацией проклеенных волокон, а также просмотром под микроскопом отжатой от воды массы. Проклеенная масса поступает на формование — отлив.

2. Формование в производстве картонов

Под формованием в производстве картонов подра­зумевают процесс, представляющий собой объединение про­клеенной волокнистой массы в лист картона. Этот процесс на­зывают отливом. По способу формования различают картоны однослойного и многослойного отлива.

Отлив — процесс формования волокнистого слоя в резуль­тате фильтрации воды из водной суспензии волокна через ме­таллическую сетку. Формование картонов основано на свойстве волокон образовывать «свойлоченный», сплетенный слой при обезвоживании волокнистой массы на сетке. Вода проходит сквозь ячейки сетки, а волокна задерживаются и оседают на ее поверхности более или менее равномерным сплошным слоем. Оседая, волокна одновременно сплетаются между собой. Свойлачиванию способствует гибкость волокна, его длина и тонина.

Способность к обезвоживанию проклеенной массы определяется следующими факторами: природой волокна, степенью размола, количеством и видом проклеивающих веществ, характером среды (величина рН), поверхностной плотностью массы.

Показателем способности массы к обезвоживанию является градус помола. Чем ниже градус помола волокна, тем при прочих равных условиях выше скорость обезвоживания. Масса садкого (тощего) помола, содержащая большое количество укороченных волокон по сравнению с расщепленными, фибриллированными, быстро отдает воду. При жирном помоле преобладают фибриллированные волокна, они отлагаются на сетке плотным слоем, обезвоживание происходит труднее.  

Показатели качества картонов во многом зависят от спо­собности волокон «свойлачиваться». «Свойлачиваемость» обус­ловливается длиной, тониной, характером поверхности, концен­трацией массы при фильтровании ее на сетке. Чем ниже кон­центрация массы, тем более вероятно нахождение в ней во взвешенном состоянии не пучков волокон, а отдельных волоко­нец. В этом случае слой картона получается более равномерным по плотности и характеру сплетения. При однослойном отливе используют массу концентрацией 1,9—2,2%, при многослойном 0,2—0,3%. Большая концентрация массы при отливе однослой­ных картонов связана с тем, что формирование листа происхо­дит сразу по всей толщине, у волокон имеется потенциальная возможность к сплачиванию, т. е. расположению отдельных волоконец хаотично в горизонтальных и вертикальных плоско­стях под разными углами друг к другу.

При многослойном отливе лист картона формуется после­довательным наложением элементарных слоев друг на друга. Число слоев зависит от требуемой толщины готового картона, от марки, назначения, при этом масса элементарного слоя ко­леблется от 25—30 до 100—125 г/м2.

Процесс отлива и формования листа связан со многими фак­торами: свойствами волокон, связующего, наполнителей и дру­гих компонентов, входящих в композицию, гидравлическим ре­жимом, конструктивными особенностями и кинематическими параметрами машины.

В процессе отлива концентрация массы меняется: в начале процесса это текучая, подвижная жидкость, в конце — единая волокнистая масса неподвижной структуры, в которой невоз­можен процесс самопроизвольного перемещения твердых ча­стиц. Между волокнами и водой возникают связи, препятствую­щие ее самопроизвольному удалению из листа картона, по­этому при отливе используют принудительное удаление влаги из картонной массы (вакуум). Сформованный картонный лист или полотно по аналогии с бумажным можно представить себе как полидисперсную трехфазную систему, где роль дисперсион­ной среды выполняет вода,  роль твердой   дисперсной фазы — компоненты картонной массы, третьей фазой является Воздух, распределенный в первых двух фазах.

При формовании полотна или листа картона удаляется жид­кая фаза, которая состоит из связанной и свободной воды. Свя­занная вода удерживается адсорбционными силами на поверх­ности волокон за счет наличия у последних гидрофильных групп, она остается в листе картона после сушки в виде равновесной влаги в количестве 8—10 %. Свободная вода заполняет межво­локонное пространство массы, перемещается самопроизвольно и передает гидростатическое давление. По окончании самопро­извольного перемещения такая вода движется при приложении давления извне от слоев с большим давлением к слоям с мень­шим давлением.

Однослойный отлив

Однослойный отлив картона осуществляют на длинносеточных машинах, прессах Пашке, Мюллера. При однослой­ном отливе картонов на длинносеточной машине сначала идет обезвоживание на регистровой части без вакуума, а затем на отсасывающих ящиках, причем для меньшей потери мелкого волокна вакуум должен увеличиваться постепенно от 6,6 до 53 кПа.

Процесс обезвоживания на отсасывающих ящиках делится на два периода: в первом обезвоживание происходит за счет сжатия слоя массы при небольшом количестве просасываемого воздуха, во втором — за счет кинетической энергии воздуха, проходящего через поры полотна и вытесняющего из них воду. Процесс обезвоживания на отсасывающих ящиках зависит во многом от вязкости среды, снижение’ вязкости ускоряет процесс обезвоживания. Время обезвоживания массы при использова­нии отсасывающего ящика можно рассчитать по формуле

 

                                            τ = ln ,

 

где τ — время обезвоживания, с; Кс—константа, характеризующая сопро­тивление массы обезвоживанию, м2/(Н*с); µ — вязкость воды, Н*с/м2; х —масса абсолютно сухой волокнистой массы, кг/м2; Р — величина ваку­ума, Па; Ск и Сн — конечная и начальная сухость массы, кг/кг.

Чем медленнее идет процесс удаления влаги, тем прочнее пе­реплетаются отдельные волоконца между собой. При быстром обезвоживании волоконца оседают на сетке, не успев переплес­тись. Кроме того, при большой скорости обезвоживания увели­чиваются потери мелкого волокна, проклеивающих, красящих веществ, легко проходящих через сетку, пока на ней не отло­жился фильтрующий слой волокон. Некоторая часть волокон может расположиться перпендикулярно плоскости полотна, это уменьшает прочность и ухудшает внешний вид картонов.

Медленное обезвоживание в начале сеточной части машины способствует улучшению формирования полотна картона.

