Автор: admin

Содержание

Введение

Нормативно техническая документация

1. Технологическая часть

1.1 Обоснование выбора моделей

1.2 Техническое описание

1.3 Выбор и обоснование материалов

1.3.1 Характеристика материалов

1.4 Обоснование выбора методов обработки и оборудования

1.4.4 Технологическая характеристика оборудования

1.5 Технологическая последовательность обработки изделий

2 Организация производства

2.1 Предварительный расчет потока

2.2 Обоснование Выбора типа потока

2.3 Расчет условий согласования времени операций.

2.4 Технологическая схема потока

2.5 Анализ технологической схемы потока

2.5.1 Анализ коэффициентов согласования по секциям и по потоку в целом

2.5.2 Анализ сводной таблицы основных рабочих в потоке . Сводная таблица оборудования и рабочих мест потока

2.6 Технико-экономические показатели потока

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение

Культура одежды является наиболее индивидуальной формой материальной культуры народа. В одежде находит отражение и его духовная культура, воплощены представления об удобстве, целесообразности, красоте тела, души и окружающего мира.

В течение всей истории существования человечества люди создавали для себя одежду, внося свой вклад в этот мгновенный процесс. Именно этот вид творчества был наиболее близок большинству людей, так как в нем каждый мог проявить свое мастерство, фантазию, понимание прекрасного.

Истоки одежды уходят глубоко в века, уже тридцать тысяч лет назад люди умели пользоваться различными природными материалами для создания одежды и украшений. Их многообразие достигалось посредством использования кожи, меха, кары деревьев и других материалов растительного происхождения, костей и зубов животных, перьев птиц и разноцветных камней. Издревле люди научились выделывать кожу и обрабатывать меха, прясть пряжу из волокон шерсти льна.

Своеобразие одежды разных народов зависело от различных условий, климата, образа жизни основных занятий, доступных материалов и систем религиозных представлений.

Одежда жителей теплых стран должна была уберегать человека от вредных солнечных лучей, дождя и других воздействий окружающей среды на организм человека. Одежда северных народов должна защищать от снега и мороза.

Со времен своего возникновения, одежда кроме утилитарной выполняла еще социальную и эстетическую функции. По костюму владельца всегда можно было точно указать, какую ступень в обществе он занимает, догадаться о его достатке и ряде занятий. Достигалось разными средствами -от различных орнаментов рисунка на коже дикарей, формы и материалов украшений до качества тканей, мехов, покроя и цвета костюма, богатства его отделки и совершенства исполнения.

И в настоящее время костюм может дать достаточно много информации о своем владельце, несмотря на значительное ослабление социальной функции одежды. Но, как и прежде, велика ее эстетическая роль. Благодаря одежде человек может изменять свой внешний вид, скрыть недостатки и подчеркнуть достоинства внешности, продемонстрировать свой вкус.

Женщина всегда понимала, что ее оценивают не только по уму, характеру, хозяйственным навыкам, но и по умению одеваться. Поэтому женщины всего мира тратят достаточно много времени, сил и средств, чтобы всегда хорошо выглядеть.

Научиться шить самостоятельно удается не всем женщинам. Конечно, было бы прекрасно, если в этом процессе вы могли бы рассчитывать на помощь специалистов, но это, к сожалению, не всегда возможно.

Швейная промышленность является одной из крупнейших отраслей легкой промышленности.

При проектировании одежды должны быть использованы последние достижения науки, техники и прикладного искусства. Выбранные конструктивные решения, соответствующие созданию имеющих высокие эстетические свойства, высокие требования, можно удовлетворить постоянно совершенствую технологию пошива изделия.

При этом повышение эффективности процессов изготовления одежды может быть достигнуто за счет использования прогрессивных способов обработки. Для производства высококачественных изделий необходимо хорошо знать строение и свойства материалов, их изменения под воздействием факторов швейного производства. Необходимо научиться выполнять работы: технологических процессов изготовления швейных изделий, определять их ТЭП, осуществлять планировку агрегатов, пользоваться справочной литературой.

Главная задача швейной промышленности – удовлетворение потребности людей в одежде высокого качества и разнообразного ассортимента. Решение этой задачи осуществляется на основе повышенной эффективности производства, ускорения научно – технического прогресса, роста производительности труда, всемерного улучшения качества работы, совершенствования труда и производства.

Технология современного швейного производства все более становится механической, ее эффективность в первую очередь зависит от применяемого оборудования.

Целью данной курсовой работы является разработка технологической последовательности по изготовлению женского комплекта с применением новейшего высокопроизводительного оборудования и усовершенствованных методов обработки.

Нормативно техническая документация ГОСТы, ОСТы, применяемые для пошива изделия

Одежда платьево — блузочного ассортимента общие технические условия ГОСТ 2594 – 91.

Настоящий стандарт распространен на женскую одежду и верхнюю одежду для девочек платьево – блузочного ассортимента: платья, блузки, юбки, сарафаны и другие аналогичные изделия данной группы.

Стандарт не распространяется на изделия, изготовляемые по индивидуальным заказам и для военнослужащих.

По размерам изделия должны соответствоватьтребованиям ГОСТ 17 — 522, ГОСТ 17 — 916 и ОСТ 17 – 326.

ГОСТ 12807 – 88 изделия швейные. Классификация стежков, строчек и швов.

ГОСТ 12560 Определение сортности готовых изделий.

ГОСТ 10508-88 изделия швейные. Маркировка, транспортировка, хранение.

ГОСТ 23948 Правила приемки готового изделия.

ГОСТ 4103-82 изделия швейные. Методы контроля качества.

ГОСТ 20521 Технология швейной промышленности. Термины и определения.

ГОСТ 22977-89 Детали швейного изделия. Термины и определения.

1. Технологическая часть

1.1 Обоснование выбора модели

Мода постоянно изменяется и создает временное условное представление о красоте форм одежды. Её движущим началом является стремление к периодической смене внешних форм, так как широкое распространение моды приводит к однообразию в одежде. Как бы ни была удачна с эстетической точки зрения та или иная форма, конструкция одежды, материал, цветовая гамма или отделка, их ждёт общая участь – замена другим, может быть и не лучшим вариантом, но новым.

Романтика и элегантность становится источником вдохновения. Модный образ дополняют узоры набивных рисунков на ткани и растительные орнаменты. Чтобы избежать однообразия, можно соединять все что угодно. На пике моды – композиции рисунков, объединяющие разные мотивы. Наслаивающиеся друг на друга ткани искусно интерпретируют тему объема. Завышенные ампирные линии талии придают изысканность силуэтам узких платьев и блузок.

Возвращаясь в романтические пятидесятые и демонстрируя все очарование того времени, можно так же тактично включить и элементы современной моды. Это элегантные, но в полнее утилитарные комплекты, демонстрирующие оригинальные детали и необычные конструкторские и технологические решения. Узкие блузки и пышные юбки так изящно подчеркивают линии тела. Долю кокетства вносят модели с широкими и глубокими вырезами горловины. В соответствии тенденциями моды сохраняется акцент на грудь с помощью складок, оборок, рельефов.

Нечто женственное, романтичное, при этом свежее и современное, смогло, наконец, прорваться сквозь щит мужеподобного стиля. Сейчас в моде легкие, свободные, многослойные и ассиметричные вещи с безупречной «живой» драпировкой, объединенная роскошь и легкая небрежность. Стоит отметить довольно сдержанное цветовое решение, что говорит о новой тенденции – возвращение в моду истинной элегантности – интеллектуальной и аристократичной.

Преобладают темные оттенки цветов в сочетании со светлыми.

В ходе работы по созданию изделия выбор модели был сделан в пользу таких критериев как:

динамика современных тенденций моды;

влияние творческого источника и его приоритеты;

комфорт в эксплуатации изделия.

За разработку берется модель, представленная на рисунке. Модель наибольшим образом удовлетворяет показателям и требованиям, предъявляемым к проектируемому изделию.

Одним из основных условий получения высококачественных изделий является правильный и обоснованный выбор материалов с учетом конструктивных особенностей изделия, применяемых методов изготовления и условий его эксплуатации. При выборе материалов для данного изделия предпочтение делалось натуральным тканям из хлопка светлых и темных тонов. Отличительная особенность состоит в использовании материала в горошек и оборки из шитья.

1.2 Техническое описание

Вид спереди Вид сзади.

Описание внешнего вида изделия. Блузка женская полуприлегающего силуэта с центрально бортовой застежкой на 19 крючков, из хлопчатобумажной ткани. Полочка с двумя горизонтальными рельефами на груди и вытачкой по линии талии и с вертикальной складкой на груди. Спинка с завышенной линией талии и с вытачкой по линии талии. Рукав одношевный короткий. Воротник с цельнокроеной стойкой. По горизонтальным рельефам, в воротнике, концам рукавов кант.

Юбка — полусолнце с застежкой на тесьму молнию с заниженной линией талии, из хлопчатобумажной ткани. Юбка на подкладке с оборкой из кружева по низу.

Спецификация деталей кроя.

1.3 Обоснование выбора материалов

1.3.1 Характеристика материалов

Выбор свойств и предъявление требований к материалам – ответственный и наиболее трудоемкий этап. Они устанавливаются в зависимости от моделей – предложений, особенностей, конструкции, применяемой технологии, назначения изделия и условий его эксплуатации.

В соответствии с назначением применяемые материалы должны иметь свойства, определяющие эстетичный вид изделия, срок эксплуатации, гигиенические свойства. Кроме того, материал определяет выбор конструкции и параметры технологической обработки.

Данный комплект, состоящий из блузки и юбки, предназначен для повседневной носки. Поэтому в порядке значимости к выбранному изделию (комплекту) предъявляются следующие требования:

гигиенические – защита человека от воздействий неблагоприятных факторов внешней среды; обеспечение нормальной жизнедеятельности организма (кожное дыхание, газообмен); вентиляция пододежного слоя воздуха; поддержание теплового баланса благодаря выбору материала из ассортимента шерстяных тканей для пошива данного изделия.

эксплуатационные – обеспечение удобства в носке благодаря достаточной свободе движений и правильному выбору застежек (на жилете – однобортная до низа жилета, на брюках – в боковом шве левой половинки); прочность и надежность в эксплуатации, характеризующиеся хорошим сопротивлением материалов и швов разрывным нагрузкам, формоустойчивостью деталей и износостойкостью материалов.

эстетические – художественное оформление одежды, выражающееся в выборе полуприлегающего силуэта жилета и гармоничных пропорций частей одежды.

функциональные – соответствие своему основному назначению, соответствие свойств ткани назначению модели и выбор ткани в соответствии с сезоном.

экономические – проектируемое изделие характеризуется минимальной площадью деталей и, соответственно, минимальными отходами материалов при раскрое.

технологические – уменьшение трудоемкости обработки за счет ликвидации отдельных операций, упрощения способов обработки, создания условий для максимальной механизации технологических процессов и повышения производительности труда.

При изготовлении женских изделий на летний сезон (юбки, блузки, брюки, платья) используют различные ткани. В данном случае выбраны хлопчато-бумжная и подкладочная ткани, так как ее физико-механические свойства наиболее полно удовлетворяют перечисленным выше требованиям.

