Способ формирования бумажного полотна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) ц 5 021 Е 1 00 ЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ате сти о-исследовкторский инудования дляышлен ности Г, Игнатен 7 3012,Изобретение относится к способу, предназначенному для производства бумаги и картона с одинаковыми прочностными свойствами по их толщине, и может найти применение в бумажной промышленности.Цель изобретение - увеличение прочности полотна и снижение энергозатрат.На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит сетку 1, на которой формуется волокнистый слой 2, форсунки 3-5 и вакуумную камеру 6, разделенную перегородками на отсеки 7, имеющие индивидуальный подвод вакуума. Со стороны форсунки имеется камера 8 давления с нагнетательными вентиляторами 9. Форсунки 3 и 4 связаны каждая с индивидуальным коллектором (не показан), а форсунка.5 связана с воздухопроводом(не показан) и снабжена распределительной камерой 10. Способ осуществляют следующим образом.Напыление через форсунки 3 и 4 на движущееся полотно ведут наполнителем, имеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Патент Англии М 109кл. 0 1 й, 1963.Патент Финляндии Мкл. О 21 Г 1/00, 1975. Авторское свидетельство СССР М 279331, кл. О 21 Е 1/00, 1968,(54)(57) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ БУМАЖНОГО ПОЛОТНА, включающий постадийное напыление наполнителя на формуемый на движущейся сетке волокнистый слой и обезвоживание под разрежением, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения прочности полотна и снижения энергозатрат, напыление ведут при концентрации наполнителя 0,8 - 60,0; и увеличивающемся от 0,09 до 1,0 кгс/см разрежении по ходу движения слоя на сетке,ющим в своем составе мелкое волокно (мельштоф,.активный ил, шламлигнин и др.) размером 0,02-1 мм.При выработке бумаг, к которым не предъявляются высокие требования по прочности, наполнитель, подаваемый в форсунки 3, 4 и в распределительную камеру 10, имеет одинаковую концентрацию в пределах 0,8-60;5. Концентрация не может быть меньше 0,80, так как начальный участок напыления находится в конце регистровой части на границе перехода формуемого полотна из двухфазного состояния в трехфазное. Следовательно, волокнистый слой на участке напыления содержит жидкость и воду. Сухость полотна после регистровой части достигает 0,8-4 в зависимости от характера массы, Поэтому во избежание излишних энергозатрат на удаление избыточной влаги концентрация наполнителя должна быть выше или равна концентрации волокнистого слоя,В отсеки вакуумной камеры подается вакуум, степень разрежения которого уве 1601266личивается по ходу движения полотна от 0,09 до 1 кгс(см . Под воздействием вакуума на начальном участке напыления частицы волокносодержащего наполнителя, попавшйе в воду, находящуюся в верхних слоях формуемого полотна, устремляются потоками фильтруемой в ламинарном режиме жидкости в нижние слои, У стенок капилляров скорость движения жидкости равна нулю, а в центре, под воздействием сил вакуума, достигает таких значений, что мелкие волокна ориентируются вдоль капилляров и вместе с фильтруемой жидкостью устремляются в нижниие слои полотна, Благодаря малой толщине частиц и продольному расположению волокна вдоль капилляров исключается забивание последних частицами наполнителя, что позволяет им беспрепятственно пройти в нижние слои полотна,Поскольку по ходу полотна количество напыляемого волокносодержащего наполнителя увеличивается в единицу времени и увеличивается тем самым сопротивление обезвоживанию формуемого полотна, уровень вакуума в отсеках постепенно повышают, Величина вакуума определяется свойствами формуемого полотна и наполнителя.Вакуум меньше 0,09 кгс(см не обеспечивает транспортировки волокон в нижние слои полотна и их ориентации, так как полотно уже прошло образование вакуума на мокрых отсасывающих ящиках, где уровень вакуума 0,06 - 0,08 кгс(см . Вакуума, превыгшающего 1 кгс(см, создать невозможно.При выработке бумаг, к которым предьявляются высокие требования по прочности, наполнитель на формуемое полотно из форсунок 3, 4 и распределительной камеры 10 подается из автономных коллекторов с последовательным по ходу полотна повышением концентрации. При этом концентрация наполнителя равна средней концентрации формуемого слоя на данной стадии напыления. Это необходимо по следующей причине. По ходу полотна из нижних слоев отводится вода, объем которой заполняется мелким волокном наполнителя. При этом средняя концентрация волокнистого слоя возрастает. При подаче наполнителя сконцентрацией, равной средней концентрации волокнистого слоя, на данном участке исключается подача вместе с наполнителем излишней влаги в уже сформованный слой,Концентрация наполнителя не должна превышать 60;, поскольку при большей концентрации воздух содержится уже внутри волокна, что приводит к всплыванию волокон в верхние слои. Для того, чтобысмочить волокна, сухость которых превышает 60;ь, требуются затраты времени, непроизводительные при быстропротекающем процессе формования бумажного полотна.5 Камера 10 с воздушной форсункой 5 служитдля подачи наполнителя с максимальной концентрацией.