Картон и бумага

Размещено на http://www.allbest.ru/

КАРТОН И БУМАГА

Содержание

Введение

1. История зарождения и развития производства бумаги и картона

1.1 История производства бумаги

1.2 История производства картона

2. Характеристика материалов для производства бумаги и картона

3. Ассортимент бумаги и картона

Заключение

Введение

Бумага - это тонкие и ровные листы или ленты материала, состоящего в основном из целлюлозных волокон (древесная целлюлоза, древесная масса, волокна хлопка, льна, макулатурная масса и некоторые другие вспомогательные добавки). Длина растительных волокон, из которых образована бумага, 1-2 мм. при диаметре около 25 мкм. Масса одного квадратного метра бумаги достигает 250 грамм.

По определению, бумага - это пористо-каппилярный плоскостной искусственно созданный материал, доступный для проникновения воздуха, влаги и красок. При размачивании в воде обычные сорта бумаги теряют свою механическую прочность, при пропитке керосином или маслами прочность бумаги не меняется. Это убеждает в том, что целлюлозные волокна в бумаге соединены между собой главным образом водородными связями.

Свойства бумаги зависят от волокнистого состава, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а также технологии отлива и отделки, благодаря чему бумага получается с разными свойствами. Чёткой границы между бумагой и картоном нет. Согласно ГОСТ, бумагой называется «материал с массой квадратного метра до 250 г., состоящий преимущественно из растительных волокон, связанных между собой силами поверхностного сцепления, в котором могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители, химические и натуральные волокна, пигменты и красители». Картоном, в свою очередь, называют «материал, состоящий преимущественно из растительных волокон, отличающийся от бумаги большей толщиной и массой квадратного метра». По немецкой классификации, картоном считается бумага с массой 1 м? более 150 г. Большинство специалистов считают картоном бумагу толщиной свыше 0,2 мм. или любую многослойную бумагу.

1. История зарождения и развития производства бумаги и картона

1.1 История производства бумаги

Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена в 105 году н. э. Цай Лунем (четыре великих изобретения). Однако в 1957 году в пещере Баоця северной провинции Китая Шаньси обнаружена гробница, где были найдены обрывки листов бумаги. Бумагу исследовали и установили, что она была изготовлена во II веке до нашей эры.

До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки, а ещё раньше из шёлка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда.

Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Всё это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней.

В результате получились прочные листы бумаги. После изобретения Цай Луня, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться.

Стали добавлять для повышения прочности крахмал, клей, естественные красители и т. д.

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще через 150 лет, через военнопленных попадает к арабам. В VI-VIII веках производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии.

В XI-XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV-XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно - ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычерпкой её формами с сетчатым дном.

Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата - ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н.Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 запатентовали бумагоделательную машину.

К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.

1.2 История производства картона

Само слово «картон» происходит от итальянского «cartone», что значит твердый, жесткий. Начало картонного производства относят к середине XVI в., когда зародилось книгопечатание и для сохранения напечатанных текстов изготавливали своеобразные обложки, путем склеивания нескольких листов бумаги вместе. История использования гофрированного картона насчитывает более ста лет. Появление гофрированного картона было связано с необходимостью создания не просто упаковочного материала, а материала, обеспечивающего защиту товара от механических воздействий.

Возможность применения гофрированной бумаги для упаковки впервые была определена американцем, Альбертом Джонсоном, который искал подходящий материал для упаковки стеклянных колб и бутылок. Первый патент на использование этого нового материала для упаковки был зарегистрирован 19 декабря 1871г. Через десятилетие, в 1881 г. в США была выпущена первая машина с механическим приводом для изготовления двухслойного гофрокартона и сматывания его в рулоны.

Первая машина для гофрирования бумаг была очень примитивна. Ее рифленые валы, для изготовления которых были использованы два старых пушечных ствола, приводились в движение вручную.

Их нагрев, первоначально осуществлявшийся газом через газовые горелки, в связи с частым загоранием бумаги был вскоре заменен паровым обогревом. Длина пушечных валов составляла 660 мм. и длительное время являлась определяющим размером ширины выпускаемого гофрированного картона и бумаги.

Изготовление оборудования для производства гофрированного картона первоначально производилось в небольших мастерских.

А в дальнейшем на крупных машиностроительных предприятиях разных фирм, частично или полностью специализировавшихся на изготовлении нового типа оборудования.

Для переработки листов гофрированного картона в заготовки ящиков первоначально использовались имевшиеся картонажные и переплетные машины, тем более что ширина полотна гофрированного картона составляла первоначально 660 мм., увеличившись впоследствии до 850-1000 мм., а изготовлявшиеся картонные ящики имели малые размеры и, следовательно, машин с большой рабочей шириной не требовалось. Это были рилевочно-резательные машины, рубильные машины и др.