Подкладочные ткани предназначены для удобства эксплуатации одежды, оформления ее изнаночной стороны и предохранения одежды от износа и загрязнения. В соответствии с этим подкладочная ткань должна иметь гладкую поверхность, малый коэффициент трения, достаточную стойкость к истиранию и прочность, быть мягкой и гигиеничной. Окраска подкладочных тканей должна быть стойкой к поту и трению, стирке и химчистке.

Ассортимент подкладочных тканей представлен тканями различного волокнистого состава: из вискозных, капроновых, ацетатных нитей.

Соответствие износостойкости, массы и внешнего вида подкладочной ткани назначению одежды является главным принципом подбора подкладки для изделия.

Для повседневного комплекта подкладочная ткань должна иметь высокую износостойкость. Лучшими подкладочными тканями по показателям физико-механических свойств являются ткани из вискозных и капроновых нитей.

Для создания и сохранения формы одежды в процессе ее изготовления и при эксплуатации в швейном промышленности применяются прокладочные материалы. Одним из направлений развития ассортимента прокладочных материалов является разработка и внедрение в производство нетканых прокладочных полотен, в частности клеевых прокладочных полотен.

Клеевое прокладочное полотно представляет собой прессованный волокнистый холст, состоящий из смеси различных химических волокон, пропитанный связующим веществом. Свойства клеевых нетканых полотен зависят от качества и количества связующего вещества, от вида волокон, входящих в состав смеси, от структуры холста и от технологического процесса его изготовления.

Швейные нитки являются основным материалом для соединения деталей одежды, кроме того они служат и в качестве отделочного материала.

В швейной промышленности находят применение нитки различного волокнистого состава (хлопчатобумажные, шелковые, синтетические) и различного способа производства (мононити, комплексные, штапельные, армированные, смешанные). Данные нити имеют специфические свойства, своеобразно проявляющиеся при одинаковых условиях пошива на швейных машинах и в процессе эксплуатации. К швейным ниткам в зависимости от их назначения предъявляются различные требования. Основными требованиями к швейным ниткам являются обеспечение удовлетворительных пошивочных свойств и обеспечение необходимой прочности и износостойкости швов в процессе эксплуатации.

В процессе производства одежды швейные нитки применяются для выполнения различных технологических операций: стачивание деталей, выполнение отделочных строчек, подшивание низа, пришивание пуговиц, изготовление петель и т.п. Для обеспечения высокого качества и надежности ниточных соединений при изготовлении швейных изделий должно быть обеспечено рациональное использование швейных ниток.

Для застегивания одежды с помощью петель, а также для украшения изделий служат пуговицы. Различают пуговицы следующих типов: по материалам – пластмассовые, металлические, керамические, комбинированные; по элементам крепления – с отверстиями, с ушком; по способу производства – литые, прессованные, механически обработанные, штампованные, сборные; по отделке – без защитно-декоративного покрытия, с защитно-декоративным покрытием, тисненные фольгой.

Пуговицы для женской одежды выпускаются разнообразной формы и отделки: плоские (круглые, овальные, трех- и четырехугольные; с различной отделкой лицевой стороны – гладкой, выпуклой или с рельефным рисунком), шарообразные, цилиндрические и др. Для женской одежды пуговицы подбираются по цвету, размеру и форме в зависимости от модели изделия.

В данной модели применяются тесьма с крючками.

1.4 Обоснование выбора методов обработки и оборудования

1.4.4 Технологическая характеристика оборудования

Характеристика швейных машин

Характеристика приспособлений

Характеристика утюгов

Характеристика прессов

Габариты прессов, мм:

ППУ-1 : 1400х1180х1300

Cs-313 : 1200х1265х1450

1.5 Технологическая последовательность обработки изделия

Таблица № 1

Итого:

Заготовительная секция : 911

Монтажная секция:453

Отделочная секция:586

Итого:

Заготовительная секция:375 сек.

Монтажная секция:277 сек.

Отделочная секция:561 сек.

Итого по всему изделию:3164

заготовительная секция:1286

монтажная секция:730

отделочная секция:1147

Трудоемкость изделия и такт потока составили

Т=3164, Nф=30ч. τ=Т/N=3164/30. τ= 105.4

2. Организация производства

Потоком называется такая форма организации производственных процессов, при которой все операции на рабочих местах выполняются в определенной заранее установленной технологической последовательности с заданным количеством рабочих и оборудования.

2.1 Предварительный расчет потока такт потока в табличной форме

Таблица № 2

2.2 Обоснование выбора типа потока

Для швейного производства характерны две основные формы организации – прерывная, или непоточная, и непрерывная, или поточная.

Непоточная форма характеризуется малым объемом производства, нестабильностью предметов труда, универсальностью исполнителей и применяемых средств труда. Такая организация труда применяется при индивидуальном производстве.

Поточное производство характеризуется следующими факторами: непрерывностью и ритмичностью изготовления изделий, основанными на разделении процесса на операции, ровные или кратные по времени; закреплением каждой операции за рабочим местом с необходимым оборудованием и расположением их в соответствии с технологической последовательностью обработки изделия; непрерывной передачей обрабатываемых изделий от операции к операции.

Потоком называется такая форма организации производственных процессов, при которой все операции на рабочих местах выполняются в определенной, заранее установленной технологической последовательности с заданным количеством рабочих и оборудования.

Тип потока – это комплексная характеристика, определяемая организационной структурой, характером перемещения полуфабрикатов, используемыми транспортными средствами, способом запуска и т. д.. Все типам потоков с их разновидностями присущи единые основные правила их проектирования.

Проектированию потока любой организационной фирмы предшествует расчеты его параметров.

Параметрами потока по производству конкретного вида изделия считают следующие факторы: такт потока, мощность, выраженную выпуском продукции в определенный отрезок времени, ил количеством рабочих, занятых в потоке; количество рабочих мест и поточных линий; площадь, занятую потоком.

Тактом потока называется средняя расчетная затрата времени, в течении которой один исполнитель выполняет свою операцию в потоке. Такт потока показывает средний промежуток времени, через которое изделие сходит с потока (запускается в поток).

Мощность потока выражает выпуском изделий в смену.

В швейных цехах применяют потоки, которые в зависимости от вида изделия, его размера, массы, частоты сменяемости моделей, объема выпуска различаются ритмом, способом передачи полуфабриката между рабочими местами, расположением рабочих мест на площади цеха, размерами транспортной партии и т. д..

По характеру движения полуфабриката потоки могут быть со строгим (ритмичный поток) и свободным ритмом работы. В потоках со строгим ритмом работы применяют конвейер, движение которого согласовано с продолжительностью выполнения операции.

В потоках со свободным ритмом могут применяться не ритмичные конвейеры с транспортными устройствами в виде ленты или цепи, замкнутой в вертикальной или горизонтальной плоскости, в виде винтового устройства. На ритмичность выполнения операций и движение изделие в потоке влияют различные факторы, отвлекающие рабочего от основной работы: технические, организационные и физические.

Мощность потока характеризуется максимальным количеством продукции, которое может быть изготовлено в единицу времени, а также числом рабочих в потоке.

Структура потов определяется разбивкой их на группы. При обработке однородных швейных изделий технологически свободных операций может быть свыше 80%, а технически разнообразных операций, только 20%. Поэтому технологический процесс целесообразно разбить на самостоятельные группы (секции).

Секционным потоком называется поток, в котором технологический процесс расчленен по стадиям обработки изделия на секции (заготовительная, монтажная, отделочная), подчиняющееся единому такту потока.

По количеству моделей, изготовляемых в потоке, потоки могут быть одномодельными, многомодельными и многоассрортиментными. Одномодельные потоки применяют, как правило, при изготовлении изделий стабильного ассортимента (специальная и форменная одежда). Многомодельные – при изготовлении изделий любого ассортимента; Многоассортиментные – при изготовлении нескольких видов изделий (например, пальто женское и жакеты, пальто и полупальто мужское, пальто для детей дошкольного и младшего дошкольного возраста).

В швейных цехах применяются потоки следующих типов: групповые, агрегатные, их сочетание – агрегатно-групповое (АГП), конвейерные ритмичные (с регламентированным ритмом работы), конвейерные со свободным ритмом.

2.3 Расчет условий согласования времени операций

При согласовании технологической системы потока практически невозможно обеспечить загрузку в полном соответствии с тактом по всем организациям. Поэтому, продолжительность организации операций может иметь окончательной от такта в пределах условия согласования потока.

Условия согласования потока:

tp= ( 0.9; 1.1 )*Tx*1

Tmin=94,3

Tmax=116

2.4 Технологическая схема потока

Таблица №3

2.5 Анализ технологической схемы потока

2.5.1 Анализ коэффициентов согласования по секциям и по потоку в целом

Кс=Тизд/(Nф* τ)

Кс=3164/(30*105.4) = 0.99~1

Коэффициент согласования по потоку = 1 – поток построен правильно.

График синхронности

На диаграмме по оси Y отложено время по оси Х — № операции.

2.6 Технико — экономические показатели потока

М= R/ τ

M=28800/105.4=273.2

τ =T/N

τ =3164/30=105.4

N=T/ τ

N=3164/105.4=30

Kм=1195/3164=0.377

Заключение

Целью данной курсовой работы являлась разработка технологической последовательности по изготовлению женского комплекта.

Был выбран женский комплект (Блузка и юбка), предназначенный для повседневной носки. В соответствии с этим был выбран ассортимент основных материалов и пакет прикладных материалов (подкладочные, прокладочные ткани; швейные нитки; фурнитура), которые в полной мере соответствуют предъявляемым к изделию требованиям: гигиеническим, эксплуатационным, эстетическим и пр.

Выбранная модель не только отвечает существующему направлению моды, но и благодаря своей классичности будет востребована и во многих последующих сезонах.

При изготовлении выбранного изделия было применено новое высокопроизводительное оборудование и усовершенствованные методы обработки, которые позволили сократить затраты времени выполнения отдельных операций на 50%, и , соответственно, поднять производительность труда на 100%.

Таким образом, итогом проведенной работы является разработка технологической последовательности и построение граф-процесса изготовления выбранного изделия.

Список использованных источников

Бузов Б. А. и др. Материаловедение швейного производства. М. Легпромбытиздат, 1986

Гущина К. Г., Беляева С. А. Ассортимент, свойства и технические требования к материалам для одежды. М. Легкая индустрия, 1978

Зак И. С., Горохов И. К. Справочник по швейному оборудованию. М. Легкая индустрия, 1981

Кокеткин П. П. и др. Промышленная технология одежды. Справочник. М. Легпромбытиздат, 1988

Першина Л. Ф., Петрова С. В. Технология швейного производства. М. Легпромбытиздат, 1991

Пожидаев Н. Н. и др. Материалы для одежды. М. Легкая индустрия, 1975

Савостицкий А. В., Меликов Е. Х. Технология швейных изделий. М. Легкая индустрия, 1982

Типовая технологическая документация по конструированию, технологии изготовления, организации труда и производства, основным и прикладным материалам, применяемым при изготовлении мужских костюмов. М. 1983

Приложение 1

Таблица Характеристика швейных машин

Характеристика приспособлений

Характеристика утюгов

Характеристика прессов

Габариты прессов, мм:

ППУ-1 : 1400х1180х1300

Cs-313 : 1200х1265х1450

Приложение 2

Конфекционная карта. Комплект женский блузка и юбка.

Министерство Образования и Молодёжи Республики Молдова

Технический Университет Молдовы

Факультет Лёгкой Промышленности

Утверждаю:

Зав. кафедры, доцент, док. Скобиоалэ В.