Проклеенная масса поступает по напускному устройству – специальному желобу на непрерывную сетку машины. По краям сетки устанавливаются плотно прижатые к ней деккельные ремни, ограничивающие ширину полотна картона. Толщина слоя массы зависит от марки картона, от концентрации массы и колеблется для разных видов от 50 до 90 мм. Равномерность уровня массы на сетке обеспечивается каскадным сливом, сливным козырьком и фартуком и бегунковым выравнивателем массы. На длинносетчатой машине ИК – 3 устанавливаются две линейки, совершающие возвратно – поступательное движение. Вертикальное и горизонтальное колебание линеек вызывает колебание массы, способствующее выравниванию ее состава: происходит разбивание «хлопьев» в окончательно несформировавшемся полотне и улучшение свойлачивания полотна. Для сохранения строго горизонтального положения сетки под ней устанавливается специальный поддерживающий конвейер. Скорости движения сетки и конвейера синхронизированы. Под конвейером и сеткой располагаются грудной вал и гладкие регистровые валики, обычно покрытые слоем эпоксидной смолы. На регистровой части удаление влаги происходит самопроизвольно. Вначале на сетке осаждаются более крупные волокна, образуя рыхлый слой –сетку из волокон, а затем между сеткой крупных волокон распределяются более мелкие. После регистровой части слой массы попадает на отсасывающие ящики, вакуум в которых постепенно увеличивается. Сухость полотна после сеточной части около 25-30%. 

Отливная часть прессов Пашке и Мюллера одинакова. Она состоит из форматного ящика,’установленного на бесконечной сетке,   под форматным    ящиком   расположены   отсасывающие ящики. Сначала для очистки сетки от прилипшего волокна че­рез нее снизу в форматный ящик подается некоторое количе­ство воды, а затем рассчитанное количество массы (концентра­ция около 2 %). Удаление влаги происходит сначала самопро­извольно, а затем с помощью отсасывающих ящиков. Сухость листа после этой операции около 25 %. Затем лист картона транспортируется непрерывными сетками на пресс. Сухость ли­ста после прессования около 35 %. Схема пресса Пашке пред­ставлена на рис 7. Пресс Мюллера отличается от пресса Пашке наличием двух форматных ящиков, расположенных слева и справа от гидропресса. Производительность пресса Мюллера больше, чем

 

                    

                                                          9                8                     7                    6                                5

 

 

 

 

                                             Рисунок 7. Схема пресса Пашке

1 — мерник массы; 2 — металлические сетки; 3 — нож Для продольной резки; 4 нож для поперечной резки; 5 — рольганг; 6 — гидравлический пресс; 7валки для уплотнения листа; 8 — отсасывающий ящик; 9 — форматная рама

 

пресса Пашке, благодаря непрерывной работе гид­ропресса.

 

Многослойный отлив

 

При многослойном отливе чаще всего используют кругло- или столовосеточные машины многослойного отлива. Формование листа картона на этих машинах происходит за счет наслоения друг на друга элементарных слоев картона. Элемен­тарный слой получают на сетчатом цилиндре (круглос.еточная машина) или сетчатом столе (столовосеточная машина). Круг-лосеточные машины по аналогии с бумажным производством

называют папочными, или пап-машинами. Пап-машины выпус­кают одно- и

многоцилиндровыми. По способу подачи массы машины бывают прямоточные (поточные) и противоточные (рис. 8). При прямоточном

способе получения элементарного слоя направление движения массы совпадает с движением ци­линдра, при противоточном способе направления

движения про­тивоположны. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки. Так, при прямоточном способе происходит загу­стение массы в ванне со стороны выхода цилиндра, но не об­разуется завихрений массы, а

при противоточном способе на­блюдается частичное размывание волокнистого слоя на сеточной поверхности цилиндра.

Формование элементарного слоя (осаждение на сетке ци­линдра)   происходит за счет разницы уровней жидкости в ванне и внутри сеточного цилиндра  рис. 9). При этом вода пере­ходит из волокнистой массы (суспензий) внутрь   (цилиндра, а во­локно при этом задерживается (фильтруется) сеткой 3   . На сетке цилиндра образуется элементарный слой / волокна, кото­рый при вращении

 

 

          

 

Рисунок 8.  Прямоточная   (а)   и   противоточная   (б) схемы  подачи  массы  в  ванну  сеточного  цилиндра:

1— съемный валик; 2 — формующий цилиндр; 3 — ванна ци­линдра; 4 — потокораспределитель

 

цилиндра вместе с ним перемещается к съемному валу 4 и переходит на бесконечное сукно 5, огибающее этот вал. Сукном элементарный слой переносится на формат­ный вал 6, который соприкасается с уплотнительным валом 7. При прохождении картона между этими валами происходит дальнейшее удаление из него воды, элементарные слои наслаи­ваются друг на друга и уплотняются. Чем больше содержание влаги в элементарных слоях, тем прочнее готовый лист картона. По-достижении нужной толщины картон снимается с формат­ного вала.

Качество сформованных листов зависит от многих факторов: толщины элементарного слоя, его сухости, разницы уровней жидкости внутри цилиндра и в ванне, температуры массы, ее концентрации, продолжительности фильтрации, используемого сукна. Чем выше температура, концентрация массы, время филь­трации и чем ниже степень помола, тем больше поверхностная плотность элементарного слоя. Регулировать толщину элемен­тарного слоя можно путем изменения разницы уровней жидко­сти внутри и вне цилиндра, т. е. величины напора, концентра­ции массы, частоты вращения цилиндров. Уровень воды в ци­линдре необходимо сохранять при работе машины постоянным, для этого необходимо удалять фильтрат. Он всегда содержит  мелкое волокно, для уменьшения потери которого удаляемый фильтрат используют как оборотную воду для разбавления массы в композиционном бассейне или перед проклеиванием до нужной концентрации.

 

 

 

 

                  

 

Рисунок  9. Схема одноцилиндровой пап-машины

 

1— элементарный слой волокна; 2 —ванна; 3сетка; 4 — съемный вал; 5  — бес­конечное сукно; 6 — форматный вал; 7 — уплотнительный вал; 8 —устройство для промывки сукна; 9наливной бункер

 

Скорость фильтрации v, м/с, т. е. количество воды, проте­кающей через единицу площади пористой волокнистой массы, находящейся на сетке, выражается формулой Козени

 

 

                                              ν  =    =

 

 

где V — объем воды, протекающей через сетку, м3/с; S — площадь сечения, через которое течет поток, м2; Н — напор жидкости (давление прессования), Па; σ — толщина слоя на сетке, м; µ — вязкость массы, Н • с/м2; Ψ — отноше­ние поверхности волокон к их объему; ε — пористость массы (отношение объ­ема капилляров ко всему объему массы); К — коэффициент, учитывающий форму и расположение капилляров слоя волокнистой массы относительно направления потока воды (К≈5-6).

