Создание целлюлозного композиционного материала с меловальным покрытием из макулатурного двухслойного картона с латексным покрытием оборотной стороны для упаковки в виде коробки гранулированных стиральных порошков

Сшивающий агент - Диметилмочевина

Оптический отбеливатель

Пеногаситель

4. Узлы нанесения меловальной суспензии

Методов мелования очень много; по-настоящему различаются по своей концепции или по конструктивным особенностям оборудования: щеточный, валиковый, воздушно-щеточный, метод литья прессовый, шаберный и т.д. Некоторые из этих способов могут работать только на малых скоростях, поэтому сейчас они уже изжили себя, как неэкономичные.

Некоторые системы обеспечивают одновременное мелование на обеих сторонах бумажной ленты; другие обеспечивают мелование лишь одной стороны бумаги, вслед за чем, после сушки, проводится аналогичная операция на противоположной стороне. Последние машины называются простыми; те, которые обеспечивают одновременное двустороннее мелование - двойными.

Система сушки также может существенно различаться для двух типов бумаги: с простых машин лист сходит мелованным с одной стороны. Влажное мелованное полотно огибает немелованной стороной сушильный цилиндр, при этом покровный слой должен подсохнуть настолько, чтобы он не прилипал к горячей поверхности следующего сушильного цилиндра, с которым этот слой придет в соприкосновение.

В некоторых случаях выполняют так называемое предмелование (грунтовку), чтобы на поверхности листа образовалась подложка, на которую можно наносить последующий меловой слой.

В некоторых системах есть красильные машины с "множеством валиков", которые выполняют операции по нанесению нескольких слоев. Этот способ позволяет наносить на бумажную основу покрытие большой толщины.

В современных системах лист пропускается через безвойлочные сушильные цилиндры, закрытые между двумя кожухами, где мощные потоки горячего воздуха сушат поверхность; или же можно сделать встроенные устройства с отопительными панелями на инфракрасном излучении.

С введением двойных машин бумага, выходящая со стадии мелования с одновременным двусторонним покрытием, должна пройти через туннель, в котором потоки горячего воздуха приподнимают лист метров на двадцать, пока он частично не обсохнет, после чего он поступает в ряд сушильных цилиндров, нагреваемых паром.

Валиковое мелование

Рис.7. Валиковое меловальное устройство.

Значительным прогрессом в меловании бумаги оказалось введение управляемых хромированных цилиндров, вращающихся со скоростью, равной или отличной от скорости бумаги: некоторые из них можно тянуть или даже катить в направлении, противоположном движению бумаги.

Сушка бумажной ленты проходит в туннеле посредством горячего воздуха; в некоторых установках мощность сушки увеличена за счет инфракрасного излучения, испускаемых электрическими отопительными панелями или газовыми горелками.

Мелование посредством воздушного шабера

Рис.8. Воздушно-щеточное меловальное устройство.

Бумажная лента, идущая с катушки на разматыватель, прилипает к движущемуся металлическому цилиндру, который зачерпывает меловальный состав из бака; поэтому лист покрывается избыточным количеством меловальной смеси. Избыток состава сдувается с листа тонкой воздушной струей, направленной под углом к поверхности бумаги, собирается в ванну, где перемешивается и рекуперируется со свежим. Можно отрегулировать зазор (ширину воздушной струи), угол ее наклона и скорость выходящего воздуха.

Система мелования воздушным шабером дает бумагу с хорошим качеством поверхности, в том отношении, что возникающее сглаживание отчасти скрадывает поверхностные шероховатости волокнистой основы.

Мелование металлическим лезвием - шабером.

Рис.9. Меловальная машина с металлическим лезвием-шабером

Принцип чрезвычайно прост: бумажную ленту, прилипающую к цилиндру из полумягкого каучука, покрывают избыточным количеством меловалмюй смеси; гибкое металлическое лезвие (шабер) соскребает с поверхности избыток смеси.

Исследования позволили уточнить многие элементы, нужные для промышленных установок: тип красочного аппарата, тип меловальной смеси (ее состав, вязкость, процент твердых тел и т.д.), тип шабера, его гибкость, угол, давление, диаметр и твердость контрцилиндра и т.д.; но истинная причина успеха - скорость операции. Она выполняется в два приема: вначале лист мелуют с одной стороны, потом сушат и немедленно мелуют с другой стороны, и вновь сушат.