Изучение влияния внешних факторов на изменение поверхностных и структурных характеристик картона толщиной 1 – 1,5мм

Курсовой проект

Кишинёв – 2009

Технический Университет Молдовы

Факультет: Лёгкая Промышленность

Кафедра: Дизайн и Полиграфические Технологии

Специальность: 543.4 Дизайн и Полиграфические Технологии

Утверждаю:

Доцент, док. Скобиоалэ В.

Зав. кафедры

Задание

на курсовой проект

Барладян Мария Юрьевна

1.Teмa:

Изучение влияния внешних факторов на изменение поверхностных и структурных характеристик картона толщиной 1 – 1,5мм утверждена согласно приказа №___от «__»_______200___

2. Дата сдачи проекта

3. Исходные данные на курсовой проект:

4. Содержание пояснительной записки:

Введение

1.Идентификация и аргументация выбранной темы

2.Компонентный состав картона

3.Где заканчивается бумага и начинается картон

4.Приборы для испытания картона

5.Обработка и интерпретация результатов испытания

6.Выводы

Библиография

Приложение

5. Перечень графических материалов

Содержание

Введение

1. Идентификация и аргументация выбранной темы

2. Состав картона, компонентный состав картона

3. Где заканчивается бумага и начинается картон

4.Приборы для исследования картона

5. Обработка и интерпретация результатов исследования

6. Вывод

Введение

Картон (франц. carton, от итал. cartone, от carta — бумага), папка, политура (толстый, глянцевый К., бристольский К. и т.п.) — самая толстая бумага, толще сахарной и оберточной. 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.

Рисунок 1. Картон.

Современные сведения о картоне

Четкой 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 мІ более 150 г. Большинство специалистов считают картоном бумагу толщиной свыше 0,2 мм или любую многослойную бумагу.

Картоном называют плотный, иногда многослойный, материал толщиной от0,3 до5мм, получаемый в процессе переработки и прессования волокнистой массы. В качестве сырья для производства используют целлюлозу, небеленую целлюлозу или макулатуру. От бумаги картон отличается большей толщиной и плотностью.

С учетом сферы применения картон подразделяют на полиграфический, дизайнерский и упаковочный. Из полиграфического картона изготавливают буклеты, папки, обложки книг, подарочную упаковку. Для этих же целей подходит и дизайнерский картон: его цвета и фактура могут быть самыми разнообразными. Но при этом он имеет существенный недостаток— высокую стоимость. Упаковочный картон— наиболее дешевый и поэтому самый распространенный вид материала, который, как иследует из его названия, используется для упаковки самой разнообразной продукции. Этот вид картона должен обладать высокой прочностью, жесткостью и способностью некоторое время противостоять влаге. Как правило, упаковочный картон состоит из трех слоев. Верхний и нижний мелованные, средний изготовлен из дешевого сырья.

В зависимости от вида сырья, из которого производится картон, он делится на три типа: макулатурный, целлюлозный и на основе древесной массы. Из макулатурного картона изготавливают упаковки для косметики, пищевых продуктов, обуви, лекарств, канцелярских товаров. Целлюлозный картон используется при производстве коробок для парфюмерии и кондитерских изделий. Картон на основе древесной массы универсальный, из него изготавливают упаковки для всех уже перечисленных выше товаров.

1. Идентификация и аргументация выбранной темы

Для данной исследовательской работы я выбрала тему изучение влияния внешних факторов на изменение поверхностных и структурных характеристик картона, которая, по моему мнению одна из самых старых и в то же время современных проблем. Во время изготовления картона всегда предусматривают ряд нюансов, факторов и компонентов для того что бы получился качественный и прочный картон.

Для изучения картона я выбрала картон который применяется при изготовлении обложек для книг. Свой выбор могу аргументировать тем, что книги печатались и будут печататься еще долгое время, и для хорошей книги надо использовать качественный картон. Чем прочнее будет обложка, тем дольше прослужит книга

Картон в современном мире

Внешний вид и эстетические свойства картона зависят от того, какое сырье было использовано при его производстве. Если нижний слой или внутренние слои картона серые, значит, для его изготовления применялось макулатурное сырье. При использовании древесной массы слои картона остаются светлыми. Из целлюлозного сырья получается высококачественный картон с белыми слоями.

Дизайнерские картоны

Дизайнерские картоны способны подчеркнуть эксклюзивный статус полиграфического изделия, будь то обложка годового отчета или изысканная упаковка класса «люкс». Элитные картоны настолько яркие, что нередко дизайн лишь помогает раскрыть, подчеркнуть красоту и оригинальность того или иного материала. Такие картоны целесообразно применять для упаковки дорогих товаров — роскошная упаковка придаст им дополнительный блеск. Сегодня ассортимент дизайнерских картонов на российском рынке поистине огромен и постоянно пополняется новыми сортами. Одни коллекции выделяются своей цветовой гаммой, другие— необычной поверхностью бумаги: тиснением, фактурой или имитацией ткани либо кожи. Одни состоят из сверкающих металлизированных бумаг, а в других собраны бумаги с перламутровым мерцанием. Классифицировать все разновидности дизайнерских картонов довольно сложно, поскольку в ассортименте каждого производителя элитных картонов и бумаг непременно найдется уникальный сорт. Такие картоны чаще всего входят в коллекции дизайнерских бумаг высокой плотности. Однако есть и коллекции, полностью состоящие из дизайнерских картонов. Множество сортов дизайнерских картонов производится концерном Arjo Wiggins. Бренд «Кириус» (Curious) включает уникальные виды бумаг и картонов, объединенные в четыре семейства: «Металлизированные бумаги», «Прозрачные бумаги», «Тач» и «Партиклс»

Ежегодно пополняемый новыми видами, он отражает последние достижения в области изготовления бумаг, инновации и новейшие направления в дизайне. Материалы картонных плотностей (до 300 г/м²) есть в коллекции «Металлизированные бумаги» в металлизированном и перламутровом исполнении. Картоны и бумаги из собрания «Металлик» отличаются мерцающим, переливающимся блеском и представлены в одиннадцати оттенках. Они выполнены в приглушенной гамме, что придает им богатый и благородный вид. Картоны и бумаги «Перламутр» обладают жемчужным, люминесцентным блеском. Они также представлены в одиннадцати цветах. Однако, в отличие от бумаг «Металлик», цвета перламутровой коллекции более насыщенные и яркие. На российском рынке также представлены цветные картоны Keaykolour плотностью до 400 г/м². Это чистоцеллюлозный, немелованный, тонированный в массе картон с поверхностью, словно покрытой короткой шерстью. Данные картоны отличаются хорошими показателями жесткости, пухлости и стойкости к физическим воздействиям. Картоны есть также в коллекции «Ривс» (Rives). Она представлена семью оригинальными тиснениями («волна», «фетр», «сетка», «соты», «полоса», «линия», «верже») в тщательно подобранной гамме из 12 цветов. Диапазон плотностей этих картонов доходит до 425 г/м². Отметим, что в данную коллекцию входит картон с содержанием²5% хлопковых волокон с легкой, нежной фактурой поверхности.

Дизайнерские картоны от итальянского производителя Fedrigoni Group представлены на российском рынке также довольно широко — несколько десятков коллекций. Так, в коллекции «Криоколорс Квадрекс» (Kryocolors Quadrex) плотность материалов доходит до 600 г/м². Это многослойный, чистоцеллюлозный, тонированный в массе дизайнерский картон, отбеливание которого произведено бесхлорным методом. Данный картон обладает гладкой поверхностью, высокой прочностью и стабильностью размеров и пригоден для любых способов печати и послепечатной обработки. Его цветовая гамма насчитывает восемь оттенков, которые носят названия различных растений.

До 300 г/м² доходит плотность материалов коллекции «Савиль Роу Твид» (Saville Row Tweed). Это картон без покрытия с двусторонним тиснением «твид», на вид и на ощупь напоминающий одноименную ткань. Вкрапление натуральных волокон усиливает это сходство. Бумага представлена в пяти цветовых вариантах: Extra White, White, Blue, Camel и Dark Grey. Стоит отметить, что бумаги и картоны этой коллекции на 20% состоят из хлопка и на 20% — из натуральных текстильных волокон. Интересна коллекция «Сирио Блэк/Блэк» (Sirio Black/Black), в которую входят чистоцеллюлозные, тонированные в массе, гладкие дизайнерские бумаги и картон без покрытия. Отличаются они тем, что обладают устойчивым к свету насыщенным черным цветом. Плотность этих материалов достигает внушительных 700 г/м². Картоны «Сирио Блэк/Блэк» подходят для одноцветной и полноцветной печати с использованием методов офсетной, высокой и трафаретной печати. Эти материалы сохраняют все свои свойства при резке, фальцовке и склеивании.

Картоны высоких плотностей (до 350 г/м²) также есть в коллекции «Сирио Колор» (Sirio Color). Это чистоцеллюлозные, тонированные в массе, гладкие дизайнерские картоны без покрытия, которые поставляются в широкой цветовой гамме. Производятся они с применением метода бесхлорного отбеливания и подходят для одноцветной и полноцветной печати с использованием методов офсетной, высокой и трафаретной печати. Материалы сохраняют все свои свойства при резке, фальцовке и склеивании. Они обладают высокой устойчивостью к солнечному свету, а также полностью поддаются биологическому распаду и переработке.

В коллекцию «Констеллейшн Сноу» (Constellation Snow) входят материалы плотностью до 400 г/м². Это чистоцеллюлозные картоны без покрытия, с одно и двусторонним тиснением, обладающие высокими показателями белизны и прочности. Материалы, представленные в более чем²0 видах тиснения, прекрасно подходят для всех видов печати, ламинирования и переплетных работ. Они хорошо поддаются резке, фальцовке и склеиванию. В коллекции с похожим названием — «Констеллейшн Джэйд» (Constellation Jade) — есть бумаги и картоны плотностью до 300г/м². Это чистоцеллюлозные материалы с перламутровой поверхностью и односторонним тиснением. Специальное покрытие, за счет которого достигается жемчужный блеск, нанесено с лицевой стороны, а на обороте оно отсутствует. Картон предлагается как в гладком исполнении, так и с 13видами тиснения. Он подходит для всех видов печати, включая офсет, конгрев, шелкографию, тиснение фольгой, горячее тиснение, идеален для ламинирования, прекрасно ведет себя при подрезке, биговке, фальцовке и склеивании.

Другая перламутровая коллекция производства Fedrigoni Group, в которой есть картоны, — это «Сирио Перл» (Sirio Pearl). Плотность этих чистоцеллюлозных картонов достигает 700 г/м². В отличие от предыдущей коллекции, они не просто имеют перламутровую отделку, но и тонированы в массе. Коллекция состоит из девяти оттенков, разработанных в строгой классической цветовой шкале.

Коллекция «Сплендорлюкс Билучидо Экстра Вайт» (Splendorlux Bilucido Extra White) полностью состоит из картонов плотностью 380г/м². Это чистоцеллюлозные картоны без тиснения, с двусторонним белым высокоглянцевым покрытием, выполненным методом литья. Данный картон подходит для офсетной и трафаретной печати, конгрева и тиснения фольгой. Он сохраняет все свои свойства при послепечатной обработке.