 

Скорость фильтрации ν, м/с, на сеточном цилиндре выражают формулой

 

                                                ν  =   ,

 

где τ— продолжительность фильтрации, с; ν1— отношение объема отложив­шегося слоя волокна к объему поступившей жидкости; r— удельное сопро­тивление слоя массы отделению воды при фильтрации в определенных усло­виях (за 1 с), Н*с24: s — величина, характеризующая изменение давления в результате образования слоя, в единицу времени, Па/с;

 

Если принять постоянными Н, ν1; r, s, τ, то скорость филь­трации на сеточном цилиндре можно выразить так:

 

                                       ν  =  C ,

 

где С — эмпирический коэффициент; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

 

Следовательно, скорость фильтрации на сеточном цилиндре зависит от напора.

Сукно, используемое для съема элементарного слоя картона с сеточного цилиндра, оказывает существенное влияние на ка­чество картона. Сукно, используемое для пап-машин, должно хорошо поглощать влагу и обладать большой прочностью, так как при работе оно испытывает большое натяжение. Сукно для круглосеточной машины изготовляется из мягкой тонкой шерсти с длинным ворсом. Применяют одно- и двусторонние сукна (ворс на одной или обеих сторонах). На сукне обычно имеется стрелка, указывающая направление его движения при работе машины. Качество сукон характеризуют массой 1 м2 от 500 до 850 г, числом нитей на погонный метр по основе и утку (около 990 по утку и 1185 по основе), длиной и густотой ворса, шири­ной (2—2,8 м). При выборе сукна следует помнить, что усадка его составляет примерно 13 %. Общая длина сукна для одно­цилиндровых машин 10—12,5 м.

В последнее время стали применять иглопробивные сукна, которые получают прикреплением нетканого полотна к ткани основы. Нетканое полотно (холстик) прикрепляют к основе с по­мощью специальных игл, снабженных бородками. В процессе прошивания иглы протаскивают нити холста в основную ткань сукна. Такое сукно высокопрочно, имеет открытую структуру капилляров, расположенных перпендикулярно его плоскости. Число проколов около 200 на 1 см2. Изготавливают сукна чисто шерстяные и с добавлением синтетических волокон. Иглопрошивные сукна обладают высокой водопропускной способностью, мягкостью, упругостью. Срок службы таких сукон в несколько раз больше, чем обычных.

Недостатком картонов, полученных на пап-машинах, явля­ется ориентация волокон по направлению вращения цилиндра. Этот недостаток частично устраняется при использовании для отлива столовосеточных машин снабженных трясущейся сеткой; при этом полотно картона испытывает колеба­тельные движения в двух взаимно перпендикулярных направ­лениях. Эти колебания передаются сетке специальным вибра­ционным аппаратом.

Формование листа картона на плоскосеточной машине происходит путем наслаивания массы на формат­ный вал 2. Между грудным 10 и прессовым 3 валами натянута бесконечная сетка 4, натяжение которой поддерживается с помощью правильных валиков 5 и натягивается грузом 6 на­тяжного приспособления 7. Масса подается из наливного бун­кера 12 на сетку 4, поддерживаемую регистровыми валиками 8. Свободная влага удаляется из массы самопроизвольно, затем масса вместе с сеткой 4 переходит к отсасывающим ящикам 18,

 

 

 

Рисунок 10. Схема сеточной части машины «Инверформ» с одной верхней сеткой:

1 — нижняя сетка; 2 — грудной вал; 3 — напорный ящик; 4формующий цилиндр; 5верх­няя сетка; 6 — шаберное уст­ройство верхней сетки;7 — пере­вернутые отсасывающие ящики; 8 — отсасывающий шабер; 9 — верхний вал предварительного пресса;10— отсасывающий шабер; 11 — сетковедущий вал за гаучем; 12 и 14отсасываю­щие ящики; 13 — нижний вал предварительного пресса; 15регистровый валик

 

где происходит дальнейшее обезвоживание. Ограничение ши­рины слоя массы осуществляется двумя непрерывными резино­выми ремнями (деккельными) 15. Вода удаляется из регистро­вой части машины и из отсасывающих ящиков 18 по специаль­ным желобам 9.

Влага удаляется также при прохождении массы между фор­матным 2 и прессовым 3 валами, давление между которыми ре­гулируется рычажным устройством 1.

Изменение сухости ∆С, кг/кг, массы при прессовании опре­деляется по формуле

 

                                        ∆С =

 

где Р — удельное давление прессования, Па; τ— продолжительность воздей­ствия давления валков, с; µ — вязкость воды, Н • с/м2, х — поверхностная плотность картона, кг/м2; s — удельная поверхность волокнистой, массы, м2/г.

 

 

В последнее время большое распространение получили ма­шины типа «Инверформ» с движущимися горизонтальными сет­ками, сочетающие в себе преимущества, цилиндровых и столо­вых машин. Сеточный стол машины имеет нижнюю / (рис. V. 15) и несколько коротких верхних сеток 5. На таких

машинах один слой формуется на нижней сетке, остальные – с помощью  

 верхних сеток. Число верхних сеток зависит от толщины вырабаты­ваемого картона. Напуск массы происходит из напорного ящика 3. Используя такие машины, можно получать многослой­ные картоны, слои которых различаются плотностью, цветом и др. В них формование листа происходит более равномерно, так как удаление влаги осуществляется как через верхнюю сетку, так и через нижнюю отсасывающими ящиками 12 и 14

 

 

 

Рисунок 11. Схема сеточной части машины «Вертиформа»

1— напорный ящик; 2грудной вал; 3 и 11сетки; 4 — отсасы­вающие ящики; 5—верхнее прессовое сукно; 6пресс; 7 — ниж­нее прессовое сукно; 8передаточный вал; 9отсасывающий вал; 10 — обычный вал