Для вырезки прорезей использовались дисковые пилы. Наряду с этим происходило и совершенствование гофрировальных машин, приведшее к созданию гофрировального агрегата, включающего все процессы от размотки рулонов картона и бумаги до получения трех-, пяти- и семислойного гофрированного картона в листах и двухслойного в рулонах.

Одновременно увеличивалась и рабочая скорость гофрирования. Если в 1895 г. максимальная скорость гофрирования составляла 3 м/мин, то в 1910 г. она составила 10, в 1920 г. 20-25, в 1930 г. достигла 100 м/мин.

Повышение скорости гофроагрегата свыше 60 м/мин долго тормозилось тем, что для поперечной отрезки листов гофрированного картона в состав агрегатов была включена резательная машина гильотинного типа, что вызывало постоянную задержку полотна гофрированного картона при отрезании каждого выходящего листа.

Совершенствование этого узла агрегата привело в 1940 г. к выпуску непрерывно действующей поперечно-резательной машины, являющейся прототипом современных машин. Несмотря на значительные изменения, современная гофротара не сильно отличается от первых ее образцов.

Именно благодаря несложной конструкции гофрокартон остается наиболее выгодным современным упаковочным материалом, из которого можно создавать тару любой конфигурации, прочности и отделки.

Более того, гофрированный картон является одним из самых экологически чистых упаковочных материалов.

Кроме относительной простоты изготовления, гофрокартон отличается своей универсальностью. Этот материал востребован во многих сферах промышленности, так как именно его выбирают для упаковки своей продукции производители продуктов питания, ликероводочной продукции, бытовой и оргтехники, канцелярских товаров и так далее. Таким образом, можно с полной уверенностью сказать, что гофрированный картон занимает огромную нишу на рынке упаковочных материалов.

В наше время производство гофрированного картона стало непрерывным процессом. Скорость современных гофрировальных агрегатов достигает 200 м/мин. Использование новых технологий в машиностроении позволило открыть новую нишу на рынке оборудования для производства и переработки гофрированного картона.

А именно: выпуск высокопроизводительного, относительно недорогого и не большого по габаритным размерам оборудования ориентированного на малый и средний бизнес. В настоящее время производители различных групп товаров предпочитают сами налаживать производство гофрированного картона и тары из него, для дальнейшего использования её в своих собственных нуждах. Открытие такого производства позволяет избежать существенных затрат на приобретение и доставку готовой тары из гофрированного картона. Существенно повышается гибкость использования различной гофротары в процессе упаковки выпускаемой продукции, независимо от поставщиков.

2. Характеристика материалов для производства бумаги и картона

Основным сырьем является древесная целлюлоза. Ее получают химической переработкой древесины хвойных или лиственных пород деревьев. Существует 2 способа: сульфатный и сульфитный. В первом методе используют древесину любых пород. Измельченную в щепу древесину обрабатывают путем варки в сульфатном щелоке, содержащем 9-10% NaOH при температуре 165-170°С и давлении 0,6-0,8 МПа.

Это наиболее распространенный метод. Сульфитный применяют преимущественно для хвойных пород.

Щепу обрабатывают сульфитным щелоком, в состав которого входят сернистая и серная кислоты в виде гидросульфитов натрия, магния, кальция и аммония, при 130-135°С и давлении 0,5-0,8 МПа.

В обоих случаях варка длится не менее 5-7 часов. После этого из целлюлозной массы удаляют механические примеси и, если необходимо, подвергают дополнительной химической обработке - отбеливанию. Отбеливание проводят хлорсодержащими окислителями (хлор или ангидриты его кислот) или соединениями, в состав которых входит активный кислород (пероксиды). Последний способ обработки более экологичен. Эта операция важна с точки зрения качества, т. к., отбеленная целлюлоза идет на производство высокачественных сортов бумаги и картона.

При выработке целлюлозы из древесины удаляется большая часть лигнина, который повышает жесткость бумаги, но снижает качество бумаги, и других веществ. Выход целлюлозы после обработки составляет 50-60%.

Сульфатная целлюлоза служит полуфабрикатом в производстве упаковочных видов бумаги и картона, и ее содержание во многом определяет прочностные свойства тары. Она дороже сульфитной целлюлозы и темнее ее (небеленые виды). Сульфатная целлюлоза - основной полуфабрикат для производства мешочной и оберточной бумаги марки А (обладает высокими прочностными свойствами).

Для удешевления в состав пульпы вводят древесную массу - продукт истирания древесины, и термомеханическую древесную массу, получаемую при размоле пропаренной древесной щепы. Ее добавление придает бумаге пухлость, жесткость, снижает прочностные свойства, долговечность, показатель излома. Древесную массу используют при изготовлении пачек и коробочного картона. Также используют в качестве добавок полуцеллюлозу (измельченный продукт неполной переработки древесины), натуральные хлопковые волокна - хлопок, лен, пеньку и джут.