Мелование посредством хромированного цилиндра

Рис.10. Мелование хромированным цилиндром («литое мелование»).

Эта система такова же, как и та, которая используется для получения бумаги односторонней гладкости, или "афишной бумаги". Такой тип бумаги -- естественной, то есть, немелованной - обязан своим глянцем следующему механизму: еще влажный, то есть пластичный лист прижимается к поверхности большого цилиндра, нагретого до высокой температуры. Давление моделирует поверхность листа до точного соответствия поверхности цилиндра.

В системе мелования хромированным цилиндром используют тот же принцип: бумага, на которую нанесен дозированный слой влажного мелованного покрытия, прижимаясь к хромированному цилиндру, прилипает и приклеивается к поверхности: температура цилиндра высушивает мелованный лист, который сам отлипает, приобретая зеркальную поверхность. Этот метод, особенно пригодный для тяжелой бумаги и полукартона, называется также "литым мелованием" (cast-coaling). [10].

Пигментное покрытие на картон можно наносить непосредственно на картоноделательной машине или на отдельной установке. В настоящее время около 75 % вырабатываемого коробочного картона подвергают мелованию на установках, встроенных в картоноделательные машины и лишь в отдельных случаях - на устройствах вне картоноделательных машин, так как это способ мелования явяляется менее экономичным. Нанеесние покрытия на картон не лимитирует скорости картоноделательной машины. Скорость картоноделательных машин редко превышает 150-200 м/мин.

Выбираю для мелования своего ЦКМ меловальную машину с металлическим лезвием - шабером. Шаберы представляют собой металлические стержни с режущими кромками, предназначенные для очистки валов прессовальной части машины от комочков массы и сгустков, а также использования в процессе мелования бумаги и картона на целлюлозно-бумажном производстве. Для повышения эффективности работы шаберным системам сообщают прямолинейно-возвратное движение (осцилляцию), что обеспечивает равномерный износ лезвия и поверхности вала.

При данном способе паста распределяется тонким гибким лезвием. Содержание сухих веществ в покрытии - до 60 %. Регулировка количества пасты не вызывает затруднений. Благодаря высокому содержанию сухих веществ и способу распределения пасты выравнивание неровностей поверхности происходит весьма эффективно. Гибкое лезвие придает картону высокую гладкость поверхности.

Длительное время лидерами на рынке были шаберы из нержавеющей стали. Сегодня разработаны более технологичные шаберы с керамическим покрытием лезвия. В отличие от стальных аналогов, они служат в 3-6 раз дольше, равномерно изнашиваются в течение всего срока эксплуатации, обладают лучшей фрикционной совместимостью с цилиндром при улучшенных свойствах мягкости и износостойкости. В результате использования керамических шаберов повышается производительность машины и улучшается качество продукции.

Мелование металлическим шабером имеет ряд значительных преимуществ по сравнению со всеми прочими системами: прежде всего, скорость действия. За счет соскребания и проглаживания неровности основы почти уничтожаются, и поверхность становится однородной, бархатистой, приобретает высокую степень каландрируемости. [11].

5. Основной способ печати

Способ офсетной печати в упаковочной промышленности является самым распространенным, им печатается 80 % всей продукции. Применяется также глубокий и высокий способы. В настоящее время широко известно, что печатные свойства материала должны соответствовать конкретному способу печати.

Одна из самых популярных технологий оформления как упаковочной продукции, так и рекламных материалов - это полноцветная офсетная печать на картоне.

Офсетная печать на картоне (англ. off-set) - способ печатания, при котором краска с печатной формы передаётся под давлением на промежуточную эластичную поверхность специального резинового полотна (цилиндра), а с неё на картон (рис. 11).

Рис. 11. Схема офсетной печати

Офсетная печать - классический и наиболее привычный способ полноцветной печати. Продукция, изготовленная офсетным способом, отличается высочайшим качеством при относительно невысокой стоимости. Самая сильная сторона офсетной печати -- это печать многотиражных полноцветных изображений. Чем больше тираж, тем меньше стоимость оттиска.