 

и отсасывающим шабером 8. Такие машины более производи­тельны, они позволяют использовать массу большей концентра­ции, чем папочные и столовосеточные. Известна также верти­кальная конструкция отливной машины «Вертиформа», где формование листа картона происходит между двумя сетками, а сеточный стол расположен в вертикальной плоскости. Обра­зующееся при отливе полотно движется сверху вниз (рис. 11). В ГДР для производства многослойного картона используют установки фирмы ПАМА. Отливная часть этих установок по­добна отливной части пап-машин и отличается лишь наличием круглых сеток с обратным подпором. Образованный внутри ци­линдра обратный подпор уменьшает потери мелкого волокна, а конструкция  круглых  сеток позволяет  использовать  массу

более высокой концентрации, чем обычные цилиндровые ма­шины. Подача массы на машину осуществляется трубным рас­пределителем, обеспечивающим равномерность ее слоя по всей ширине сетки. Слой картона снимается с круглосеточного ци­линдра съемным сукном с помощью гауч-вала и транспортиру­ется сукном к форматному валу. Съем листа картона с формат­ного вала производится с помощью специальной рейки, которая отжимается автоматически по достижении нужной толщины

 

Рисунок 12. Схема автомати­ческого устройства для сре­зания и съема листа кар­тона с форматного вала:

1 — пневматический цилиндр; 2 — форматный вал; 3 — нож; 4картон; 5 — сукно конвей­ера; 6 — сопло для подачи воздуха

 

И разрезает слой картона по канавке, имеющейся на форматном валу.

Для съема листа картона исполь­зуют также специальное устройство (рис. V.17). По достижении требуемой толщины лист картона 4 разрезается ножом 3, установленным внутри фор­матного вала 2, затем нож автомати­чески убирается внутрь вала. Для лучшего отделения листа в место сре­за листа’ с форматного вала подается сжатый воздух из сопла 6. Разреза­ние листа по диаметру вала проводят струйкой воды, отделяя каждый эле­ментарный слой друг от друга.

Напускаемые устройства и напорные ящики

Для равномерного рас­пределения массы по площади сетки используют напускные устройства, с помощью которых волокнистая масса выходит на сетку машины. Для соз­дания напора в напускном устройстве устанавливают линейки, регулирующие толщину слоя и задерживающие пену. Обычно устанавливают три линейки. Первые две по ходу массы соз­дают подпор, устраняют завихрения, задерживают пену, третья регулирует напор массы. Они позволяют подавать массу равно­мерно по всей ширине сетки, обеспечивают однородность кон­центрации массы, равномерность ее вытекания на всех участ­ках потока, исключают завихрения и турбулентность потока суспензии волокон, обеспечивают минимальную флокуляцию волоконец. Для исключения продольной ориентации волокон скорость массы, поступающей на сетку машины, должна быть на 5—10 % меньше, чем скорость сетки. Скорость массы. vм, м/мин, можно рассчитать по формуле

                                           vм = 60µ ,

где µ — коэффициент истечения массы, равный 0,6—0,7 или 0,94—0,98 в за­висимости от конструкции; h — высота подпора массы перед выпускной щелью, м; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

 

 

Рисунок 13. Схема напускного устройства с наклонной линей­кой

1— вертикальные линейки; 2 — маховички для регулирования положе­ния линейки по высоте; 3наклонная линейка; 4 — маховички для регулирования высоты щели по всей ширине машины; 5 — маховички для регулирования высоты щели на отдельных участках; 6 — подсеточная доска; 7 — резиновый фартук; 8грудной вал; 9 — грудная доска

 

Напускное устройство с наклонной линейкой показано на рисунке 13. Линейки напускного устройства могут создать напор массы, обеспечивающий работу машины со скоростью 120м/мин. При необходимости достиже­ния большей скорости или большего напора массы ли­нейки заменяют напорными ящиками.

 

Напорные ящики выпуска­ются двух типов: открытые и закрытые. Чаще всего ис­пользуются открытые напор­ные ящики, в которые пода­ется масса по потокораспределителю специальной кон­струкции.  При   использовании

 

 

 

 

 

                      

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 14. Схема открытого напор­ного ящика с регулированием пере­ливания массы

1— регулируемая перегородка; 2— регули­руемая передняя стенка; 3 — эксцентрико­вый вал для регулирования высоты щели по ширине; 4 — маховики для регулирова­ния высоты щели на отдельных участках; 5 — напускная губа; 6 — перфорированные валики

 

напорного ящика масса выпускается на сетку непосредственно у грудного вала напускного устройства, при этом отпадает не­обходимость использования фартука, исключается неравномерность подачи массы на сетку.

Особенно эффективны напорные ящики с регулированием переливания массы (рисунок 14). В ящике такой конструкции избыточная масса переливается через перегородку и вместе с ней удаляется образовавшаяся пена, что положительно сказывается на качестве готовой продукции.

3. Сушка и отделка картонов

Сушку готового листа картона проводят в сушиль­ных камерах различных конструкций. Картон на сушку посту­пает с влажностью около 50 %. Для достижения такого содержания влаги картон после отлива прессуют либо на гидравли­ческих прессах, либо в прессовой части длинносеточной машины. При прессовании удаляется влага, содержащаяся в межволо­конном- пространстве, увеличиваются прочность картона и по­казатель сопротивления расслаиванию. Давление прессования не превышает 2,5—3,0 МПа и зависит от вида волокон: для ко­жевенных оно меньше и составляет 1,0—1,5 МПа.

При прессо­вании на длинносеточной машине обычно используют прямые и обратные прессы. В машине ИК-3 — три прямых пресса, из которых первый отсасывающий. Все прессы имеют верхние и нижние сукна, которые способствуют удалению влаги без на­рушения структуры листов картона и

               

Рисунок15.  Принципиальная        Рисунок 16.    Принципиальная     схема

          схема прямого пресса                                  обратного пресса

 

являются для них транс­портирующим средством. После прямых прессов полотно кар­тона поступает на обратные прессы.