В производстве используют для удешевления бумажную макулатуру. Различают ее по кратности использования волокон.

Первичная или возвратная - это отходы бумагоделательного производства, самая чистая. Макулатура второго поколения, прошедшая полиграфическое оформление, является отходом полиграфии.

Макулатура, извлеченная из твердых бытовых отходов или макулатура рециклинга - наименее чистая. Она требует специальной санитарной обработки. Слой бумаги или картона, контактирующий с пищевыми продуктами, не должен содержать макулатуру.

Сырьевые компоненты и полуфабрикаты для производства картона зависят от вида картона и его назначения. Для производства плоского картона используют первичное сырье - беленую или небеленую целлюлозу. Для удешевления картонов в состав компонентов вводят облагороженную бумажную макулатуру и древесную массу. В производстве гофрированного картона используют сульфатную или сульфитную небеленую целлюлозу, древесную массу, отходы сортирования целлюлозы, бумажную массу из сортированной макулатуры, несортированную макулатуру.

3. Ассортимент бумаги и картона

Бумагу используют для производства пакетов, пачек, мешков и для упаковывания продукции вручную и на автоматах.

Плоский и гофрированный картон применяют для изготовления жесткой потребительской (пачки, коробки, комбинированная тара) и транспортной (ящики) тары.

Выделяют следующие виды бумаги:

1) оберточная (для ручного упаковывания продовольственных и непродовольственных товаров, изготовления пакетов и формирования групповой упаковки);

2) для упаковывания пищевых продуктов на автоматах;

3) пергамент растительный;

4) подпергамент;

5) бумага парафинированная;

6) этикеточная, с микровосковым покрытием;

7) кашированная или ламинированная;

8) писчая;

9) для печати;

10) пергамин (полупрозрачная клееная бумага из беленой целлюлозы без наполнителя, служит для изготовления кальки и упаковывания пищевых продуктов).

Оберточная бумага вырабатывается из небеленой целлюлозы и других полуфабрикатов. В зависимости от их вида, назначения и показателей качества изготавливают 9 марок:

A, Б, В, г., 01, 02, Д, Е, Ж. Бумага марок Б, г., Е, Ж используется для упаковки пищевых продуктов, если она не содержит в своем составе макулатуры и другого низкосортного сырья. В основном она используется для упаковывания непродовольственных товаров («непищевая» бумага). Имеет естественный цвет волокон (оттенки серого или бежевого).

Бумага для упаковывания пищевых продуктов на автоматах предназначена для изготовления пачек, коробок, пакетов под бакалейные, кондитерские, хлебобулочные товары, сахар-песок, сахар-рафинад, стаканчиков для фасованного мороженого и др., а также для использования в общественном питании (одноразовые).

Ее выпускают следующих марок: 0, A-I, A-II, Б-I, Д, E-I, Е-11, B, г., ПВ-260. Продукцию, содержащую жиры и влагу, упаковывают в специальные жиростойкие виды бумаг: пергамент, подпергамент и парафинированную бумагу. Пергамент представляет собой растительный жиростойкий и влагопрочный материал. Его получают путем обработки специальных видов бумаги концентрированной серной кислотой в течение 2-3 сек: за это время в поверхностных слоях бумаги происходит интенсивное набухание целлюлозы.

При отжиме остатков кислоты набухшая целлюлоза заполняет межволоконные пространства, а при последующей промывке и сушке образуется плотная, малопористая структура, которая и определяет свойства пергамента. Выпускают пищевой (включая пергамент для выстилания изнутри банок при консервировании крабов), медицинский пергамент и полуфабрикат - в качестве основы для каширования или металлизации (напылением или с алюминиевой фольгой).

Подпергамент-малопористый, условно жиронепроницаемый вид бумаги, который предназначен в основном для внутреннего пакета в пачке или коробке, а также для выстилания ящиков при упаковывании кондитерских изделий, мясных и других продуктов. Низкая пористость структуры подпергамента достигается в результате тщательного размола бумажной массы при формировании материала. Выпускают нескольких марок в зависимости от его назначения: ЖВ, ПЖ, П.

Парафинированная бумага изготавливается из специальной бумаги-основы путем пропитывания ее расплавленным парафином. Процесс парафинирования повышает влагостойкость бумаги. Она предназначена для упаковывания карамели и конфет на автоматах, для сырково-творожных изделий и аналогичных продуктов. Картон для потребительской тары представляет собой плоский лист, используемый для изготовления пачек и коробок, для формирования корпусов жесткой комбинированной тары.

Плоский картон для потребительской тары выпускают следующих подгрупп:

- картон хромовый;

- хром-эрзац;

- хром-эрзац склеенный;

- коробочный;

- коробочный склеенный.

