Картон для плоских шарів гофрованого картону із зниженою масою 1 м2

1 Картон для плоских шарів гофрованого картону, що складається з поверхневого шару, який містить розмелені та проклеєні волокна целюлози небіленої сульфатної, середнього шару, що міс тить розмелені и проклеєні волокна макулатури, який відрізняється тим, що містить у поверхневому шарі волокна целюлози небіленої сульфатної, розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР, у середньому шарі містить волокна макулатури, розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР, у нижньому шарі містить волокна макулатури, що розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР та мають масовий показник середньої довжини волокна не менше бОдг 2 Картон по п 1 , який відрізняється тим, що у поверхневому та нижньому шарах містить волокна, проклеєні крохмальним клеєм Винахід належить до целюлозно-паперової промисловості, зокрема, до виробництва тарного картону, що може використовуватися як первинний матеріал для виготовлення тари або як плоский шар для виготовлення гофрованого картону За фізичним станом картонну тару поділяють на таку, що сприймає, не сприймає та частково сприймає статичні й динамічні ЗОВНІШНІ навантаження Внаслідок чого вироблено вимоги до картонної тари, що має бути або МІЦНІСТНОЮ (запобігає руйнуванню-розриванню за корпусними та клапанними ЛІНІЯМИ згинання ящика), або жорсткісною (запобігає втраті несучої здатності - зминанню) Приклад МІЦНІСТНОІ тари - ящик із гофрованого картону для мороженої рибної продукції, блок якої здатний опиратися стисканню значно більше, ніж сама тара Приклад жорсткісної тари - ящик із гофрованого картону для пакування печива, опір стисканню якого (ящика) повинен бути досить високим для запобігання його зминанню при встановлюванні у штабель або транспортуванні Для одержання МІЦНІСТНОІ та жорсткісної структури картону необхідні не тільки різноманітні способи приготування волокнистого напівфабрикату, але й параметри розмелювання, відливання, пресування, сушіння при виготовленні тарного картону Відомий двошаровий картон для плоских шарів гофрованого картону , що містить в основному шарі полісульфідну целюлозу з виходом 56 - 57% та ступенем млива до 20°ШР (градусів ШопераРіглера), а в поверхневому шарі ту саму целюлозу з виходом 52 - 53% і ступенем млива до 30°ШР, за умови, що кожний шар проклеєний каніфольним клеєм (А с СССР № 508574, кл D21H5/14.1974) Відомий картон має поряд з високим опором продавлюванню велику жорсткість Та незважаючи на це, виготовлення такого картону не завжди економічно доцільне, оскільки він виготовлений повністю з первинних напівфабрикатів (крафт-лайнер), що дорого коштують За умов зрослого дефіциту деревинної сировини хвойних порід у виробництві картону для плоских шарів гофрованого картону збільшується використання напівфабрикатів із листяних порід деревини Відомий картон для плоских шарів гофрованого картону, що складається з поверхневого та основного шарів Основний його шар містить 75 - 85% довговолокнистої фракції сульфатної небіленої целюлози з виходом 50 - 60% та ступенем млива 18 - 35°ШР і 15-25% довговолокнистої фракції листяної напівцелюлози із середньою довжиною волокна 1,10 - 1,25мм та ступенем млива 20 25°ШР, а поверхневий шар містить коротковолокнисту фракцію сульфатної небіленої целюлози з виходом 50 - 60% та ступенем млива 28 - 35°ШР (Ас № 1490208, кл D21H1/02, 1987) Згаданий картон для плоских шарів гофрованого картону має високу МІЦНІСТЬ, якої досягають за рахунок використання в основному шарі картону довговолокнистої фракції первинних волокнистих напівфабрикатів ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД картону також поліпшений за рахунок використання у поверхневому шарі коротковолокнистої сульфатної целюлози 1 О ю При