При прессовании на гидропрессах листы картона уклады­ваются на металлические или пластмассовые прокладки, кото­рые чередуются через каждые 20—40 листов; каждая прокладка на 1—2 см как по ширине, так и по длине больше листа кар­тона. Для лучшего удаления влаги и избежания раздавливания каждый лист картона прокладывается специальной текстильной салфеткой, края которой спускаются с листа картона на 4— 5 см. Давление на гидропрессе поднимают постепенно, по мере удаления влаги, максимальное удельное давление прессования около 3 МПа. Практически вся межволоконная влага удаляется за 20—30 мин, после чего материал поступает на сушку. При сушке, кроме удаления влаги из полотна картона, происходит размягчение и расплавление проклеивающих веществ, их более равномерное распределение по объему листа, на поверхности волокон, между ними, что приводит к повышению физико-меха­нических показателей картонов. Часть проклеивающих веществ вследствие большей температуры на поверхности листа обра­зует на его поверхности непрерывную пленку, вызывая тем са­мым гидрофобизацию поверхности. Это приводит к повышению мокростойкости (соотношение скатываемости картона в мокром и сухом состоянии) при сохранении объемной гидрофильности материала. Сушка картонов проводится горячим воздухом, ко­торый движется либо по направлению перемещения листа, либо навстречу ему. Движение воздуха зависит от типа сушильной  камеры. Обычно все сушильные камеры разделены на несколько зон, температура в которых меняется от 70 до 120 °С.

Для сушки картонов используют туннельные, барабанные, горизонтальные и другие сушилки. В сушилках туннельного типа листы подвешиваются на движущуюся цепь специальными зажимами и транспортируются через всю камеру в вертикаль­ном положении. Качество картонов после такой сушки низкое: происходит сильное коробление, удаление влаги по площади не­равномерное, так как большая часть влаги под собственной тя­жестью опускается вниз листа и эта его часть сохнет медлен­нее. В сухом листе влага неравномерно распределяется по пло­щади.

Эффективно использовать для сушки картонов многоярус­ные сушилки, где лист зажимается между непрерывно движу­щимися сетками, а передача- листа с яруса на ярус происходит таким образом, что он поворачивается то одной, то другой сто­роной и равномерно обдувается из сопла горячим воздухом. Ши­рокое применение находят также роликовые сушилки (СУР-4), где лист картона перемещается по роликовым конвейерам, ско­рость которых можно регулировать. Сушку, картонов на бара­банных сушилках проводят при выпуске картонов однослойного отлива на некоторых типах длинносеточных машин.

Режимы сушки зависят от вида картона, его толщины, типа сушильной камеры. Обычно в производстве картонов строго контролируют скорость движения материала в камере, скорость воздуха, температуру по зонам. Все эти параметры должны обеспечить конечную сухость листа, которая зависит от марки материала и колеблется от 89 до 955.

После сушки картон подвергается каландрованию с предва­рительным увлажнением (отволожкой) путем окунания листов в ванну с водой (температура около 40 °С) или без увлажне­ния. Увлажнение проводят с целью выравнивания влажности листов и доведения ее до требуемой величины. Иногда для ув­лажнения используют специальные спрыски. После увлажне­ния листы картона складываются в штабеля и выдерживаются под грузом в течение 16—24 ч, что ускоряет равномерное рас­пределение влаги по толщине листов картона. Такая пролежка

 

Рисунок 17. Схема устрой­ства для увлажнения лис­тов картона

1 — приемный конвейер; 2 — спрысковой механизм; 3 — лис­ты картона; 4 — передающий конвейер; 5 — непрерывные це­пи; 6 — поддерживающая ла­па; 7 — поддон; 8 ванна с водой

 

улучшает также физико-механические свойства готовой продук­ции. Схема устройства для увлажнения картона представлена на рисунке 17. Листы картона 3 после сушки попадают на кон­вейер 1, движущийся в направлении, перпендикулярном листам, опрыскиваются водой из спрыскового механизма 2 и переходят на конвейер 4, передающий их на лапу 6, которая поднимает лист с помощью цепи 5 и укладывает его на поддон 7. Излиш­няя влага стекает в ванну 8. После отволожки и пролежки картон подвергают каландро­ванию, в длинносеточных машинах каландр объединен в поточ­ную линию с машиной.

При каландровании происходят уплотнение, сглаживание не­ровностей по толщине, нанесение рисунка тиснения для прида­ния картону кожеподобной мереи. Тиснильный вал каландра обогревается паром температурой 70—80 °С. Каландруемый лист пропускают через валки каландра, работающего с фрак­цией дважды, во взаимно перпендикулярных направлениях. Фрикция обычно колеблется от 1,1 до.1,5, усилие, обеспечиваю­щее необходимое давление при каландровании, составляет от 100 до 500 кН. Фрикция и давление находятся в тесной связи: малое давление и большая скорость валков оказывают такой же эффект, как большое давление и малая скорость. Однако больший эффект изменения поверхности достигается при большой относительной скорости и малом давлений. Число пропус­ков через машину зависит от состава картона: кожевенные кар­тоны пропускают один раз, картоны с растительным волок­ном — два раза. Каландрование увеличивает жесткость про­дукции, приводит к небольшому изменению длины и ширины листов: длина увеличивается не более чем на 0,5 %, ширина — на 0,2,%, толщина же листа обычно снижается от 8 до 20%, происходит также изменение плотности картона. Эти изменения необходимо учитывать при формовании сырых листов и полотна картона.

Верхний вал каландра может быть либо с гладкой поверх­ностью, либо с рисунком тиснения, в последнем случае в про­цессе каландрования на лицевую поверхность наносят тот или иной рисунок. Далее картон сортируют и упаковывают.

 

Таблица 1. Основные виды брака картона, причины их появления и пути устранения.