Основные преимущества офсетной печати:

* Высокая экономичность при печати больших и средних тиражей;

* Достижение значительной скорости печати

· Стандартизированность и автоматизированность производственного процесса;

* Возможность качественно печатать на бумаге с самыми разными поверхностными структурами и любой плотностью.

Краски для офсетной печати.

Они представляют собой коллоидные системы, в которых мелкодисперсные пигментные вещества равномерно распределены в связующем веществе.

Пигменты - тонкодисперсные порошки различных цветов не растворяющиеся в воде. По происхождению они разделяются на природные и синтетические. В качестве пигментов могут использоваться как органические вещества, так и минеральные. Однако минеральные пигменты для изготовления офсетных красок не используют. Термин ахроматические говорит о том, что краска может быть либо белого, серого или черного цвета. Цветные краски, по аналогии называют хроматическими.

От свойств связующего зависит поведение краски в процессе печати. Закрепление на запечатываемом материале - это первейший показатель печатных свойств краски. Затем следуют показатели раскатываемости и накатываемости на печатные элементы формы, резинотканевые пластины и бумагу.

В качестве связующей основы могут быть использованы коллоиды или растворы твердых смол в минеральных и растительных маслах. Самые распространенные из них - производные канифоли и ее модификации с фенолформальдегидными и алкидными смолами. В обязательном порядке используются и растительные масла, в качестве одного из компонентов для получения растворов смол.

Закрепление происходит благодаря свойствам входящих в них компонентов впитываться, испаряться с высаживанием твердой фазы и химического пленкообразования.

При контакте краски с печатной формой и бумагой смачивание и прилипание краски обеспечивает масляная основа. Частицы же пигмента в этом процессе участия не принимают, будучи отделены в самой краске адсорбционно-сольватными оболочками.

Офсетные краски должны:

* иметь высокую интенсивность, позволяющую печатать тонким слоем;

* раскатываться и накатываться валиками и переходить на печатную форму, резинотканевую пластину, а затем на бумагу равномерным тонким слоем;

* обеспечивать четкое изображение на оттиске и не расплываться на бумаге;

* иметь липкость, достаточную для переноса краски на оттиск, но не вызывать выщипывания поверхностного слоя бумаги;

* иметь гидрофобные свойства, обеспечивающие минимальное эмульгирование краски с увлажняющим раствором;

* прочно и быстро закрепляться на оттиске.

Качество офсетных красок оценивается по адгезиозионно-когезионным и реологическим свойствам, степени перетира, способности закрепляется на бумаге и стабильности красочной системы.

Увлажняющий раствор является химически агрессивной средой по отношению к печатной краске, бумаге, печатной форме, валикам красочной и накатной системы и цилиндрам печатной конструкции, поэтому все они должны быть устойчивы к воздействию воды, спирта, кислоты и щелочи.

Увлажняющий раствор взаимодействует со связующей основой печатной краски. Связующее удерживает пигмент во взвешенном состоянии во избежание расслаивания краски, не растворяет его и не вступает с ним в химическую реакцию, так как это может привести к изменению цвета и печатных характеристик краски.

Увлажняющий раствор, согласно техническим условиям, представляет собой прозрачный или слабо окрашенный (для цветных красок) раствор и обеспечивает прочное закрепление пигмента. При печати применяются увлажняющие растворы с различной величиной рН, а связующие вещества некоим образом не должны взаимодействовать с ними.

Связующее по составу может сильно отличаться от другого по составу, поэтому закрепление может происходить в результате окислительной полимеризации, впитывания, частичного испарения растворителя и отфильтровывания твердой фазы.

Под термином закрепление печатной краски понимают процесс, когда полученное на бумаге изображение не смазывается и не перетискивается на вышележащие листы.

Для предупреждения отмарывания и склеивания оттисков в состав красок вводят некоторое количество минеральных масел и растворителей в виде растворов смол, специальных паст. Назначение добавок -- обеспечить необходимую скорость закрепления краски на материале благодаря их быстрому впитыванию и испарению.

Основную роль в равномерном распределение краски и её переносе на бумагу зависят от определенного соотношения сил адгезии (прилипание краски) и когезии (мощности внутреннего сцепления). В процессе печати адгезия должна в несколько раз превышать когезию.