Картоны чуть меньшей плотности— до 360 г/м² — есть в коллекции «Неттуно» (Nettuno). Это чистоцеллюлозные, тонированные в массе картоны с текстурой «микровельвет». Богатая цветовая гамма (16 оттенков) и различные варианты плотностей позволяют широко использовать картоны данной серии. Они рекомендуются для всех видов печати и тиснения.

Немецкая фабрика Gmund специализируется исключительно на изготовлении дизайнерских бумаг и картонов, и ее продукция широко известна во всем мире, в том числе в России. Первой на российском рынке появилась коллекция «Кашемир» (Kaschmir), которая произвела в 1995году настоящий фурор среди отечественных дизайнеров, полиграфистов и заказчиков полиграфической продукции. Недавно коллекция «Кашемир» пережила свое второе рождение: существенные изменения претерпела цветовая гамма, появились две новые поверхности— «хлопок» и «бархат». Картоны с поверхностью «бархат» кажутся такими же мягкими и теплыми, как и эта ткань. Такой эффект достигается благодаря выведенным наружу волокнам. Картоны «бархат» представлены плотностью 400г/м² и в трех цветах: белом, красном и темносинем. Картоны с поверхностью «хлопок» менее плотные (их максимальная плотность составляет 250г/м²), но при этом обладают более широкой цветовой гаммой.

Помимо этой коллекции, на отечественном рынке представлено множество других дизайнерских бумаг и картонов от фабрики Gmund. Так, широко известна «Золотая коллекция» (Treasury), появившаяся в России несколько лет назад и представленная плотностями до 310 г/м². Она включает восемь разных золотых оттенков и два белых. Подобно чистому золоту, «Золотая коллекция» завораживает своей изысканной красотой и утонченностью, а ее благородный мерцающий блеск чарует взгляд. Насыщенность цвета, разнообразие золотых оттенков и необычные вкрапления придают коллекции особую элегантность. Материалы «Золотой коллекции» имеют тонкое, едва различимое тиснение «линия», а поверхность их на ощупь напоминает дорогой шелк. Высокая пухлость, гладкость и жесткость делают эти бумаги и картоны пригодными для различных печатных технологий и всех видов послепечатной обработки.

Другая коллекция от Gmund, в которую входят картоны плотностью 300 г/м², — «Алезан» (Alezan) — появилась на российском рынке сравнительно недавно. Эти материалы приятны на ощупь и напоминают мягкую и бархатистую поверхность дорогой, тщательно выделанной кожи. В коллекцию входят материалы с двумя вариантами поверхности— «Вильд» (Wild) и «Культ» (Cult). Мы расскажем о первом из них, поскольку «Культ» представлен в более низких плотностях. При прикосновении к картонам «Вильд» ощущается текстура необработанной кожи. Цветовая гамма коллекции «Алезан» представлена десятью теплыми, насыщенными оттенками с названиями различных животных. Несмотря на необычную структуру поверхности, бумаги «Алезан» прекрасно подходят для большинства видов печати и послепечатной обработки: офсетной печати, конгрева, горячего тиснения фольгой, лакирования, шелкографии и термографии.

Тонированные в массе картоны плотностью 300 г/м² есть в коллекции «Гмунд Колорс». Каждый тон коллекции был специально подобран дизайнерами фабрики таким образом, чтобы темные и светлые тона, а также тона разных цветовых групп прекрасно сочетались друг с другом и свободно использовались в различных комбинациях. «Гмунд Колорс» производится из тонковолокнистой целлюлозы, отбеливание которой осуществляется бесхлорным методом. Особое внимание уделяется расщеплению волокон бумажной массы в специальной машине, поскольку от результата этого процесса зависят качество и равномерность окрашивания бумаг и картонов.

В коллекции «Татьяна» представлены картоны плотностью 300 и 310г/м². Это материалы с полимерным покрытием и тиснением, стилизованные под разнообразные ткани: крепдешин, атлас, батист, шифон, фланель. Для коллекционных дизайнерских бумаг «Татьяна» подходят такие традиционные способы печати, как офсет, трафаретная, тиснение фольгой, конгрев. Картоны аналогичных плотностей есть в коллекции «Линии мира». Ее цветовой диапазон разделен на три части: шесть теплых экспрессивных цветов представляют южное полушарие, еще шесть символизируют современный высокотехнологичный мир северного полушария, четыре металлизированных тона вобрали в себя холод полюса и космического пространства. Еще одна коллекция с картонами плотностью 300 г/м²— это «Гранд Стайл», в которую входят бумаги и картоны с тиснением «верже» 21 оттенка. Вцветовой гамме этой коллекции есть такие редко встречающиеся цвета, как красный, салатовый, терракотовый, черный и голубой.

Коллекция «Реакшн» целиком состоит из материалов плотностью 310 г/м². Она удивительна тем, что картоны меняют свой оттенок в зависимости от освещения, создавая эффект игры цвета. Данный эффект был достигнут с помощью сложного технологического процесса: на цветную бумажную основу наносится особое пигментное покрытие, разработанное технологами и химиками фабрики Gmund. Картоны в коллекции представлены в 13 цветах. При совмещении тонированной в массе бумаги и цветного покрытия создается эффект игры оттенков.

Для тех же, кто стремится создать нечто поистине уникальное и не имеющее аналогов, есть креативная система Gmund 2/200, позволяющая создать собственный картон, равно как и бумагу, с индивидуальной комбинацией цвета, тиснения и плотности из более чем 100 тыс. возможных вариантов. Возможны также 110вариантов тиснения. Цветовая гамма Gmund 2/200 делится на две части в зависимости от типа поверхности: первая — «Креативная система» — насчитывает 52 оттенка для матовой поверхности, а вторая — «Бриллианка» — представлена 36 оттенками для мерцающей поверхности.

На бумажных фабриках итальянской компании Gruppo Cordenons создаются различные дизайнерские бумаги и картоны: как для создания фирменного стиля, так и для разработки упаковки для элитных товаров и многого другого. Картоны, выпускаемые Gruppo Cordenons, отличаются элегантной простотой, им чужда вычурность. Несколько лет назад на российском рынке появилась необычная коллекция бумаг и картонов от этого производителя— «Плайк» (Plike), включающая материалы плотностью до 330 г/м². Это чистоцеллюлозные, мелованные бумаги и картоны, похожие на пластик. Ощущение прикосновения к пластиковой поверхности появляется благодаря особому составу покрытия. Среди способов печати и послепечатной обработки, которые подходят для бумаги Plike, отмечены офсет, шелкография, литография, термография, а также тиснение фольгой, конгрев, покрытие офсетным лаком, УФлакирование, фальцевание и бигование. Печать на бумаге Plike рекомендуется производить высококачественными красками для печати на невпитывающих поверхностях с добавлением трехпроцентного сиккатива или красками на основе растительного масла. Не менее интересна коллекция «Слалом» (Slalom), плотность материалов в которой доходит до 310 г/м². В коллекции представлены чистоцеллюлозные белые и тонированные в массе бумаги и картоны, особенностью которых является оригинальное тиснение крупного рисунка в форме чередующихся волнистых линий.

Коллекция «Венислюкс» (Venicelux) полностью состоит из картонов плотностью до 450 г/м². Это чистоцеллюлозный картон с высокоглянцевой лицевой стороной. Покрытие выполнено методом литья, оборотная сторона — белая матовая, без покрытия. Данный материал подходит практически для любых способов печати и сохраняет все свои свойства при послепечатной обработке. Взависимости от внешнего вида лицевого покрытия коллекция делится на несколько групп.

Коллекция «Мальмеро» (Malmero)— это собрание чистоцеллюлозных, тонированных в массе материалов плотностью до 300 г/м² с широкой цветовой гаммой интенсивных и пастельных тонов. Поверхность картонов «Мальмеро» шероховатая и бархатистая, причем эти свойства сохраняются при резке, фальцовке и склеивании материала. «Мальмеро» прекрасно подходит для одноцветной и полноцветной печати с использованием методов офсетной, высокой и трафаретной печати.

Картоны для цифровой печати

Для столь популярных и постоянно совершенствующихся цифровых технологий производители бумаг и картонов создают специальные сорта материалов. Весьма популярен картон для цифровой печати «Венислюкс Диджитал» (Venicelux Digital) производства компании Gruppo Cordenons. Он представляет собой чистоцеллюлозный картон для цифровой печати с высокоглянцевой лицевой стороной. Покрытие выполнено методом литья, оборотная сторона — белая матовая и тоже пригодна для высококачественной печати. Этот материал предназначен для цифровой печати с использованием технологии Xeikon. На российский рынок картон Venicelux Digital поставляется в рулонах шириной 32 и 50 см (внешний диаметр рулона — 38 см). Материал представлен в двух плотностях: 215 и 250 г/м².

Чистоцеллюлозный картон для цифровой печати CSI Splendorlux 1EW (Extra White) производства концерна Fedrigoni Group обладает белым высокоглянцевым покрытием лицевой стороны. Оборот этого сорта белый, но без покрытия. CSI Splendorlux 1EW, в отличие от Venicelux Digital, предназначен специально для цифровых печатных машин Indigo, использующих технологию электрофотографии. На российский рынок этот материал поставляется в листах формата 32×46,4 и 46,4×32 см и плотностью 250 г/м².

Переплетные картоны

Значимость переплетного картона невозможно переоценить. От этого материала зависит внешний вид книги, и с его качеством напрямую связано качество переплетной крышки. Хороший переплетный картон должен обладать такими характеристиками, как высокая прочность, стойкость к короблению, высокая впитывающая способность и легкость при резке. Переплетный картон, не соответствующий определенным технологическим параметрам, называется «отбор». Он может применяться для сшивания документов для архивов, при изготовлении мягкой мебели, для разнообразной тары и детских настольных игр, для которых не требуется картон высокого качества.

Выбор переплетного картона на российском рынке достаточно широк. Так, голландский материал Luxline представляет собой неотбеленный картон серого цвета, который подлежит оклеиванию предварительно запечатанной бумагой или другим поверхностным переплетным материалом. Этот сорт, по заверениям производителя, идеально подходит для изготовления книжных переплетов. Одно из очевидных преимуществ этого материала заключается в том, что благодаря гладкости картона для идеального приклеивания поверхностного материала требуется минимальное количество клея. В зависимости от гладкости картон Luxline делится на два вида: шероховатый Unlined и более гладкий Grey. Помимо изготовления книжных переплетов этот материал пригоден для производства жесткой упаковки для настольных игр, подарков, обуви, одежды, сигар, шоколада, косметики, спиртных напитков и многого другого. Диапазон толщины этого материала варьируется от 0,7 до 3,0мм. Материал поставляется в листах, стандартный формат которых равен 70×100 см.

Многослойный переплетный картон не редкость. Один из таких материалов — это Foabmoard производства фабрики Moorman Karton, которая была основана в Нидерландах в 1912 году, а сегодня является одним из лидеров на рынке картонов. Картон Foabmoard состоит из трех слоев, первым из которых является основа— собственно переплетный картон толщиной от 0,6 до 3 мм; вторым слоем идет полиэфирный поролон со стандартной толщиной в 2, 3, 4 или 5 мм и весом до 90 г/м². По заказу толщина поролона для этого слоя может быть увеличена. Инаконец, третий слой — войлочная бумага светлофиолетового цвета плотностью 150 г/м², которая хорошо выдерживает давление, оказываемое на крышку переплета при отделочных процессах: тиснении фольгой и блинтовом тиснении. При производстве переплетного материала Foabmoard используются нетоксичные клеи, изготовленные на основе ПВА. Этот материал разработан специально для производства обложек ежедневников, представительской продукции (папок, блокнотов и т.п.), а также книг, в том числе детских, фотоальбомов, энциклопедий, обложек меню, презентационных, адресных папок и подобной полиграфической продукции. На российский рынок переплетный картон Foabmoard поставляется в листах формата 100×70, 100×80, 101×87,5 см.

