SUROWCE DO WYTWARZANIA WYTWORÓW PAPIERNICZYCH
PAPIERNICZE PÓŁPRODUKTY WŁÓKNISTE.
Wyroby papierowe otrzymuje się z trzech rodzajów surowców:
półproduktów włóknistych
dodatków masowych
pomocniczych środków chemicznych
Półprodukty włókniste obejmują wiele produktów chemicznego i mechanicznego przerobu drewna i innych surowców roślinnych, a także przerobu surowców wtórnych tj. szmat i makulatury.
Najczęściej wykorzystuje się:
masy długowłókniste
masy celulozowe
masy półchemiczne
ścier drzewny
masy makulaturowe
Masy długowłókniste – otrzymuje się w wyniku mechanicznej i chemicznej obróbki włókien szmacianych (lnu, bawełny, konopi) lub z odpadu przemysłu włókienniczego. Są one drogie, mają najdłuższe włókna, są stabilne wymiarowo. Stosuje się je do produkcji wysokojakościowych papierów np. banknotowych, wartościowych.
Masy celulozowe – otrzymuje się w procesie chemicznego roztwarzania drewna iglastego (świerk, jodła, sosna) lub liściastego (brzoza, buk, topola, trzcina). W wyniku roztwarzania następuje zmiana nie tylko postaci fizycznej surowca, ale i jego składu chemicznego. Następuje usunięcie przeważającej części ligniny, a główny składnika to celuloza.
Masy półchemiczne – stanowią produkt pośredni między ścierem drzewnym, a masami celulozowymi. Stosuje się je do wyrobu papieru gazetowego polepszając jego parametry wytrzymałościowe.
Ścier drzewny – otrzymuje się w wyniku mechanicznego ścierania drewna (głównie świerkowego i jodłowego).
Masa makulaturowa – otrzymywana w wyniku mechanicznego rozwłóknienia makulatury. Jest tania i ekologiczna jednak posiada najsłabsze parametry.
Ze względu na zawartość różnych mas włóknistych obowiązuje podział na odmiany:
BD - bezdrzewna – masy celulozowe lub/i masy długowłókniste.
PD – półdrzewna – masy celulozowe z dodatkiem ścieru lub mas półchem
D - drzewna – ścier i makulatura z dodatkiem mas celulozowych.
M – mieszana (z przewagą mas makulaturowych).
Do niedawna obowiązywał podział na klasy:
BD klasy I-III
PD klasy IV-V
D klasy VI-IX
M klasa X
CELULOZA – zwana również błonnikiem jest podstawowym materiałem budowlanym tkanki roślinnej. Jest związkiem organicznym o budowie wielkocząsteczkowej. Wyraża się wzorem sumarycznym: (C6H10O5)n
Jest odporna na działanie wody i większości rozpuszczalników. Pod wpływem wody ulega spęcznieniu.
HEMICELULOZY – towarzyszą celulozie w ilości 20-30% i są pożądane.
LIGNINA – zwana również drzewnikiem. W drewnie iglastym – 30%, w liściastym 20%. Znajduje się w zdrewniałych komórkach roślin. Rozpuszcza się w kwasach i zasadach co sprzyja jej oddzieleniu od celulozy. Obecność jej w surowcach papierniczych obniża ich wartość.
WYTWARZANIE MAS CELULOZOWYCH – polega na chemicznym przerobie rozdrobnionego drewna. Działanie chemikaliów polega na usunięciu z drewna ligniny i innych składników, a pozostawienie tylko czystych włókien celulozowych. Ten proces nazywa się roztwarzaniem drewna.
Zależnie od rodzaju stosowanego drewna stosuje się różne metody chemiczne, które zasadnicza dzielą się na dwie:
Siarczanowa – oddziaływanie wodorotlenkiem sodowym i siarczkiem sodowym, a straty uzupełnia się siarczanem sodowym (dla drewna sosnowego, kraft).
Siarczynowa – oddziaływanie kwaśnym siarczynem sodowym (głównie dla drewna świerkowego i liściastego).
Ze względu na brązową barwę, masy celulozowe poddawane są procesowi bielenia. Do niedawna wykorzystywano głównie związki chloru i czysty chlor. Z uwagi na szkodliwość dla środowiska częściowo zrezygnowano z tych metod.
Zastąpiono je tlenem, nadtlenkiem wodoru, enzymami.
Obecnie stosuje się: metody ECF – bez użycia chloru gazowego.
metody TCF – bez użycia chloru gazowego i jego związków
ŚCIER DRZEWNY – otrzymuje się poprzez mechaniczne ścieranie drewna. Ze względu na obecność innych substancji niż celuloza, daje produkty o gorszej jakości pod względem wytrzymałościowym, ale poprawia parametry drukowności. Jest tańszy od mas celulozowych.
Rozróżniamy różne rodzaje ścierów:
MECHANICZNY - SGW (Stone Groundwood Pulping)
CIŚNIENIOWY - PGW (ścieranie pod wysokim ciśnieniem)
TERMO-MECHANICZNY – TMP
CHEMO-TERMO MECHANICZNY – CTMP
MASY MAKULATUROWE – otrzymywane przez mechaniczne rozwłóknienie makulatury tj. zużytego papieru. Maja one niskie parametry wytrzymałościowe, Są tanie, ekologiczne. Wymagają bielenia, ale pomijają proces mielenia włókien, który jest drogi.