виготовленні відомого картону для плоских шарів гофрованого картону необхідне фракціонування волокнистих напівфабрикатів, а це вимагає додаткового обладнання та ускладнює технологічну схему Оскільки у композиції картону використана лише довговолокниста фракція листяної напівцелюлози, коротковолокниста фракція, можливо, використовується у композиції іншого виду паперу або картону Таким чином, винахід може бути застосованим лише на підприємстві, де одночасно випускають продукцію декількох найменувань Відомий картон для плоских шарів гофрованого картону (Ас СССР № 598996, кл D21H1/02, 1976), поверхневий шар якого містить хвойну сульфатну небілену целюлозу з виходом 48 - 50% та каніфольний клей, а основний шар містить 19,80 19,84% хвойної сульфатної небіленої целюлози з виходом 60 - 62% і 0,16 - 0,20% каніфольного клею Відомий картон має достатні показники МІЦНОСТІ завдяки вмісту в його композиції довговолокнистої хвойної сульфатної небіленої целюлози Довгі волокна хвойної сульфатної небіленої целюлози при формуванні відомого картону виконують роль каркасоутворювальних елементів, а більш короткі волокна березової сульфатної напівцелюлози заповнюють проміжки між ними як свого роду наповнювачі Через це відомий картон має достатню МІЦНІСТЬ і велику жорсткість Але висока вартість первинних напівфабрикатів у складі його композиції збільшують вартість готового картону Відомий двошаровий картон для плоских шарів гофрованого картону (А с № 566897, кл D21H1/00, D21H 5/00, 1977), поверхневий шар якого містить проклеєні каніфольним клеєм волокна целюлози сульфатної з хвойних порід деревини, а основний шар містить проклеєні каніфольним клеєм волокна бісульфатної напівцелюлози та макулатури До основного шару картону введений алюмінат натрію й тальк Тальк є наповнювачем, що здешевлює картон, а алюмінат натрію збільшує термостійкість і ДОВГОВІЧНІСТЬ картону Відомий картон має у поверхневому шарі волокна целюлози сульфатної небіленої із ступенем млива 30°ШР Такий ступінь млива не дозволяє повністю використовувати потенційну МІЦНІСТЬ сульфатної небіленої целюлози із хвойних порід деревини З метою досягнення необхідних показників МІЦНОСТІ при виготовленні відомого картону до основного його шару поряд з макулатурою введені первинні напівфабрикати Використання ж у композиції картону великої КІЛЬКОСТІ первинних напівфабрикатів призводить до збільшення його вартості Відомий картон для плоских шарів гофрованого картону з високим вмістом макулатури (Экспресс-информация "Целлюлоза, бумага, картон" М ВНИПИЭИлеспром-1984- Вып 11 - С 14-20), що виготовляється з 30% целюлози набіленої сульфатної з хвойних порід деревини марки НС-2 та 70% макулатури Відомий картон виготовляють на картоноробній машині, оснащеній вакуумформерами Приготування маси для кожного шару згаданого картону провадять окремим потоком Відомий картон складається з трьох шарів поверхневого, середнього і нижнього та має такий розподіл напівфабрикатів у шарах та за масою 51407 1м' поверхневий шар целюлоза небілена сульфатна з хвойних порід деревини масою шару площею 2 1м 90г, середній шар макулатура марок МС-3, МС-5 2 масою шару площею 1 м 120г, нижній шар макулатура марок МС-4, МС-6 2 масою шару площею 1 м 90 г Значення рН маси у машинному басейні поверхневого шару, що дорівнює 5,3 - 5,2, свідчить, що для приготування маси поверхневого шару відомого картону використано проклейку, переважно каніфольну Опір зламу, всотуваність, руйнівне зусилля при стисканні кільця відомого картону відповідають вимогам ГОСТ 7420 для марки К-3 Але при цьому абсолютного опору продавлюванню досягти не завжди вдається Таким чином, незважаючи на те, що відомий картон має велику масу (маса картону площею 1м2 300г), картон може бути використаним для виробництва гофрованого