 

Виды брака

Возможные причины

Пути устранения

1

2

3

Расслоение листа кар­тона

 

Малое влагосодержание при прессовании, недостаточное количе­ство мелкого волокна

Неправильное отведе­ние влаги из листа при прессовании

 

Повышенная влаж­ность перед сушкой

 

Обеспечение необхо­димой влажности листа, сохранение мелкого во­локна

Отвод влаги в направ­лении, перпендикулярном листу картона

Обеспечение необходи­мой влажности

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 1

 

1

2

3

Образование пузырей на поверхности

 

Низкий уровень воды в ванне пап-машины

 

Попадание воздуха в массу с водой для раз­бавления

Загрязнение сукна

 

Высокая степень по­мола

 

Установление нужно­го уровня воды

 

 

 

Улучшение промывки сукна

Регулирование степени помола

 

Коробление

 

Большое натяжение полотна картона на длинносеточной машине. Пересушка кромок. На­рушение режимов суш­ки. Неправильное хра­нение готовой продук­ции

 

Регулирование натя­жения сетки. Установ­ление нужной температу­ры сушки, необходимой влажности и температу­ры   хранения   картона

 

Разнотолщинность

 

Завихрения, вызывае­мые колосниками сеточ­ного цилиндра при их прохождении в воде

Перекос цилиндра. Неравномерная подача массы в ванну. Быст­рый отвод воды из се­точного цилиндра. Не­равномерная нагрузка на съемный вал

 

Установление нужного уровня воды

 

 

Устранение перекоса цилиндра.

Регулирование подачи массы, отвода воды и нагрузки

 

Морщинистость

 

Неравномерный съем элементарного слоя с сеточного цилиндра. Неправильная заправка сукна. Неравномерное вращение цилиндра

 

Регулирование  съема
элементарного   слоя.

Правильная заправка сукна. Регулирование вращения цилиндра

Продолжение таблицы 1

 

1

2

3

Заломы

 

Неравномерность суш­ки. Неравномерность каландрования

 

Регулирование режима сушки   и каландрования

 

 

 

Поверхность листа картона должна быть ровной, гладкой,
без пузырей, трещин и складок, с ровными краями. Толщина ли­
ста должна быть одинаковой по всей площади. Основные виды
брака картона, причины их появления и пути устранения при-­
ведены в таблице 1.

 Классификация и ассортимент упаковки для обуви

Классификация № 1 по материала для упаковки:

 

Катортон

 

Бумага

 

Полимерные материалы

 

Классификация № 2 по виду картона

 

Хром-эрзац

 

Хром-эрзац представляет собой тонкий картон с плотностью от 200 до 400 г/м. Этот материал часто используется самостоятельно и в сочетании с другими упаковочными материалами. Хром-эрзац имеет вид трехслойного коробочного картона, обычно, двухстороннего. Чаще всего тонкий картон, который обладает высокой жесткостью, применяется в производстве складных коробок. Для производства тонкого картона используют волокнистый первичный материал и вторичное сырье, а также красящие вещества, разные пигменты, склеивающие материалы, а также крахмал с целью придания более качественного внешнего вида поверхности. Для изготовления ящиков с клеевым креплением боковых стенок или с применением металлических скрепок используют картон плотностью от 401 до 1200 г/м. От других видов картона хром-эрзац отличается, прежде всего, толщиной, покрытием и качеством. Хром-эрзац представляет собой коробочный картон, изготавливаемый из беленой и небеленой целлюлозы, а также древесной массы и макулатуры, имеет мелованное покрытие. Хром-эрзац применяется, как правило, для изготовления потребительской тары с применением одно- и многокрасочной печати.

 

Микрогофрокартон

 

Микрогофрокартон представляет собой многослойный материал, который состоит из слоя открытой гофры и верхнего слоя обыкновенного картона любого типа. Такой картон запечатывается следующим образом: печать наносится на верхний слой, а затем этот же слой приклеивается или кашируется на открытую гофру при помощи специальных кашировальных машинах. Открытый микрогофрокартон состоит из 2-х слоев. Таким образом, после каширования получают 3-х слойный гофрокартон. От количества слоев и толщины слоя гофры зависит жесткость гофрокартона. Чаще всего для изготовления упаковки вполне хватает микрогофрокартона из 3-х слоев с высотой волны гофры — 1.2 мм. Таким образом,микрогофрокартон по толщине похож на обычный картон, но обладает целым рядом преимуществ. Коробка из микрогофрокартона получается легкой и, тем не менее, достаточно прочной, такая тара лучше защищает обувь, которая благодаря многослойности микрогофрокартона подвержена меньшим повреждениям. Микрогофрокартон отличается небольшой ценой и экологичностью, в отличие от традиционно используемых для этих целей материалов.

 

Кашированный картон

 

Кашированный гофрокартон представляет собой трехслойный гофрокартон толщиной около 3,5 мм. Третий слой этого материала каширован картоном хром-эрзац с нанесенным на него полноцветным изображением. Упаковка из кашированного картона удовлетворяет потребности любого потребителя. Такая тара используется для упаковки дорогостоящей одежды.

 

Упаковку из кашированного гофрокартона чаще всего применяется при упаковке дорогой продукции, которая требует качественной и прочной упаковки. На упаковку из кашированного гофрокартона наносится полноцветная офсетная печать с лаком.

 

Кашированный микрогофрокартон представляет собой трехслойный микрогофрокартон, толщина которого составляет около 1,8 мм, третий слой этого материала каширован картоном хром-эрзац с нанесенным на него полноцветным изображением. Кашируется чаще всего белый или бурый внутри микрогофрокартон, на который методом кашировки наклеен лист мелованной глянцевой бумаги с нужным цветным изображением, либо дизайнерская бумага. Толщина данного материала — около 2 мм.

 

Каширование микрогофрокартона или гофрокартона для производства упаковки нужна, чтобы более надежно транспортировать обувь.

 

Классификация № 3 по конструкции упаковки:

 

из двух отдельных элементов — коробки и крышки;

 

шкатулка — крышка соединяется одной стороной с коробкой.

 

1.4 Требования, предъявляемые к упаковке обуви

 

Наряду с основной своей функцией – обеспечивать сохранность упакованного товара – тара выполняет и другие. Она способствует ускорению передачи товарно-материальных ценностей от производителей потребителям: облегчает перемещение продукции при погрузочно-разгрузочных работах и внутрискладских операциях: обеспечивает безопасные условия труда при переработке упакованных грузов; улучшает учет и организацию сбыта продукции; повышает эффективность использования транспортных средств и складских помещений.