Макулатурный переплетный картон тоже встречается довольно часто. Kappa Eskaboard, также известный под названием Eska, — это твердый переплетный картон производства голландской компании Kappa Graphic Board. Он на 100% изготавливается из макулатуры. Картон разработан специально для переплетов книг, папок, скоросшивателей, альбомов, ежегодников, записных книжек и детских игр. Превосходная жесткость, ровная и гладкая поверхность картона гарантируют высокое качество готовой продукции. Картон легко режется, штампуется, сверлится, фальцуется и компостируется, что позволяет перерабатывать его на высокоскоростном оборудовании. Основное отличие Kappa Eskaboard от других переплетных картонов заключается в процессе производства. Производителям удается достичь стабильного качества данного материала за счет уникальной технологии, которую обеспечивает машина Fourdrinier. Различают две технологии производства щелочных картонов: на машинах цилиндрического типа и на машинах Fourdrinier. Принцип работы цилиндрической машины, рабочим органом которой является цилиндр или барабан, обтянутый металлической тканью, заключается в наматывании на барабан макулатурной массы. За счет этого картон получается многослойным, и при работе с ним наблюдается так называемый эффект слоеного теста. При использовании такого картона в производстве могут возникнуть коробление, деформация, отслоение, неровная, бугристая поверхность картона (эффект апельсиновой корки). Машина же Fourdrinier работает по особой технологии, исключающей риск появления подобных нежелательных эффектов при работе с переплетными картонами Kappa Eskaboard.

Еще один макулатурный переплетный картон — это Smurfit BB. Он выпускается компанией Smurfit Graphic Board — одним из крупнейших производителей высококачественного картона из 100% макулатуры на мировом рынке. Сегодня Smurfit Graphic Board экспортирует около 90% своей продукции в более чем 50стран по всему миру. Сам же материал Smurfit BB представляет собой немелованный переплетный картон, изготовленный на 100% из переработанного сырья с ламинированной серым крафтом поверхностью. Данный картон предназначен для изготовления обложек книг, детских настольных игр и паззлов, рекламных вывесок, дисплеев и многого другого. Картон Smurfit BB поставляется в широком диапазоне плотностей: 905, 1055, 1210, 1440, 1780 г/м², формат листов составляет 70×100 см.

Оптимальное соотношение цены и качества отличает преплетный картон производства ОАО «Каменская БКФ», который также известен под названием «Кувшиновский картон». Данный переплетный картон изготавливается по технологии, используемой на фабрике компании Kappa Graphic Board, о которой мы уже упоминали. Несмотря на то что этот материал и уступает по качеству знаменитому голландскому картону Kappa Eskaboard, он является весьма популярным материалом для полиграфии, издательского дела и производства рекламы. Совсем недавно появившись на отечественном рынке, он за короткое время завоевал популярность среди заказчиков и производителей полиграфической продукции.

2.Состав картона, компонентный состав картона

Картонные материалы, в основном использующиеся для упаковок, вне конкуренции по экономичности и экологическим характеристикам по сравнению с другим сырьем. Положительные стороны картона все больше пропагандируются на сегодняшнем рынке упаковочных материалов. Получение материала высокого уровня во многом зависит от самого технологического процесса и квалифицированного персонала.

В состав картона входят волокна древесины. Однако производство вкладывает и дополнительные химические и древесные материалы. Целлюлоза белая или бурая – пожалуй, главный компонент, входящий в состав картона. Но кроме него есть и дополнительные химические соединения с древесными излишками (или как говорят на производстве отходами) и макулатура. Технология производства целлюлозы у каждой компании своя, но примерно все придерживаются одной линии – древесина, независимо от ее породы, обрабатывается химическими веществами, механически уплотняется и сжимается. Вследствие чего в состав картона входят волокна, не отвечающие высоким требования. Во многом потребителя не интересует, на сколько картон отвечает требованиям качества. А для получения картона более высокого качества, технология производства немного меняется и усложняется. Терма обработка и химические элементы удаляют нежелательные компоненты из древесной массы. При такой технологии в состав картона входят более толстая бумага и целлюлоза с удлиненными волокнами. Состав картона характеризуется своей многослойностью и в этом заключается положительная сторона этого материала.

Не смотря на то что у всех картонных изделий состав практически одинаков, качество в корне может отличаться. Прозрачность, влагопрочность, гладкость, толщина, цвет – это те качества, на которые следует обратить внимание при покупке. Для более тщательного изучения качества обратите внимания на — удлинение в момент разрыва, сопротивление разрыву, излом при перегибе. Для изготовления картона для плоских слоев гофрокартона и бумаги для гофрирования используют макулатуру марок МС-6 (старый гофрокартон или обрезки) и МС-7 (смешанный картон) или целлюлозу. В композиции допускается и остальная макулатура, но желательно не более 10-15%. Все зависит от требуемых качественных характеристик получаемого картона. В лучшем случае, с потоком подготовки макулатуры можно установить поток подготовки небеленой или беленой хвойной целлюлозы, в количестве до 30%. Подавая 30% целлюлозы на покровный слой, мы добиваемся улучшения качества картона по цвету и по прочности. В массу может дополнительно вводиться клей и сернокислый алюминий (глинозем). Количество зависит от многих параметров (качество воды, температура, необходимая степень проклейки, наличие поверхностной проклейки на машине и т.д.). Примерные нормы расхода: глинозем-1,2 кг/т, клей — 4,5 кг/т, нейтральный крахмал — 4 кг/т.

Макулатура и/или целлюлоза распускается и очищается на оборудовании для подготовки массы, потом поступает на картоноделательную машину.

Роспуск макулатуры производится в гидроразбивателе при концентрации массы 10-14%. Из гидроразбивателя масса насосом перекачивается через смесительный ящик в бассейн. Концентрация массы в бассейне 3,0-3,5%.

Из бассейна масса подается на вихревой очиститель высокой концентрации, где производиться очистка от крупных включений, и далее на гидроразбиватель (турбосепаратор) сортирующий тройного действия на сортировку и дороспуск. На этом этапе происходит очистка от скотча, пленок и т. д. Отходы от гидроразбивателя сортирующего отводятся на вторую ступень сортирования – вибрационную сортировку.

После гидроразбивателя сортирующего, масса поступает во второй массный бассейн, из которого насосом подается на пульсационную мельницу на дороспуск. Далее масса подается на дополнительное сортирование.

Сортирование производится на напорной сортировке, имеющей сито с щелевыми отверстиями шириной 0,3-0,35 мм. Отходы от напорной сортировки отводятся на вторую ступень сортирования – вибрационную сортировку. Отсортированная масса подается в композиционный бассейн. В этом бассейне в массу вводится крахмал и канифольный клей.

Из композиционного бассейна масса подается для окончательного размола на две последовательно установленные дисковые мельницы. После мельниц масса поступает в машинный бассейн.

Из машинного бассейна масса через бак постоянного уровня поступает на смесительный насос, где разбавляется до концентрации 0,6-0,8%, и подается на систему вихревых конических очистителей, на которых производится очистка от мелких включений не волокнистого характера.

В напорный ящик картоноделательной машины масса, с дополнительно введенным глиноземом, поступает через узлоловитель, на котором производится очистка от мелких волокнистых включений. Сортирование производится на узлоуловителе, имеющем сито с отверстиями диаметром 2,2 мм. На картоноделательной машине происходит формование картонного полотна, его обезвоживание и сушка.

С характеристиками картоноделательных машин вы можетете ознакомиться в разделе картоноделательные машины, а с массоподготовительным оборудованием в разделе массоподготовительное оборудование.

Краткое описание отдельных частей картоноделательной машины

Напорный ящик

Напорный ящик обеспечивает напуск массы на сеточный стол. При этом он обеспечивает равномерную скорость истечения массы по всей ширине картоноделательной машины, однородность массы по концентрации, отсутствие завихрений и турбулентных движений в потоке, а также минимальную флокуляцию волокна. Для этого предлагаемый напорный ящик оснащен двухступенчатой перфорированной плитой и двумя перфорированными валами, которые приводятся во вращение индивидуальными приводами. Для регулирования массы полотна по ширине картоноделательной машины напорный ящик оснащен механизмами тонкой регулировки верхней напускной губой, а для устранения пенообразования в напорном ящике имеется спрыск-пеногаситель.

При рабочей скорости картоноделательной машины до 200 м/мин устанавливается напорный ящика открытого типа.

При рабочей скорости картоноделательной машины свыше 200 м/мин устанавливается напорный ящик закрытого типа.

В напорном ящике закрытого типа для обеспечения скорости истечения струи массы, соответствующей скорости движения сетки, вместо статического напора создается гидростатический напор. Воздушная подушка, создаваемая в напорном ящике, способствует устранению пульсаций давления массы. Все части соприкасающиеся с массой выполнены из нержавеющей стали или из углеродистой с облицовкой нержавеющей сталью.

Сеточная часть

Может быть как односеточного, двухсеточного или трехсеточного исполнения консольного типа. Консольное исполнение сеточного стола позволяет производить замену сетки без значительной его разборки, а следовательно, за минимальное время.

Длина стола в зависимости от производительности картоноделательной машины составляет от 10,5 до 20 м. Сеточная часть оснащена следующими обезвоживающими элементами: формующей доской, регистровыми валами, гидропланками, «мокрыми» отсасывающими ящиками, «сухими» отсасывающими ящиками. Гидропланки и покрытия ящиков выполнены из высокомолекулярного полиэтилена. Размещение обезвоживающих элементов на столе выполнено таким образом, чтобы обеспечить равномерное (по длине стола) обезвоживание и, как следствие, оптимальное формование полотна.

В начале сеточного стола установлены декельные линейки, предотвращающие растекание массы на кромках. Для регулирования механических показателей полотна в продольном и поперечном направлениях грудной вал и начальный участок стола приводятся в колебательные движение в поперечном направлении за счет механизма тряски. Установленный механизм тряски позволяет регулировать частоту и по амплитуду колебательных движения стола. Гауч – вал однокамерный. Для промывки сетки предусмотрены смачивающие спрыски и спрыск высокого давления. Также в наличие отбойный спрыск, спрыск смыва кромок, заправочный и спрыски резки кромок. Для очистки сетковедущих валов установлены шаберы. Для регулирования сетки имеется пневматическая сеткоправка, для натяжения сетки установлены две пневматические или электромеханические сетконатяжки. Отвод воды с сеточного стола производится по специально установленным подсеточным ваннам. Все части соприкасающиеся с массой выполнены из нержавеющей стали или из углеродистой с облицовкой нержавеющей сталью. Сухость полотна после сеточной части составляет 20-22 %.

Прессовая часть

Прессовая часть выполнена с учетом обеспечения максимального обезвоживания до сушильной части при этом сохраняя структуру полотна, а следовательно, его физико-механические показатели.