картону, призначеного для виготовлення жорсткішої тари, для якої визначальним показником є не опір продавлюванню, а опір стисканню вздовж гофрів, тобто тари для продукції, що не здатна приймати навантаження штабеля Відомий картон містить у поверхневому шарі сульфатну небілену целюлозу з хвойних порід деревини зі ступенем млива 30°ШР Такий ступінь млива дозволяє отримувати картон із досить рівною поверхнею та високими значеннями показників руйнівного зусилля при стисканні кільця у поперечному напрямі Але з таким ступенем млива повною мірою не використовується МІЦНІСТЬ сульфатної небіленої целюлози У середньому шарі відомий картон містить макулатуру зі ступенем млива 40°ШР, у нижньому - зі ступенем млива 32°ШР Такий ступінь розробки макулатурних волокон не забезпечує необхідної МІЦНОСТІ Недостатня МІЦНІСТЬ згаданого картону компенсує підвищена маса 1м2 картону, що дорівнює 300г, а більше значення маси 1м2 картону вимагає збільшення витрат напівфабрикатів для його виготовлення За основу винаходу поставлено завдання шляхом оптимального розроблення волокон целюлози і макулатури та поліпшення структури картону забезпечити високе руйнівне зусилля при стисканні кільця у поперечному напрямі з одночасним зниженням маси 1м2 картону та витрат на його виробництво Поставлене завдання вирішується тим, що картон для плоских шарів гофрованого картону, що складається з поверхневого шару, який містить розмелені та проклеєні волокна целюлози небіленої сульфатної з хвойних порід деревини, середнього шару, що містить розмелені волокна макулатури, і нижнього шару, який містить розмелені та проклеєні волокна макулатури, у ВІДПОВІДНОСТІ ДО винаходу містить у поверхневому шарі волокна целюлози небіленої сульфатної з хвойних порід деревини, що розмелені до 43 - 50°ШР, у середньому шарі містить волокна макулатури, розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР, у нижньому шарі містить волокна макулатури, що розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР та мають масовий показник середньої довжини волокна не менше бОдг Поставлене завдання вирішується також тим, що картон у поверхневому і нижньому шарах містить волокна, проклеєні крохмальним клеєм Механічну МІЦНІСТЬ тришарового картону більшою мірою визначає МІЦНІСТЬ поверхневого та нижнього шарів, менше - середнього У поверхневому шарі картон що заявляється МІСІТЬ розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР волокна целюлози сульфатної небіленої з хвойних порід деревини, що є однією з найбільш довговолокнистих напівфабрикатів Високий ступінь млива такої целюлози призводить до збільшення питомої поверхні целюлози та и МІЦНОСТІ Картон, що заявляється, містить у нижньому шарі розмелені до ступеня млива 43 - 50°ШР волокна макулатури Такий ступінь млива обумовлює достатньо велику питому поверхню волокон Показник ступеня млива характеризує ступінь розробки волокна, а також ступінь його гідратації при розмелюванні, проте не дозволяє повною мірою оцінити розміри волокна, а саме від розмірів волокна залежить їх розташування при формуванні паперового полотна, отже, і його структура Картон, що заявляється, містить волокна макулатури, які мають масовий показник середньої довжини волокна не менше бОдг, що у поєднанні зі ступенем млива 43 - 50°ШР дозволяє досягти високих показників МІЦНОСТІ і зниженої маси 1м2 картону Волокна поверхневого, середнього та нижнього шарів картону, що заявляється, мають близькі значення ступеня млива, завдяки чому згаданий картон не зазнає скручування Винахід ілюструється такими прикладами Приклад 1 Приготування маси для виготовлення картону здійснюють трьома самостійними потоками Масу для поверхневого шару картону готують таким чином Паки целюлози небіленої сульфатної з хвойних порід деревини подають до пдророзбивачів ГРГм-40 