При необходимости формования толстых слоев, например, картона, а также по лотна, изготавливаемого изтруднообезвоживаемой массы, полотно со стороны напыления подвергается воздействию избыточного давления от 0,1 до 1 кгс(смг,15 П р и м е р 1. Получение мешочнойбумаги с использованием в качестве наполнителя избыточного активного ила от биологической очистки промстоков, Суспенэию ила с частицами размером 0,05 мм концен трацией 2,5 О(, с помощью форсунок 3-5 икамеры 10 напыляют на формуемое полотно мешочной бумаги, композицию которой составляет сульфатная небеленая хвойная целлюлоза, проклеивающие агенты; клей и 25 осадитель. Масса 1 м 80 г. Концентрациягволокнистого слоя в начале участка напыления составляет 2,5 О(,. В отсеки 7 вакуумной камеры подается вакуум, увеличивающийся по ходу движения полотна от отсека к отсеку 30 соответственно 0,09 до 1 кгс(см (при 5 отсеках).После выхода из эоны напыления получается мешочная бумага, соотношение компонентов в которой следующее, мас.ф,: 35 Сульфатная небеленаяцеллюлоза 94,7 Активный ил 2,5 Проклеивающий агент(канифольный клей) 0,4 Осадитель (глинозем) 2,4 Мешочная бумага обеспечивает равномерность распределения наполнителя по толщине полотна, удержание ила составляет 91. При наполнении бумажной массы 45 илом согласно известному способу, т.е. вве 40 дении ила в массу перед формованием волокнистого слоя, удержание активного ила вбумаге не превышает 40. 50 П р и м е р 2. Получение коробочногокартона с использованием в качестве наполнителя активного ила.Суспензию ила концентрацией 6,37 ь напыляют на формуемый с помощью форсунок 55 3-5 и камеры 10 из макулатурной массыкартон (масса 1 м 400 г). Концентрация волокнистого слоя в начале участка напыления составляет 5,5 О, В отсеки 7 вакуумной камеры подается вакуум соответственно от 0,09 до 1 кгс(см, Для увеличения скоростиг1601266 35 При подаче наполнителя из распределительной камеры 10 он распыляется посредством воздушной форсунки 5, По выходе иэ зоны напыления получают картон со следующим соотношением компонентов, мас.:Сульфатная небеленаяцеллюлоза 90,5 Активный ил 6,0 Канйфольный клей 1,0Глинозем 2,540 45 П име 1 П име 3 име 2 Физико-механические характеристики про- дукции П Предлагаемый картон Предлагаемый картон Известныйпо ГОСТ7933-75марка В Известный Сопротивление про- давливэнию, кгс/см 2 Разрывной г з,кгс 4,5 4,2 16,1 7,5 10,0 9,4 наполнения картона илом по толщине воздействуют на волокнистый слой избыточным давлением, равным 0,2 кг/см,2После выхода из зоны напыления соотношение компонентов в картоне следующее, мас.:Макулатура 94 Активный ил 6 Предел прочности такого картона составляет 17,6 Н, излом 56.П р и м е р 3. Получение тарного картона высокой прочности,Суспензию ила концентрацией 9 напыляют из форсунки 3 на начальный участок напыления. Формируемый волокнистый слой состоит из сульфатной целлюлозы, проклеивающего агента и осадителя, Масса 1 м картона 200 г. Концентрация волокнистого слоя картона на начальном участке напыления составляет 9.В отсеки 7 подается вакуум соответственно от 0,6 до 1 кгс/см. Для увеличения скорости наполнения картона илом по толщине воздействуют на волокнистый слой избыточным давлением, равным 0,4 г/см .По ходу движения полотна при заполнении его пор мелким волокном его средняя концентрация меняется от 9 до 60. По мере возрастания средней концентрации полотна возрастает концентрация подаваемого в форсунки наполнителя. Так, в форсунку 4 подается наполнитель концентрацией 25, а в камеру 10 - концентрацией 60%. Предлагае- Известная мая мешочная бумага 5 10 15 20 25 30 Сопротивление продавливанию составляет 1601 кПа, кольцевая опорная жесткость 256 Н,Качественные показатели отдельных видов продукции, получаемых по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице,По сравнению с известным способом, в устройстве для реализации которого после регистровой части установлена сосунная часть, предлагаемый способ имеет следующие преимущества.При обычном формовании полотна по достижении сухости 0,8 - 4 дальнейшее обезвоживание осуществляется за счет прососов воздуха на отсасывающих ящиках при непрерывно возрастающем сопротивлении фильтрации, вызываемом уплотнением волокнистого слоя в результате прососа воздуха через волокнистый слой. По предлагаемому способу при сухости свыше 0,8 - 4,0 О полотно поступает на участок напыления наполнителя, где мелкие волокна, содержащиеся в найолнителе, попадают в верхние слои полотна, ориентируются вдоль капилляров и с помощью сил вакуума распределяются равномерно по толщине полотна.После прохождения участка напыления наполнителем, заполнившим вместо воды поры волокнистого материала, сухость полотна достигает высоких значений. Поскольку поры волокнистого материала заполнены наполнителем, прочность сформованного полотна возрастает настолько,что его можно направить в прессовую часть для механического отжима воды и уплотнения. Увеличение прочности сформованного полотна позволяет, во избежание потерь мелкого волокна наполнителя, исключить операцию обезвоживания полотна за счет прососа воздуха на отсасывающих ящиках.Кроме того, резко снижаются энерго- затраты на формование полотна по этим же причинам.Известный по ГОСТ 7933-75 марка В Известный Известная 93 119 2,7 2,8 0,6 0,6 0,6 0,6 1,8 5,6 205 906 56 24,0 25,6 Физико-механические характеристики про- дукции Раздирание, кгсРастяжимость, ммТолщина,ммПлотность,г/смП ределпрочности,кгсlсмИзлом, число двойныхперегибовКольцеваяопорная жесткость, кгс/см.П имер 1 Предлагаемая мешочная бумага П име 2 Продолжение таблицы П име 3 Предлагаемый картон