В зависимости от производительности прессовая часть состоит из двух или трех прессов. Первый пресс может быть выполнен отсасывающим. Нижние валы прессов обрезиненные, верхние – гранитные. Прижим и отвод верхних валов осуществляется пневматическими механизмами. Пресса снабжены спрысками для промывки сукон. Для регулирования хода сукон имеются пневматические сукноправки, для натяжения сукон установлены пневматические или электромеханические сукнонатяжки. Сукноведущие валы омедненные или обрезиненные. Для очистки поверхности прессовых валов установлены шаберы. Конструктивно прессовая часть выполнена с учетом минимальных затрат времени на смену сукон. Сухость полотна после прессовой части составляет 39-42 %.

Сушильная часть

В зависимости от производительности картоноделательной машины может быть установлено 18-30 сушильных цилиндров диаметром 1500 мм. Сушильная часть разделена на группы по приводу. Рабочее давление пара 0,3-0,5 МПа. Пар поступает в сушильный цилиндр через пароконденсатную головку, установлен-ую на цапфе с приводной стороны. Конденсат непрерывно отводится по сифонным трубам, опущенным практически до дна цилиндра. Для периодического осмотра, цилиндры снабжены люками. Ориентировочный удельный расход пара 3,0 т/тонну готовой продукции.

Сушильная часть предназначена для работы на синтетических сушильных сетках. Для регулирования сеток имеются пневматические сеткоправки, для натяжения сеток установлены пневматические или электромеханические сетконатяжки. Картоноделательные машины с рабочей скоростью более 200 м/мин оснащены канатиковой заправкой полотна. Для очистки поверхности сушильных цилиндров установлены шаберы.

Каландр

Для придания картону гладкости и требуемой плотности установлен четырехвальный каландр. Дополнительный прижим валов каландра осуществляется пневматическим механизмом. Для очистки поверхности каландровых валов установлены шаберы. Заправка полотна осуществляется за счет воздушного спрыска или канатиков.

Накат

Накат периферического типа. Намотка картонного полотна осуществляется на тамбурные валы. Приемные и основные рычаги наката перемещаются за счет пневматических исполнительных механизмов. Равномерность намотки регулируется степенью прижима рулона к цилиндру наката как с приводной так и с лицевой сторон. Прижим осуществляет-ся пневмоцилиндрами.

Механический привод

Привод картоноделательной машины многодвигательный. Каждая приводная точка снабжена электродвигателем переменного тока, редуктором и карданным или промежуточным валом.

Электропривод регулируемый

Регулируемый привод выполнен на базе элементов фирмы «MITSUBISHI» или «LG».

Система управления

Для управления пневматическими и электромеханическими механизмами картоноделательной машины поставляются индивидуальные локальные приборы, пульты и щиты управления.

3. Где заканчивается бумага и начинается картон?

Проводя рукой по абсолютно гладкой на вид поверхности коробки, покупатель восклицает: «Ах, какая красота!» Но то, что нам кажется гладким и тонким, на самом деле не всегда таковым является. Гладкость (способность передавать без разрывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации) — одно из важнейших печатных свойств. Чем выше гладкость, тем лучше контакт между поверхностью и печатной формой, тем меньше прилагается давления при печатании, тем выше качество изображения.

От микроскопической шероховатости, присущей всей бумажной продукции, не так-то просто избавиться. Как и от разногласий по вопросу «что есть картон?». Научно-популярное издание «Все о бумаге» (М.: Дубль В, 1999.) утверждает, что картон — не что иное, как бумага плотностью свыше 150 г/м2. Некоторые специалисты отодвигают границу до 200-250 г/м2. Но практически все согласны, что картоном можно назвать бумагу толщиной более 0,25 мм, а также бумагу, имеющую многослойное строение (не имеются в виду слои мелования), независимо от плотности. Многослойная структура увеличивает толщину и жесткость картона. Сколько не пытаются полимерные материалы его вытеснить, он остается незаменимым там, где нужна жесткость… не характера, а формы:

упаковка для продуктов питания, лекарств, парфюмерно-косметических товаров, стиральных порошков, детских игр и прочих товаров.

Для изготовления картонной упаковки с полноцветной печатью, лакированием или тиснением огромное значение имеет качество покрытия лицевой стороны. Поэтому используют, как правило, картоны с двухслойным/полным (примерно 20г/м2) и реже с легким (от 4 до 10 г/м2) меловани-ем. В дальнейшем речь будет идти именно о мелованных (покрытых) сортах картона.

Geschtnichener… Coated… Мелованные…

Мелованный картон отличает хорошее поведение в процессе печати, более интенсивное воспроизведение красок и лучший глянец при лакировании. При печати на нем диаметр пор мелованного слоя настолько мал, что в поры впитываются только растворители, в то время как частицы красящих пигментов остаются на поверхности бумаги. Поэтому изображение получается очень насыщенное.

Типичная структура мелованного картона:

— мелованные слои (один или несколько);

— верхний слой (один или несколько слоев качественного сырья: беленая или небеленая целлюлоза, древмасса, отбеленая макулатура);

— вкладыш (достаточно толстый слой из дешевого сырья: макулатура, древмасса, небеленая целлюлоза, различные отходы производства);

— нижний слой (один или несколько слоев качественного сырья: беленая или небеленая целлюлоза, древмасса, макулатура).

Учитывая отсутствие единого мнения по самому понятию «картон», не удивительно, что нет и общепринятой классификации видов картона. В основном, пользуются маркировками, заявленными производителями. Данные частично взяты из таблицы «Сорта мелованного картона» (Все о бумаге.-М.: Дубль В, 1999, с.71.).

Дуплексом называют картон с односторонним мелованием, триплексом — с двусторонним. Большинство из макулатурных картонов на российском рынке имеют маркировку GD2, а картоны из первичных волокон — GC2.

К числовым характеристикам качества покрытия относятся только белизна, глянец и гладкость поверхности. В остальном ориентируются либо на общее описание, либо на внешний вид, а чаще — на отзывы коллег.

Пересекая границы…

Производители картона обычно проводят границу между дизайнерскими, полиграфическими и упаковочными картоном. Но никто вам не помешает, к примеру, удивить мир изготовленной из первого или второго элитной косметической упаковкой. В общем, границу можно пересекать, пока вы не посчитаете, в какую сумму это выливается.

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Масса (вес) является наиболее распространённым показателем, т.к. большинство бумаг(картон) продают по массе 1 м2. Массу бумаги (картона) чаще относят к единице площади, чем к единице объёма, как это делают в отношении других материалов, т.к. бумагу используют в виде листа, и поэтому площадь в данном случае играет более важную роль, чем объём.

Толщина бумаги (картона) (мкм) является важным фактором в характеристике многих других видов бумаги и определяет как проходимость бумаги в печатной машине, так и потребительские свойства (в первую очередь прочностные) готового изделия.

Механическая прочность — одно из основных и важных свойств большинства видов бумаги и картона. Стандарты на печатные виды бумаг предусматривают определённые требования механической прочности на разрыв. Эти требования определяются возможностью выработки на современных быстроходных машинах печатных видов бумаги без обрывов с последующим пропуском её через быстроходные перемотно-резательные станки и в дальнейшем на печатных машинах.

Достаточная механическая прочность бумаги должна обеспечивать безостановочную работу печатных машин на полиграфических предприятиях.

Показатель сопротивления бумаги (картона) излому — один из существенных показателей, характеризующих механическую прочность бумаги. Он зависит от длины волокон, из которых образована бумага, их прочности, гибкости и сил связи между волокнами. Поэтому наиболее высоким сопротивлением излому отличается бумага, состоящая из длинных, прочных, гибких и прочно связанных между собой волокон. Для печатных видов бумаги наиболее значимый показатель в процессе переплётно-брошюровочых работ полиграфического производства.

Показатель качества — сопротивление продавливанию — нельзя отнести к числу основных. Он предусматривает по действующим стандартам для сравнительно ограниченного количества видов бумаги. Важное значение этот показатель имеет для упаковочно-обёрточных видов бумаги. Этот показатель в некоторой степени связан с -показателями разрывного груза бумаги и удлинения её при разрыве.

Для некоторых видов бумаги и картона показатель сопротивления поверхности этих материалов истиранию служит одним из критериев, определяющих потребительские свойства материала. Это относится к чертёжно-рисовальным и картографическим видам бумаги. Эти бумаги допускают без излишнего повреждения поверхности возможность удаления написанного, нарисованного или напечатанного путем подчистки резинкой, лезвием бритвы или ножа. Одновременно подобная бумага с хорошей поверхностной прочностью на истирание должна сохранять удовлетворительный внешний вид после повторного нанесения текста или рисунка на стёртом месте.

Влагопрочность, или прочность во влажном состоянии — важный фактор большинства бумаг, особенно у бумаги, изготовленной на быстроходных бумагоделательных машинах, так как должна обеспечиваться бесперебойная работа буммашины при переходе бумажного полотна из одной секции машины в другую.

Прочность на изгиб. Это сопротивление бумаги(картона) упругому изгибу. При этом испытании бумагу не изгибают слишком сильно, чтобы она не разорвалась. Сопротивление бумаги изгибу определяют либо динамическим методом (метод длины собственной частоты), либо статическим методом (метод стержня).

Определение: DIN 52123, Часть1 — метод длины собственной частоты и DIN 53121 — метод стержня;

Значение в Н/мм

Потребительские свойства бумаги и картона — это такие свойства, которые проявляются непосредственно при их использовании, т. е. в процессе эксплуатации. Эти свойства включают следующие: функциональные, надежность, эстетические, эргономические, безопасность, а также социальное назначение.

Социальное назначение — это соответствие бумаги и картона потребностям населения, обусловливающее целесообразность их производства, сбыта и потребления. Учитывая, что наша страна, по оценке ООН, является самой читающей страной мира, выпускаемое в России количество бумаги, особенно газетной, писчей и картона не в достаточной степени обеспечивает потребности населения в художественной литературе, некоторых журналах.

Функциональные свойства и показатели качества бумаги и картона. Функциональные свойства обусловливают соответствие бумаги и картона их целевому назначению как предмета потребления. В зависимости от целевого назначения каждая группа, вид бумаги и картона характеризуются различными показателями: композицией, массой 1м², толщиной, объемной массой, жиропроницаемостыо, водопроницаемостью, паропроницаемостью, воздухопроницаемостью, влагопроницаемостыо, термостойкостью и другими свойствами.

Композицией бумаги (картона) называется состав и соотношение в процентах волокнистых и неволокнистых компонентов, из которых производится бумага (картон) данного вида. Это одно из важнейших свойств бумаги (картона), во многом определяющее качество данного вида бумаги (картона). Необходимые свойства бумаги (картона) получают путем изменения композиции. Так, бумага, которая содержит волокна древесной массы, малопрочная с серым оттенком. При введении в эту бумагу целлюлозы повышаются ее белизна, гладкость, прочность и т. д.

Наиболее высокими показателями качества характеризуется бумага, содержащая волокна тряпичной полумассы. У каждого вида бумаги (картона) разное процентное содержание волокнистых материалов, указываемое в стандартах.