Після розпускання масу подають до очищувачів високої концентрації ОМ02М і після очищення спрямовують у буферний басейн, потім на дискові млини МДС-24 Масу розмелюють до ступеня млива 45°ШР Розмелену масу направляють до машинного басейну У машинний басейн подають каніфольний клей КІЛЬКІСТЮ 1,5% маси абсолютно сухого волокна Із машинного басейну масу спрямовують на вакуумформери До лінії руху маси до вакуумформерів подають сульфат алюмінію Для приготування маси середнього шару макулатуру марок МС-7Б, МС-8Б, МС-13В розпускають у пдророзбивачі ГРГм-40 Після розпускання масу подають до магноклінеру і далі до вихрових конічних очищувачів високої концентрації ОМ-02М Очищену масу направляють до сортувального пдророзбивача ГРС-200, звідки й подають до напірних сортувалок Відсортовану масу акумулюють у буферному басейні, потім розмелюють у дискових млинах МДС-24 до ступеня млива 45°ШР та скеровують до машинного басейну, потім - у вакуумформери Для приготування маси нижнього шару макулатуру марок МС-ЗА, МС-4А, МС-5Б розпускають у пдрозбивачі ГРГм-40, очищують у магноклінері, потім в очищувачах високої концентрації ОМ-02М Очищену масу подають до сортувального пдроро 51407 збивача ГРС-200 Відсортовану масу після загу3 щення до масової концентрації волокна 280г/дм скеровують для обробки до термодисперсної установки (ТДУ) УМ-06 Із ТДУ масу направляють до змішувача-розбивача, розводять до масової 3 концентрації 40г/дм та акумулюють у буферному басейні, далі розмелюють у дискових млинах МДС-24 до ступеня млива 45°ШР та масового показника середньої довжини волокна бЗдг Розмелену масу скеровують до машинного басейну Туди ж вводять каніфольний клей у КІЛЬКОСТІ 1,0% маси абсолютно сухого волокна Із машинного басейну масу подають до вакуумформерів До лінії руху маси до вакуумформерів вводять флокулянт Перкол-173 До всотувальних ЛІНІЙ відцентрових насосів другого ступеня розведення маси подають сульфат алюмінію Сформоване тришарове полотно пресують і сушать, маса картону площею 1м2 складає 150г Визначають фізико-механічні показники готового картону за нормативною документацією, прийнятою у целюлозно-паперовій промисловості Результати всіх визначень зводять у таблицю Приклад 2 Картон для плоских шарів гофрованого картону виготовляють аналогічно до прикладу 1, але проклейку здійснюють крохмальним клеєм, витрати якого складають 1,0% маси абсолютно сухого волокна Приклад 3 Картон для плоских шарів гофрованого картону виготовляють аналогічно до прикладу 2, але крім проклейки крохмальним клеєм у масі додатково використовують однобічну поверхневу проклейку на клеїльному пресі з витратою 10кг катіонного крохмалю на 1 тонну картону Ступінь млива розмеленої маси кожного з шарів дорівнює 49°ШР Приклад 4 Картон для плоских шарів гофрованого картону виготовляють аналогічно прикладу 1, але целюлозу небілену сульфатну розмелюють до ступеня млива 30°ШР Приклад 5 Картон для плоских шарів гофрованого картону виготовляють аналогічно до прикладу 2, але ступінь млива волокнистих матеріалів кожного з шарів дорівнює 48°ШР, а у нижньому шарі картон містить волокна макулатури з масовим показником середньої довжини волокна 53дг Приклад 6 (найближчий аналог) Приготування маси для виготовлення картону здійснюють трьома самостійними потоками Для приготування маси поверхневого шару целюлозу небілену сульфатну марки НС-2 за ГОСТ 11201 розпускають у пдророзбивачі, очищують на очисниках високої концентрації, розмелюють до ступеня млива ЗО°ШР і направляють до машинного басейну, куди вводять каніфольний клей Проклеювання волокнистої маси ведуть з витратою каніфольного клею 1,5% маси абсолютно сухого волокна Масу з машинного басейну спрямовують до вакуумформерів У всмоктувальні лінії відцентрових насосів другого ступеня розведення маси подають