9.6.1. Виробництво паперу та сировина для його виготовлення

Папером називають волокнистий листовий, переважно рос­линного походження матеріал, маса якого становить 250 г. Картон на відміну від паперу має більші-товщину та масу.

За призначенням папір поділяють на групи, які складаються з окремих підгруп (приклади назв деяких підгруп подано у дуж­ках). Папір для друку (друкарський), писання (зошитовий, по­штовий), креслярсько-рисувальний (калька), електроізоляційний (кабельний, конденсаторний), санітарно-побутовий (туалетний, гігієнічний), фільтрувальний (лабораторні фільтри, фільтри для нафтопродуктів), промислово-технічний (патронний, лугостій­кий, наждачний), світлочутливий (основа для фотопаперу), пере­бивний (копіювальний), пакувальний (мішковий) тощо.

416

Властивості паперу. Папір має різні властивості. Він може бу­ти товстим або тонким, гладким або шорстким, міцним, білим або з відтінком, прозорим, стійким проти дії лугів і кислот тощо.

Папір як волокнистий матеріал з капілярною структурою лег­ко поглинає вологу з довкілля. Тому чим вища вологість повітря, тим вища вологість, паперу. Властивості паперу залежать від властивостей сировини.

Свою назву листовий матеріал дістав від свого попередника папірусу, на якому писали ще в древньому Єгипті.

Батьківщиною паперу є Китай. У Китаї папір виробляли ще задовго до н. є. В Європі першими почали виробляти папір угорці (1300 р.). В Україні першу папірню (фабрику для вироб­ництва паперу) побудовано в 1541 р. на Львівщині у місті Буськ. На сьогодні в Україні папір виробляють у Жидачеві (Львівщина), Малині (Житомирщина), Понінково (Хмельниччина) тощо.

Для виготовлення паперу та картону використовують целю­лозу отриману з різних порід дерев і рослин, макулатуру, ганчір'я тощо. Нещодавно почали використовувати штучні, синтетичні, мінеральні та інші волокна. Крім волокнистих речовин викорис­товують наповнювачі, воду, клеї, барвники тощо.

Волокнисті речовини (целюлоза). Основною сировиною для виробництва паперу є і буде рослина, оскільки вона недоро­га, швидко відновлюється і не порушує рівновагу в Природі.

На сьогодні основною волокнистою сировиною є целюлоза сульфатна та сульфітна, макулатура, ганчір'я, волокна (синте­тичні, штучні, мінеральні, вовняні) тощо.

Целюлозу варять із подрібненої рослинної сировини в казанах періодичної та безперервної дії.

Сульфатну целюлозу варять із подрібненої рослинної сирови­ни у розчині, основними компонентами якого є їдкий натр (NaOH) і сульфід натрію (); за температури (160... 180) °С і ти­ску (0,7... 1,2) МПа. Отримана продукція має темний колір. З неї виробляють технічні види паперу та картону.

Сульфітну целюлозу варять із знесмоленої хвойної деревини в розчині, основними компонентами якого є водний розчин (SO) і бісульфіти кальцію, магнію тощо, за температури (130... 145) °С і тиску (0,6.. .1,2) МПа. У процесі виробництва сульфітної целюло­зи більший вихід целюлози, а з відходів отримують етиловий спирт, кормові дріжджі та інші речовини.

417

Макулатура — це папір або картон, зіпсований у процесі ви­робництва, обрізки паперу, старі газети, часописи, книжки тощо. Це вторинна сировина. Вона є замінником свіжої целюлози. Ви­користання макулатури у процесі виробництва паперу має вели­ке значення. Затрати на папір, вироблений з макулатури, у (2...3) рази менші, ніж з целюлози. Менше забруднюється також довкілля, ніж під час виробництва паперу з рослинної сировини. Одна тонна макулатури економить (3...4,5) деревини або близько 15 великих дерев.

Ганчір'я також належить до вторинної сировини. Найкращий папір виробляють із лляного та конопляного ганчір'я.

Синтетичні та інші волокна використовують для виробництва спеціальних видів технічного паперу. Для отримання цих видів паперу використовують штучні, синтетичні, мінеральні (азбес­тові, базальтові) та інші волокна.

Волокнисті речовини можуть бути сухими або сирими. Із си­рих речовин виробляють якісніший і дешевший папір, ніж із су­хих. Проте використовувати сирі речовини можна лише тоді, ко­ли паперова фабрика розташована в межах паперово-целюлоз­ного комбінату.

Наповнювачі. У процесі виробництва більшості видів папе­ру до волокнистих речовин додають значну кількість мінераль­них речовин, які називають наповнювачами..

Наповнювачі поліпшують властивість паперу — надають йому гладкості, м'якості, непрозорості, роблять його білим тощо. Більшість наповнювачів дешевші, ніж волокнисті речовини. Дода­вання наповнювачів до волокнистих речовин робить папір дешев­шим. Проте поліпшуючи одні властивості паперу, наповшовачі погіршують інші, наприклад зменшують міцність. Для кожного виду паперу додається певна кількість певного наповнювача. Най­частіше наповшовачами використовують каолін, тальк, крейду, сульфати барію та кальцію, діоксид титану, алюмосилікати тощо.

Каолін (глина білого кольору) — один з найважливіших на­повнювачів паперу та картону.

Тальк (кисла сіль метакремнієвої кислоти ()) надає паперу м'якості, безшумності, підвищує адсорбцію дру­карських фарб тощо. Основним недоліком тальку є те, що папір більше пилиться.

Крейда (майже чистий карбонат кальцію (СаСО)) порівняно з каоліном І тальком біліша. Крейда надає паперу білизни, не-

418

прозорості, м'якості. її використовують у процесі виробництва цигаркового паперу.

Синтетичний сірчанокислий барій (BaSO) поліпшує білизну паперу, зменшує його прозорість і надає блиску.

Діоксид титану (ТіО) — дуже дорогий наповнювач, його вартість у (35...40) разів перевищує вартість каоліну. Його викори­стовують під час виробництва дуже якісного непрозорого паперу.

Алюмосилікати отримують на основі рідинного скла та роз­чинних кальцієвих солей і солей алюмінію. Вони роблять папір білішим, непрозорим та поліпшують друк. Тому їх часто викори­стовують замість дорогих титанових та інших наповнювачів.

Наповнювачі додають до паперової маси у вигляді суспензій. Це суміш найдрібніших твердих частинок і рідини, у якій вони містяться в завислому стані.

Вода. Для виробництва паперу використовують знесолену, без запаху та кольору воду, Особливі вимоги ставлять до води, яку використовують у процесі виробництва конденсаторного та інших видів технічного паперу.

На виробництво однієї тонни целюлозного паперу витрача­ють 150 води, а на 1 тонну конденсаторного — понад 1000 . У процесі виробництва однієї тонни паперу використовують більше води, ніж у процесі виробництва однієї тонни металу.

Клеї. Для проклеювання використовують каніфоль, па­рафіни, воски, тваринні клеї, крохмаль, казеїн, летикси, поліак-риламід тощо. Найчастіше використовують каніфоль. Паперова промисловість використовує 20% виробленої каніфолі. Назва каніфолі походить від грецького міста Колофонія в Малій Азії, де її вперше отримали. Зараз каніфоль виробляють із живиці хвойних дерев, найчастіше із сосни, відігнавши скипидар.

Барвники. Для надання паперу білизни або кольору до па­перової маси додають невелику кількість синіх, фіолетових та інших барвників.