Масса 1 м² бумаги (картона), выражаемая в граммах, зависит от состава входящих в нее волокон, степени размола, вида и количества наполнителей и других компонентов. Масса бумаги определяет массу изготовленных из нее беловых товаров. Она определяет плотность бумаги, пористость, вид входящих в ее состав волокон. Так, бумага, содержащая древесную массу, тяжелее бумаги, в составе которой 100 % целлюлозы или тряпичной полумассы. Это важнейший показатель, который приводится в стандартах.

Толщина бумаги (картона) выражается в микрометрах и для бумаги (картона) различного назначения неодинакова: для папиросной — 23 мкм, писчей—100, чертежной — до 200 мкм, а для картона — от 0,4 до 3 мм.

Линейная плотность бумаги (картона) выражается величиной, получаемой делением массы 1 м² в граммах на толщину в микрометрах, в г/см³. Она определяет плотность и пористость бумаги (картона). Так, чем выше показатель объемной массы, тем выше плотность бумаги и наоборот. Плотность чертежной бумаги, вырабатываемой из длинных и хорошо расщепленных волокон, составляет 0,8—0,9 г/см³, а рыхлая промокательная бумага, состоящая из плохо расщепленных волокон, имеет высокую впитываемость и объемную массу только 0,45 г/см³.

Необходимую плотность получают каландрированием. От плотности бумаги и картона зависит их паропроницаемость, воздухопроницаемость и впитываемость, что особенно важно при оценке качества писчей бумаги и картона.

Функциональные показатели, качества бумаги и картона: композиция бумажной массы (%), толщина (мкм), плотность (г/см³), расход волокнистых материалов на 1000 м² (кг), размеры (форматы) бумаги (мм), масса бумаги площадью 1 м² (г), светостойкость цветной бумаги (балл).

Надежность потребления и показатели качества бумаги и картона. Надежность потребления бумаги и картона — это потребительское свойство, обусловливающее сохранение основных параметров и их функционирование во времени и в пределах, соответствующих заданным условиям потребления. К ним относятся: сопротивление разрыву, излому, продавливанию, раздиранию, деформации и др.

Сопротивление разрыву — важнейший параметр бумаги и картона. При отливе бумажного полотна (картона) на сетке бумагоделательной машины большинство волокон располагается вдоль хода сетки. Поэтому прочность бумаги на разрыв выше в продольном направлении, чем в поперечном. И наоборот, растяжимость больше в поперечном направлении в 1,5— 2 раза, чем в продольном. Сопротивление бумаги (картона) разрыву характеризуется разрывным грузом (в кгс), а чаще — разрывной длиной в метрах. Под разрывной длиной понимают длину полоски бумаги в метрах, при которой эта полоска, подвешенная за один конец, разрывается под тяжестью собственной массы. Разрывная длина, которая дает представление о прочности бумаги на разрыв, зависит от длины и прочности применяемых волокнистых материалов, помола волокон и режима работы бумагоделательной машины. Так, бумага, изготовленная из целлюлозы или из льняных волокон, значительно прочнее бумаги, изготовленной из древесной массы. Бумага с разрывной длиной свыше 5000 м — очень прочная (калька бумажная), с разрывной длиной от 3500 до 5000 м — прочная (чертежная), с длиной от 2000 до 3500 м — средней прочности (писчая) и с разрывной длиной до 2000 м — слабая.

Определение: DIN 53115 с использованием испытательного устройства Брехт Имсет, значение в Дж/м.

Сопротивление излому бумаги и картона характеризуется числом двойных перегибов на 180″, которое может выдержать образец до полного разрыва. Число двойных перегибов в направлении вдоль полотна больше, чем поперек. Чем толще бумага (картон), тем больше число двойных перегибов. Такой показатель, как сопротивление излому, имеет большое значение для переплетного картона, документальной, чертежной и картографической бумаги, т. е. бумаги, которую при использовании приходится неоднократно складывать и разворачивать. Рисовальная бумага выдерживает 30—200 двойных перегибов, чертежная прозрачная — 900—2000.

Определение: DIN 52123, Часть 1 – метод длины собственной частоты и DIN 52121 – метод стержня, значение в H/мм.

Сопротивление надлому характеризуется величиной угла надлома, при котором разрушается поверхность картона.

Сопротивление продавливанию — это способность бумаги (картона) противостоять силам, действующим перпендикулярно ее поверхности (в кгс/см²). Сопротивление продавливанию зависит от помола массы, композиции, отлива на сетке, прессования, сушки, отделки и массы в 1 м² и др. Этот показатель важен для картона, папиросной, мешочной и другой бумаги. Так, для папиросной бумаги сопротивление продавливанию установлено в 4—5 кгс/см². Особое значение имеет сопротивление продавливанию для копировальной бумаги, так как она испытывает значительное давление букв при печатании.

Сопротивление раздиранию — показатель, который выражается усилием, необходимым для раздирания картона или бумаги (в гс). Этот показатель позволяет судить о величине усилия в граммах, необходимого для раздирания предварительно надрезанного образца бумаги (картона). Показатель важен для печатной бумаги, так как при прохождении через типографские машины обрывы полотна бумаги, как правило, начинаются с надрыва кромки (при изготовлении беловых товаров).

Определение: DIN 53112 Часть1 с использованием устройства для испытаний на стяжение; значение в N (прочность при растяжении) и в % (удлинение при разрыве).

Деформация бумаги (картона)—особенно важный показатель для бумаги, на которую наносятся рисунки при многокрасочной печати (картографическая, для карт и др.). Различают два вида деформации: линейную и остаточную. Линейная деформация— это увеличение длины и ширины бумаги после обработки ее водой, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа. Остаточная деформация — это сокращение размеров увлажненного листа бумаги при высушивании, выраженное в процентах по отношению к первоначальным размерам сухого листа.

Показатели надежности бумаги и картона: разрывная длина (м), прочность на излом при многократных перегибах (число двойных перегибов), сопротивление раздиранию (мН), влагопрочность (%), стойкость поверхности бумаги к выщипыванию (м/с), потери сопротивления излому при нагревании (%), линейная деформация (%).

Эргономические свойства и показатели качества бумаги и картона. Эргономические свойства бумаги и картона обусловливают удобства пользования ими потребителем. Так, степень проклейки характеризует сопротивление бумаги (картона) произвольному проникновению чернил, туши и их растеканию по поверхности бумаги. Бумага должна быть такой, чтобы при нанесении письма или чертежа чернилами или тушью они не растекались по поверхности.

Степень проклейки картона выражается в процентном содержании проклеивающего вещества, а бумаги — шириной штриха в миллиметрах при нанесении чернил, туши, краски, если они не растекаются и не проходят на обратную сторону (это штриховой метод определения проклейки). Так, степень проклейки писчей бумаги—1,25 мм, чертежной — 2, а под карандаш— до 1,25 мм.

Гладкость» бумаги (картона)—один из важнейших показателей эргономических свойств. Чем выше гладкость, тем равномернее ложатся чернила, краски, печать. Гладкость бумаги зависит от длины и толщины ее волокна, степени наполнения и глазировки. Гладкость выражается в секундах, необходимых для прохождения 10 мл воздуха между поверхностью образца бумаги и стеклянной полированной пластинкой при постоянном давлении на бумагу 1 кгс/см². Чем выше гладкость поверхности бумаги, тем теснее ее контакт с пластиной и тем больше потребуется времени для прохождения воздуха. Наиболее высокая гладкость 400—600 с у мелованной бумаги, а у чертежной и рисовальной — только 30 с.

Эстетические свойства и показатели качества бумаги и картона. Эстетические свойства изделий, в данном случае бумаги и картона, определяются их внешним видом. Он характеризуется белизной, цветом, оттенком, сорностью и другими показателями.

Цвет — один из основных показателей внешнего вида бумаги (картона) и характеризует пригодность бумаги для письма, печати и других целей.

Оттенок бумаги, устанавливаемый для белой и цветной бумаги, должен соответствовать оттенку установленного образца. Для этого в бумажную массу вводят красители. В процессе выработки бумаги ее оттенок может меняться из-за нарушения технологического режима, характера помола массы, наполняющих и красящих веществ и других факторов.

Раковистость — дефект покровного слоя бумаги или картона. Определяется числом раковин.

Эстетические показатели качества бумаги и картона: белизна (%), непрозрачность (%), просвечиваемость и лоск (%), раковистость (шт.), светостойкость цветной бумаги (балл), сорность (шт.), разница значений белизны по сторонам (%), показатель качества исполнения маркировки.

Безопасность потребления и показатели качества бумаги и картона. Безопасность потребления бумаги и картона обеспечивает защиту человека от опасных и вредных воздействий, возникающих при их использовании. Это — отсутствие режущих кромок, допустимость определенной кислотности, щелочности и др. Кислотность покровного слоя бумаги характеризуется концентрацией ионов водорода — рН покровного слоя.

При проверке и тестировании бумаги и картона необходимо соблюдать климатические условия по DIN EN 20187 или ISO 187 и обращать внимание на пробные образцы по DIN / ISO 186.

Таблица 5

Показатели для испытаний бумаги и картона (обзор)

4. Приборы для исследования картона

Автоанализатор сопротивления раздиру — UL7

Рисунок. Аппарат для испытания бумаги на раздир

♦ соответствие требованиям международных и российских стандартов;

♦ автоматический подбор величины груза маятника для конкретного материала;

♦ быстрая и надежная система сбора данных;

♦ пневматическое закрепление образца;

♦ набор грузов для анализа по всем международным стандартам…

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

♦ полимерные пленки (ПЭ, ПП, ПВХ, ПЭТ);

♦ многослойные фольги;

♦ уплотнительные материалы;

♦ бумага;

♦ текстиль.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип работы прибора основан на методе Эльмендорфа. Анализатор осуществляет измерение силы и расчет ее среднего значения при раздирании испытываемого образца. Измеряемая сила, производящая работу по раздиранию образца, преобразуется в изменение потенциальной энергии маятника, раздирающего образец при движении к положению равновесия. Изменение потенциальной энергии маятника вызывает изменение угла его поворота, пропорциональное совершенной работе. Отношение затраченной энергии к длине раздирания численно равно среднему значению силы при раздирании образца.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

♦ Мощность воздействия маятника: 200 гс, 400 гс, 800 гс, 1600 гс, 3200гс, 6400 гс; (стандартный маятник 200гс).

♦ Электропитание: 220В-50/60 Гц;

♦ Габаритные размеры (ДхШхВ): 480х380х560 мм;

♦ Вес: 23,5 кг

КОНФИГУРАЦИЯ

Управляющий ПК, стандартный маятник 200гс, разновес 200гс, эталон 200гс, коммуникационный кабель, программное обеспечение.

Примечание: источник газа предоставляется Пользователем.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Основные маятники (200 гс, 1600 гс); разновесы (400 гс, 800 гс, 3200 гс, 6400 гс); эталоны (200 гс, 400 гс, 800 гс, 1600 гс, 3200гс, 6400 гс); устройство для резки образцов; нож.

Определение сопротивления раздиру ГОСТ 13525.3 -ASTMD 1922 — ASTM D 1424 — ISO 6383 — ISO 1974

Испытательный пресс для картона — UG7036ASF

Применяется для определения сопротивления сжатию Нижняя плита пресса, под управлением двигателя, движется вверх с определенной скоростью, тем самым сжимая образец, находящийся между верхней и нижней плитой. После этого, будет определено значение сопротивления образца по время испытания.

Стандарты: TAPPI-804, JIS-Z0212, and GB/T4857.4.