 

Следовательно, упаковка из бумаги, картона и комбинированных материалов в зависимости от вида упаковочных материалов, параметров и назначения упаковки, условий транспортирования, хранения и использования упакованной продукции должна соответствовать следующим требованиям:

 

1) Герметичность — способность обеспечивать заданную прочность соединительных швов коробок, пачек, пакетов, мешков;

 

2) Статическая стойкость – способность выдерживать механические нагрузки:

 

удар при свободном падении;

 

выдерживать сжатие и/или штабелировании;

 

удар на горизонтальной или наклонной плоскостях;

 

воздействие вибрационных нагрузок с использованием переменной частоты или фиксированной низкой частоты.

 

3) Химическая стойкость – упаковочный материал устойчив к действию окружающей среды, не набухает, его свойства остаются стабильными.

 

4) Технологичность тараупоковочного материала – обеспечение возможности изготовления упаковки при малых трудозатратах. Материал должен иметь достаточную механическую прочность, эластичность легко воспринимать полиграфическую печать.

 

5) Эстетичность – упаковка должна иметь привлекательный внешний вид, оптимальную форму, выигрышную цветовую гамму.

 

Упаковка из бумаги, картона и комбинированных материалов на основе бумаги и картона не должна содержать карантинных объектов.

 

В соответствии с ГОСТ 16534-89 «Коробки из картона для обуви. Технические условия» для изготовления коробок должны применяться следующие материалы: картон коробочный хром-эрзац марок М, НМ, А, марок Б и В по ГОСТ 7933, картон коробочный склеенный облагороженный по ТУ 63.151-03, картон хром-эрзац марок Т-М, Т-1, Т-2 для складных коробок по ТУ 63.151-01, картон гофрированный типа Д по ГОСТ 7376 для коробок вместимостью 15 дм3

 

Коробки должны быть сложены, склеены или сшиты. Для склеивания и сшивания коробок должны применяться следующие материалы дисперсия поливинилацетатная гомополимерная грубодисперсная по ГОСТ 18992, латекс синтетический по ГОСТ 11808, клей на основе латексов ЛИТ -1, Л-14, НТ и клей-расплав, проволока низкоуглеродистая общего назначения диаметром 0,35 – 1 мм по ГОСТ 3282, проволока стальная обувная толщиной 0,7 мм по ОСТ 17-482. Поверхность коробок не должна иметь разрывов и расслоений картона.

Хранение и транспортировка обуви

Упаковка – средство или комплекс средств обеспечивающих защиту продукции от повреждений и потерь, окружающую среду от загрязнений, обеспечивающих процесс обращения продукции.

 

Тара – элемент упаковки предназначенный для размещения продукции.

 

Кожаную обувь упаковывают в тару потребительскую (картонные коробки для обуви, картонные пачки, бумажные пакеты и пакеты из полимерных материалов) и транспортную (ящики деревянные неразборные, разборные многооборотные и из гофрированного картона).

 

В потребительскую тару обувь, как правило, упаковывают попарно. По согласованию с потребителем допускается упаковка пинеток по 5—10 пар, дошкольной обуви первой подгруппы — по 2, гусариковой — по 4 пары в коробке, но каждая пара должна быть в пакете из полимерных материалов. Обувь юфтевую и специальную в потребительскую тару не упаковывают.

 

Обувь выходная (модельная), а также обувь с верхом из лаковой кожи, велюра, нубука, замши, белого цвета, светлых тонов,и из синтетических кож должна быть упакована попарно в коробки, картонные пачки, причем обувь перестилают бумагой или укладывают полупары в пакеты из полимерных материалов. Кроме того, для предохранения обуви с закрытой носочной частью от деформации при транспортировании и хранении в носочную часть каждой полупары должен быть вставлен вкладыш из коробочного картона. Вкладыш из картона должен быть и в каждом голенище сапог и сапожек с верхом из синтетических кож, а также в обуви модельной.

 

Транспортная тара с упакованной обувью должна быть по торцам обшита металлической лентой или обвязана проволокой, закрученной вокруг головки каждого гвоздя, и опломбирована, оттиск пломбы должен быть четким. Картонные ящики с упакованной обувью должны быть оклеены по периметру середины ящика бумажной контрольной лентой с оттиском товарного знака предприятия-изготовителя.

 

Масса (брутто) упаковочного ящика не должна превышать 50 кг.

 

Транспортируют обувь с использованием автомашин-фургонов и контейнеров.

 

При внутригородских перевозках обувь доставляют в автомашинах фургонах в потребительской таре, а при иногородних в радиусе более 100 км — в транспортной таре и специально оборудованных контейнерах или без контейнеров. По согласованию с потребителем разрешается транспортирование обуви при иногородних перевозках в потребительской таре. При нарушении условий транспортирования могут возникать различные дефекты обуви (например, деформация жестких деталей, осыпание красителя).

 

Очень важным фактором, обеспечивающим сохранность обуви, является хранение. Хранить обувь следует в потребительской таре при температуре не ниже 14 и не выше 20°С и относительной влажности воздуха 50—80% на стеллажах или деревянных настилах штабелем высотой не более 1,5 м.

 

Важное значение в обеспечении сохранности качества обуви имеет реализационная обработка. Она включает в основном следующие операции: освобождение обуви от транспортной тары, сортировка (группировка) обуви по разным признакам (видам, размерам и т. д.).

Маркировка обуви

Маркировка – это условное обозначение, в виде цифр, букв, знаков, наносимое на упаковку.

 

Маркировка потребительской тары (коробки, пачки, пакеты) должна содержать следующие данные: товарный знак, наименование предприятия-изготовителя и его почтовый адрес, артикул (индекс), фасон колодки, номер модели, размер, полноту, цвет, номер нормативной документации, дату выпуска (месяц, год). Эти обозначения наносят штампованием или указывают на этикетке, которую прикрепляют к таре. В пакет из пленочных материалов такую этикетку вкладывают.

 

На ярлыке маркировки каждого места транспортной тары указывают товарный знак, наименование предприятия-изготовителя и его почтовый адрес, артикул (индекс), фасон колодки, номер модели, количество пар обуви в ящике с указанием ростовочно-полнотного ассортимента, массу (брутто), дату упаковки, номер упаковщика. Кроме того, в каждый ящик должен быть вложен упаковочный ярлык с этими обозначениями.

Дизайн упаковки

Имея оригинальную маркировку, тара выполняет рекламную функцию, доводит до потребителя первые сведения о продукции и правила обращения с ней. Рекламная маркировка на потребительской таре (упаковке) воздействует на покупательский спрос. В рыночной экономике рекламная роль тары – один из важнейших инструментариев маркетинга.