сульфат алюмінію Для приготування маси середнього шару макулатуру марок МС-3, МС-5, МС-7 розпускають у пдророзбивачі, очищують у магноклінері та очищувачах високої концентрації Очищену масу подають до сортувального пдророзбивача, після 51407 якого масу направляють до напірних сортувалок Відсортовану масу акумулюють у буферному басейні, потім розмелюють на дискових млинах до ступеня млива 40°ШР і направляють до машинного басейну і далі на вакуумформери Для приготування маси нижнього шару макулатуру марок МС-4, МС- 6 розпускають у пдророзбивачі, очищують у магноклінері та очищувачах високої концентрації Очищену масу загущують до 3 концентрації 280г/дм і направляють у ТДУ Після ТДУ масу розводять до концентрації волокна 3 40г/дм та подають у дискові млини для розмелювання Розмелену масу із ступенем млива 32°ШР подають до машинного басейну, куди вводять каніфольний клей з витратою 1,0% маси абсолютно сухого волокна Із машинного басейну масу подають на вакуумформери До лінії подачі макулатурної маси на вакуумформери вводять флокулянт поліакриламід, у всмоктувальні лінії відцентрових насосів другого ступеня розведення маси вводять сірчанокислий алюміній Сформоване тришарове полотно пресують та сушать, маса картону площею 1м2 складає 300г 8 У одержаному картоні визначають фізикомеханічні показники за нормативно-технічною документацією, що прийнята у целюлозно-паперовій промисловості Результати визначень об'єднують у таблицю Приклад 7 (найближчий аналог) Картон для плоских шарів гофрованого картону виготовляють аналогічно до прикладу 6, але маса картона пло2 щею 1 м складає 175г 2 Маса картону площею 1 м 300г для плоских шарів гофрованого картону (найближчий аналог , приклад 6) за показником руйнівного зусилля при стисканні кільця у поперечному напрямі відповідає марці К-3 (ГОСТ 7420) Із зменшенням маси карто2 ну площею 1 м до 175г (найближчий аналог, приклад 7) картон за показником руйнівного зусилля при стисканні кільця також не відповідає маркам К2, К-1 (ГОСТ 7420) Підвищення ступеня млива середнього і нижнього шарів (приклад 4) призводить до деякого збільшення руйнівного зусилля, проте через велику різницю ступенів млива поверхневого та нижнього шарів картон скручується Таблиця Найменування показника 1 2 Ступінь млива волокнистих матеріалів, °ШР Поверхневого шару 45 45 Середнього шару 45 45 Нижнього шару 45 45 Маса картону площею 1 м2,г 175 175 Масовий показник середньої довжини волокна, дг Нижній шар 63 65 Абсолютний опір продавлюванню, кПа 540 560 Поверхнева вбирність води під час однобічного змочування (метод Кобба) 20 19 г/м2 Руйнівне зусилля під час стискання кільця в поперечному напрямку, Н 190 200 Збільшення ступеня млива целюлози та макулатури понад 50°ШР економічно недоцільне, оскільки це збільшує витрати електроенергії, коли МІЦНІСТЬ зростає неістотно Картон для плоских шарів гофрованого картону, що містить у нижньому шарі макулатуру зі ступенем млива 48°ШР, масовий показник середньої довжини волокна якого нижчий бОдг (приклад 5), має недостатню МІЦНІСТЬ та жорсткість Показники опору продавлюванню та руйнівного зусилля при Значення показника Приклади 3 4 5 6 7( найближ аналог) 49 49 49 175 ЗО 40 32 300 ЗО 40 32 175 7170 53 59 580 510 500 525 59 480 19 ЗО 45 45 175 48 48 48 175 19 18 20 20 210 175 178 300 170 стисканні кільця у поперечному напрямі зменшені Картон для плоских шарів гофрованого картону, що заявляється, має меншу масу 1м2 (приклади 1-3), за показниками руйнівного зусилля при стисканні кільця у поперечному напрямі відповідає більш високій марці К-1 (ГОСТ 7420) До того ж показник руйнівного зусилля вищий, якщо картон у поверхневому та нижньому шарах містить волокнисті матеріали, проклеєні крохмальним клеєм (приклади 2, 3) ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71