Наиболее высоким качеством обладает хромовый картон, который изготовляют из беленой сульфатной целлюлозы, как немелованной, так и мелованной. Мелованный хромовый картон имеет поверхность высокого качества, повышенную белизну и глянец.

Он наиболее дорогостоящий и используется для изготовления потребительской тары с многокрасочной печатью, пригоден для упаковывания пищевых продуктов.

В картоне хром-эрзац (эрзац означает «заменитель») внешняя поверхность выглядит как хромовый картон и для него используется беленая целлюлоза, а в состав внутреннего слоя входит древесная масса и облагороженная макулатурная масса, поэтому он имеет серый или бежевый оттенок Картон сохраняет высокие печатные свойства и поверхность, как у хромового картона при более низкой стоимости. Картоны хромовый и хром-эрзац имеют толщину 1-1,5 мм. Хром-эрзац склеенный состоит из двух слоев: верхний слой аналогичен хром-эрзацу. Обычно хром-эрзац склеенный имеет значительно большую толщину - до 3 мм., более выраженную шероховатость и пониженную белизну. Коробочный картон, в состав которого входит макулатура, используют для массовой упаковки: дешевых сигарет, сухих и замороженных продуктов, стиральных порошков, недорогой обуви и т. п.

Упаковывание пищевых продуктов недопустимо без внутреннего вкладыша. Он значительно дешевле других марок картона.

Коробочный картон и картон коробочный склеенный имеют темный цвет (темно-бежевый, серый, серо-зеленый, зеленоватый и т. п.), поскольку он изготовлен из небеленой целлюлозы с добавлением большого количества макулатуры и древесной массы. Однако это видно только на внутренней стороне, лицевая может иметь наклеенную этикетку и литографическое оформление. Маркировка картона состоит из слова «картон», марки, сорта, номинальной массы 1 м. кв. (г) (или толщины, мм.), обозначения нормативного документа. Для пищевой продукции должна быть дополнительная надпись «пищевой» после обозначения марки.

Гофрированный картон в отличие от плоского имеет особую конструкцию и представляет собой комбинацию плоских и гофрированных слоев. Плоский слой называется лайнер, а гофрированный, который имеет волнообразно-складчатую форму, называется флютинг. В зависимости от числа слоев гофрированный картон выпускают трех типов: Д (двухслойный), Т (трехслойный) и П (пятислойный).

Картон тарный плоский склеенный используется для изготовления ящиков под сливочное масло и маргарин в монолитах. В отличие от гофрированного картона его выпускают в меньшем количестве, но он обладает высокими прочностными свойствами.

Гофрированный картон отличается типом гофра: высотой профиля гофра и его шагом: А, С, В, Е. Крупные гофры обеспечивают амортизирующие свойства картона, мелкие - прочностные характеристики, поэтому картоны типа Т или П представляют собой комбинацию гофров крупных и мелких, мелких и средних и т. д.

Из бумаги и картона вырабатывают разнообразную потребительскую и транспортную тару.

Замена 1 млн. фанерных ящиков картонными, дает экономию более 5 тыс. м. куб. клееной фанеры.

Выпускают коробки картонные, ящики, мешки, пачки, банки картонные, пакеты, мешочную бумагу и др. Ассортимент бумажной и картонной тары очень широк и разнообразен.

Заключение

Бумага - очень древнее изобретение. Её знали в Древнем Китае. Отцом бумаги считают китайца Пай Луня, который придумал бумагу в 105 году новой эры. Делали её тогда так: клочки шелковой ваты, тряпье, старые рыболовные сети измельчали и бросали в чан с водой, взбалтывали, пока не получалась однородная, водянистая кашеобразная масса, которую черпали бамбуковой сеткой. Осадок, оставшийся лежать ровным слоем на сетке, просушивали. Этот принцип работает и сегодня, изменились только средства производства, масштабы, скорости и сырье.

Бумага - это тонкие и ровные листы или ленты материала, состоящего в основном из целлюлозных волокон (древесная целлюлоза, древесная масса, волокна хлопка, льна, макулатурная масса и некоторые другие вспомогательные добавки). Длина растительных волокон, из которых образована бумага, 1-2 мм. при диаметре около 25 мкм. Масса одного квадратного метра бумаги достигает 250 грамм.

Бумага и картон широко используются в различных отраслях промышленности. Из них делают массу различных товаров бытового назначения - одежду, постельное белье, салфетки, полотенца, обои, коробки, посуду, веревки и т. д. бумага картон материал

Для всего этого нужно очень большое количество сырья. Основным сырьем для изготовления бумаги и картона является древесная целлюлоза. Свойства бумаги и картона зависят от волокнистого состава, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а также технологии отлива и отделки, благодаря чему бумага получается с разными свойствами.

Размещено на Allbest.ru