 

Упаковка – решающий носитель рекламы обуви.

 

Дизайн приобретает превалирующее значение, так как внешний вид является, в понимании потребителя, частью предложения. Поэтому необходимо взаимовлияние дизайна и маркетинга, так как невозможно продавать товары без учета требований и пожеланий покупателей. Они концентрируются в дизайне.

 

Упаковка – составная часть современной массовой культуры, продукт дизайна, поэтому она должна не только удовлетворять любые, даже изысканные эстетические потребности покупателя, но и формировать эстетический уровень массового потребителя.

 

Рекламно-эстетические свойства упаковки:

 

1) информативность,

 

2) привлечение внимания покупателя,

 

3) стимулирование сделать покупку.

 

Эти свойства продлевают коммерческую жизнь обуви, выводят ее на рынок, переключают покупательский спрос на обновленную продукцию.

 

Упаковка с расширенными потребительскими и рекламно- эстетическими свойствами необходима для упаковывания как обуви так и других товаров, при этом часть защитных функций можно переложить на транспортную тару.

 

Главный принцип в работе дизайнеров – создание устойчивой связи “человек – товар”. Почему покупатель приобретает этот товар, и не желает покупать другой. Чем большее внимание дизайнер уделяет запоминающимся элементам, тем успешнее товар на рынке. Влияние, конечно, оказывает и название. Важны два компонента: внимание и степень запоминания. Важно и легкое произношение. В этой связи интересно, что новые товары популярных фирм быстрее пробивают себе дорогу.

 

На конкурентном рынке обуви, упаковка служит неотъемлемым атрибутом товара. Она обеспечивает продукту товарный вид и доносит до потребителя значимую информацию о производителе, месте и дате производства, размере и цвете обуви. Согласно требованиям ГОСТ, практике учета и складирования обувной продукции, цивилизованная розница исключает продажу обуви без упаковки, кроме отдельных видов товаров. Тем не менее, такие виды обуви, как тапочки и резиновые шлепки, в последнее время тоже упаковываются производителем. Это не всегда коробка, а скорее конструкция, обеспечивающая выкладку пары. Такая упаковка продукту ценности в глазах покупателя и визуально повышает его привлекательность на товарной полке. Однако далеко не каждый формат обувной розницы предполагает выкладку товаров в упаковке. Часто ассортимент представлен в торговом зале без упаковки. Посетителю, совершившему покупку, обувь вручается в коробке, но в этом случае она играет уже несколько иную роль. Упаковка — неотъемлемая часть бренда. Обувная коробка — средство для коммуникации с потребителями. Для потребителя, получить обувь в качественной, стильной коробке — значит подтвердить правильность выбора. Тогда сама покупка становится вдвойне приятнее. Упаковка обуви принимает участие в решении о покупке, но скорее как фактор, влияющий на повторную покупку. Она добавляет, подтверждает имиджевую характеристику обуви.

 

Уделяя внимание коммуникационной функции упаковки, ни в коем случае нельзя забывать о ее первоначальном назначении — сохранить товар в том виде, в котором он должен попасть к потребителю. в понятие качественной упаковки вкладывают как привлекательный дизайн, так и стойкость картона к многократному перемещению в процессе логистических операций.

 

Известно, что активным средством повышения привлекательности упаковки является обновление конструкции и формообразования. Но наибольшая эффективность достигается в случае соответствия художественно-конструкторского решения упаковки критериям изобретения и промышленного образца. При этом, с одной стороны, достигаются высокие технические качества упаковки, а с другой – оригинальный внешний вид.

 

Проектирование такой упаковки начинается с анализа известных решений и тенденций. Из них выбирается прототип будущей упаковки, максимально проявляющий запланированные свойства, например потребительские и рекламно-эстетические. Иногда дальнейшее их улучшение на базе существующей технологии может оказаться экономически нецелесообразным. Поэтому выявляются и анализируются недостатки прототипа, в частности в конструкции и форме. Как правило, к этим недостаткам относятся низкая прочность, жесткость и надежность потребительской тары. Решению этих проблем может послужить введение в конструкцию новых элементов или образование нового соединения известных элементов и узлов, позволяющие качественно улучшить свойства прототипа либо придать ему новые свойства. Так, введение в конструкцию упрочняющих элементов может упростить сборку, повысить надежность тары, а также привести к новому формообразованию.

Сравнение упаковок обуви разных производителей в соответствии со стандартом ГОСТ 16534-89

Показатель качества упаковки – это количественная характеристика одного или нескольких свойств упаковки, составляющих ее качество, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания, эксплуатации или потребления.

 

Для проведения анализа качества упаковок было взято пять образцов упаковок разных производителей: Образец № 1 «Reebok», складная упаковка из микрогофракартона для горных кроссовок. Образец № 2 «Tico», складная упаковка из микрогофракартона для детской обуви. Образец № 3 «Costa Esperanza», складная упаковка из гофракартона для модельной обуви, виде трапеции. Образец № 4 «Nike», складная упаковка, дно коробки выполнено из микрогофрокартона, крышка — из картона хром-эрзац. Образец № 5 «A-Style», конструкция упаковки «шкатулка» кашированного микрогофрокартона. Сравнение упаковок обуви разных производителей.

Требования к упаковке по стандарту – ГОСТ 6534-89 Образец № 1 Образец № 2
1. Коробки должны быть сложены, склеены или сшиты Соответствует требованиям стандарта (сложена) Соответствует требованиям стандарта, (сложена)
2. Поверхность коробок не должна иметь разрывов и расслоений картона Соответствует требованиям стандарта Соответствует требованиям стандарта.
3. Толщина картона не более 1, 25 мм Соответствует требованиям стандарта. (0,8 мм) Соответствует требованиям стандарта(0,8 мм)
4. Высота крышки должна быть: при высоте коробки до 90 мм – 20-30мм, свыше 90 мм – 30-35 мм Соответствует требованиям стандарта Соответствует требованиям стандарта
5. условное обозначение коробок должно содержать марку и толщину картона, тип и номер коробки, обозначение стандарта Соответствует требованиям стандарта Соответствует требованиям стандарта

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Обучающие пособия