Специфика офсетной печати породила сложный состав офсетных красок, что обусловило особые признаки этих красок: тиксотропию, высокую вязкость и липкость -- и применение сложных красочных аппаратов, в которых используется до 24 раскатных валиков и цилиндров (из них до четырех накатных). [12].

В настоящее время имеются картоноделательные машины шириной 4-6,5, на которых вырабатывается коробочный картон на скоростях до 400 м/мин.

Существует следующая шкала форматов печатных машин.

Формат печатной машины обозначается по наибольшему измерению листа, что связано с тем, что на большинстве печатных машин лист подается вдоль короткой стороны, т.е. характеристики машины увязываются именно с наибольшим измерением бумаги.

В настоящее время машины 46-го формата и меньших размеров применяются всё реже.

Формат 52 носит название GTO, потому что печатная машина Heidelberg GTO 52 положила начало этому формату печатных машин и впоследствии сделала его стандартом. Этот аппарат является наиболее распространенной листовой офсетной печатной машиной в мире.

Самая крупноформатная из листовых печатных машин в мире -- KBA Rapida 205, которая способна печатать на максимальном формате -- 1510 ? 2050 мм.

Офсетная печатная машина Heidelberg Speedmaster SM 524 наилучшим образом применяется во всем мире как в небольших офсетных типографиях, так и на крупных полиграфических предприятиях. Современное качество даже при частой смене заказов, хороший темп при наладке и печати тиража, надежность проводки листа и простота обслуживания -- все это гарантирует офсетная печатная машина Heidelberg Speedmaster SM52 как при больших, так и при малых тиражах.

6. Технологическая схема производства картона из макулатуры

Для производства 1 тонны картона необходимо:

Рис. 13. Технологическая схема производства макулатурного картона. [14].

7. Технологическая схема получения ЦКМ

Рис. 14. Технологическая схема получения ЦКМ.

Заключение

После проработки темы получено комплексное представление об изготовлении целлюлозного композиционного материала для изготовления упаковки в виде картонных коробок. Главной составляющей производства, в целом, является проработка каждого этапа производства с учетом всех влияющих критериев. Прежде всего, это обеспечение технологичности каждой стадии производства и его параметров. Начинается это с выбора конструкции. Далее выбор материала и технологический процесс его изготовления. Также рассмотрена технология меловального покрытия внешней стороны материала и латексного покрытия внутренней. И, наконец, офсетная печать на лицевой стороне материала. Всё это было рассмотрено и проанализировано.

Список использованной литературы

1. Ханлон Дж.Ф., Келси Р.Дж. Форсинио Х.Е. Упаковка и тара. - СПб.: Профессия, 2008.

2. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство. - М.: МГУП, 2001.

3. А. И. Бондарев, Производство бумаги и картона с покрытием, 1985 г.

4. Справочник упаковщика. - Хельсинки: Конверта, 1998.

Интернет - источники:

[1]. - Что такое картон, ссылка: http://www.mpzp.ru/art/92148104

[2]. - Устройство картона, ссылка: http://www.drukar.org/article7917.html

[3]. - Макулатурный картон, ссылка: http://karton-spb.ru/makulaturnii_karton

[4]. -Состав суспензии для мелования, ссылка: http://maxbooks.ru/paper/papir14.htm

[5]. - Барьерные свойства картона, ссылка: http://www.compuart.ru/Archive/CA/2003/6/2/#04

[6]. - Барьерные свойства картона, ссылка: http://www.baltcell.ru/index.php?id=160

[7]. - Классы картона, ссылка: http://www.karpovipc.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=31&Itemid=34

[8]. - Cтроение и свойства картона, ссылка: http://www.calculate.ru/ru/book/upakovochniy_karton/vvedenie/

[9]. - Латексы, ссылка: http://www.karpovipc.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=31&Itemid=34

[10]. -Методы мелования, ссылка: http://maxbooks.ru/paper/papir15.htm

[11]. - Шаберные системы, ссылка: http://www.kart-mash.ru/

[12]. - Офсетная печать, ссылка: http://www.bazilprint.ru/services/offset.php

[13]. - Офсетная печатная машина Heidelberg SM524, ссылка: http://www.rve.ru/pub/id/510

[14]. -Технологическая схема производства макулатурного картона, ссылка: http://www.kart-mash.ru/

Размещено на Allbest.ru