Датчик сил

1000кг

±1.0%

600 мм

0-200 мм/мин

Макс: 585 мм

600х600 мм

2077х980х600 мм

1∮ AC 220В

Автоматический толщиномер — UL5-C2

Прибор для испытания прочности на изгиб – UGT6014

Прибор для испытания прочности на изгиб служит для определения сопротивления излому бумаги и картона.

15Ч150мм

Регулируемая пружина

СИД，0~999,999

48Ч28Ч45см

45кг

1∮,AC220В,2.6A

Измеритель сопротивления отслаиванию — UGT6022

Прибор применяется для определения значения сопротивления отслаиванию картона под воздействием определенной нагрузки заданной ориентации.

5 наборов

0.25 / 0.5 кг-см

0.005 кг-см

70 Ч 34 Ч 60 см

91кг

5. Обработка и интерпретация результатов исследования

Сопротивление бумаги (картона) разрушению при механических воздействиях – очень важная эксплуатационная характеристика ее, определяющая прочность и долговечность печатных и других изделий.

Прочность на разрыв определяется при помощи динамометра как предельная нагрузка, вызывающая разрыв бумаги (картона). Основная часть динамометра это массивный неравноплечий рычаг, поворачивающийся в вертикальной плоскости. Подвешенная к короткому плечу рычага полоска картона оттягивается при испытании вниз. Рычаг при этом отклоняется от вертикали, благодаря чему возникает сила, противодействующая тяге. Сила эта непрерывно увеличивается по мере отклонения рычага, и, когда она превышает прочность картона, испытуемый образец разрывается. Прибор калиброван так, что угол отклонения указывает на прочность в килограммах. На динамометре можно одновременно измерить и деформацию растяжения картона перед разрывом.

Для исследования были взяты 4 образца бумаги с разной плотностью. Использованные типы картона представлены в таблице 1.

№ образца	Наименование картона	Плотность картона, г/мІ
1	Astra Silver	220
2	Белый картон	160
3	Цифровой картон	160
4	Картон 4СС	200

Первый образец это более плотная бумага хорошего качества, она изготавливалась с использованием наилучших компонентов, также она была подвержена дополнительному прохождению через каландр для получения текстуры и в то же время улучшение связи волокон.

Образцы под номерами 2,3 и 4 имеют повышенную белизну, что обозначает, что в состав данной бумажной массы входит качественная целлюлоза и специальные добавки.

Для проведения измерений из данных типов картона были отрезаны несколько образцов с размеров 50 х 150мм. Половина образцов были подвержены определенному количеству изгибов – 150 раз. После многочисленных изгибов и акклиматизации, были проведены замеры на прочность и растяжение. Результаты замеров представлены в таблице 2.

Таблица 2

По результатам данной таблицы можно построить несколько диаграмм.

Диаграмма 1 – Вариация прочности на разрыв в зависимости от направления волокон.

Диаграмма 2 – Вариация разрывной длины в зависимости он направления волокон.

На диаграммах 1 и 2 видна разница между прочностью бумаги в продольном и поперечном направлении волокон. Можно заметить, что некоторые виды картона имеют лучшую прочность на разрыв в поперечном направлении волокон, а некоторые имеют туже прочность в обоих случаях.

После чего образцы были подвержены определенному числу изгибам, они были проверены вновь на прочность волокон. Результаты представлены в следующей таблице.

Таблица 3. Результаты исследований

Ниже представлены диаграммы, построенные по данным таблицы 2 и 3. В следующих диаграммах очень четко видно как влияют многочисленные изгибы на прочность бумаги.

Диаграмма 3 – Вариация прочности на разрыв в случае продольного направления волокон

Диаграмма 4 – Вариация прочности на разрыв в случае поперечного направления волокон.

Диаграмма 5 – Вариация разрывной длины в случае продольного направления волокон

Диаграмма 6 – Вариация разрывной длины в случае поперечного направления волокон.

После изучения диаграмм 3-6 замечено, что бумага изготовлена из разных компонентов, так как многочисленные изгибы и перегибы поразному влияют на прочности бумажного листа. Видно, что некоторые образцы более устойчивы к многочисленным изгибам, независимо от направления волокон, а именно образцы под номером 3,4. Это типы картона можно использовать без проблем в производстве.

Остальные образцы менее устойчивы. Нельзя определить самый неустойчивый образец, так как некоторые устойчивы в продольном направлении, а другие в поперечном и наоборот. Во время работы с таким типом картона могут появиться некоторые проблемы.

Самым прочным остался 4-ый образец, 3-ий тоже имеет хорошие данные. Эти два типа картона, при изготовлении, были подвержены дополнительным прохождением через каландр, таким образом волокна лучше скрепляются между собой придавая картону лучшую прочность.

Самым неустойчивым остается образец под номером 2, этот картон более хрупкий и волокна в нем распределены неравномерно.

Вывод

Принцип изготовления картона гениально прост: бумажная масса, состоящая из древесной и чистой целлюлозы, небольшого количества добавой и 90% воды, осаждается тонким ровным слоем на сетке – вот и все. Однако какое разнообразие продуктов! За счет чего? Только за счет природы составляющих и их соотношений.

При производстве картона надо четко соблюдать его состав, так как при несоблюдении пропорции компонентов картон теряет свои свойства, а особенно одно из главных свойств – прочность. Например при производстве бумаги из древесной целлюлозы не будут соблюдены пропорции лигнина, то картон получается малопрочным и хрупким, так как лигнин являестя вредным, побочным компонентом волокна, содержащие данный компонент плохо переплетаются. По этому, для производства высококачественного картона надо использовать не содержащие лигнина волокнистые материалы.

При изготовлении целлюлозы из древесины путем химической обработки, а именно сульфитным способом, удаляют лигнин. При такой обработке одновременно с растворением лигнина происходит и деструктивный гидролиз целлюлозы, что приводит к снижению прочности волокна, а следовательно и бумаги. Для предотвращения чрезмерной деструкции надо уменьшать продолжительность варки и концентрацию кислоты.

Также в производстве картона используется и древесная масса. В отличие от целлюлозы, древесная масса состоит не из отделенных друг от друга в процессе варки волокон, а из коротких и толстых неправильной формы частиц и мелких пылевидных частиц. Поэтому, волокна древесной массы переплетаются плохо и не образуют прочного, плотного и гладкого картонного листа.

Новые возможности в области производства бумаги (картона) открывает применение синтетичных органических, а так же неорганических волокнистых материалов: нейлона, полиэфирных и полиакриловых волокон, стеклянных, кварцевых и т.д. Картон из такого материала обладает рядом замечательных свойств. Картон, сформированный обычным образом из синтетического волокна, непрочен и разрушается при самых слабых воздействиях, по этому, такой картон надо пропитывать растворами связующих веществ, которые при высыхании и горячем прессовании бумаги склеивают волокна, обеспечивая высокую прочность.

Картон (бумага) полученные из синтетических волокнистых материалов, устойчивы к влаге, нагреванию, загниванию, химическим реактивам, а самое главное очень эластичны и прочны.

Разнообразие сортов картона дает возможность выбрать именно тот сорт (вид, тип), который необходим в каждом конкретном случае. Однако для того, чтобы выбор был правильным, необходимо знать как основные и специальные параметры отдельных сортов картона с учетом их фирменных названий, так и те требования, которые предъявляют к картону способ и технология печати, а также послепечатные процессы и само издание в целом. Это не так просто, как кажется.

Фактически решение этой технологической проблемы включает в себя решение двух задач. Во-первых, выбирающий должен точно знать, что ему необходимо, и, задавая четкие вопросы, получить очено конкретные ответы от поставщика картона (бумаги). Во-вторых, если предстоит выполнение важного заказа, а практика работы с конкретным сортом картона отсутствует, то с новым и незнакомым сортом картона необходимо сделать небольшой эксперимент (исследование).

Вступ

Життя нерозривно пов’язане з природним середовищем. На ранніх етапах свого становлення людина, користуючись продуктами природи, не завдавала помітної шкоди природним ресурсам. Але з посиленням практичної діяльності, пов’язаної з винаходом знарядь праці, вплив її на природу неухильно зростав. В останні десятиліття ХХ століття у зв’язку із високими темпами науково-технічного прогресу, небувалим розширенням сфер матеріального виробництва він став особливо значним і великомасштабним.

Неухильно зростає населення нашої планети, що потребує відповідного збільшення видобутку й виготовлення життєвих ресурсів для забезпечення його проживання. Наслідки впливу людини на навколишнє середовище сумні й тривожні:порушуються природні угруповання й ландшафти, забруднюється атмосфера, морські акваторії і прісні водойми , руйнується ґрунтовий покрив, зменшуються лісові ресурси та чисельність видів рослин і тварин, хімічні сполуки, які циркулюють у біосфері, шкодять здоров’ю людини та всьому живому.

В Україні екологічна криза значно поглибилась після аварії на Чорнобильській АЕС у квітні 1986 року. Ці обставини, а також складні соціально-економічні умови привели до різкого погіршення стану здоров’я населення та зниження його відтворення. Тепер в Україні більше людей помирає, ніж народжується. Рішенням парламенту від 1992 року всю територію нашої країни оголошено зоною екологічного лиха.

Тож у стосунках з природою людство зіткнулося із серйозними і складними проблемами. Цілком очевидно, що вплив людини на природу нині значно перевищує здатність біосфери до саморегуляції і ставить загалом під загрозу можливість її існування як системи.

В умовах науково-технічного прогресу значно ускладнились взаємовідносини суспільства з природою. Людина отримала можливість впливати на хід природних процесів, підкорила сили природи, почала опановувати майже всі доступні відновні і невідновні природні ресурси, але разом з тим забруднювати і руйнувати довкілля.

За оцінкою Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), із більш ніж 6 млн. відомих хімічних сполук практично використовується до 500 тис. сполук; із них біля 40 тис. мають шкідливі для людини властивості, а 12 тис. є токсичними.

Із розвитком цивілізації і науково-технічного прогресу, обсягів виробництва та його відходів проблеми стосунків між природою і суспільством дедалі загострюються.

Людство змушене перейти до ресурсозберігаючого виробництва і керуватися екологічними пріоритетами у взаємодії з природним середовищем. Непродумані технології, організація і виконання робіт можуть привести до великих втрат енергії і матеріалів, високого ступеню забруднення навколишнього середовища.

Розділ1. Технологія виробництва паперу

1.1 Папір, його класифікація та властивості

У деяких європейських країнах, таких як Україна, Англія, Німеччина, Франція тощо, листовий матеріал, на якому пишуть, друкують і виконують інші види робіт , називають папером. Цю назву листовий матеріал дістав від свого попередника папіруса, на якому писали ще в древньому Єгипті.

Батьківщиною паперу є Китай. У Китаї папір виробляли ще задовго до н.е. В Європі першими почали виробляти папір угорці(1300р.) В Україні першу папірню побудовано в 1541р. на Львівщині у місті Буськ.

Папером називають волокнистий листовий, переважно рослинного походження матеріал, маса 1м2 якого становить 4-250г.

За призначенням папір поділяють на групи, які складаються з окремих підгруп. Папір для друку (друкарський), писання(зошитовий, поштовій), креслярсько-ресувальний(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.

Папір як волокнистий матеріал з капілярною структурою легко поглинає вологу з довкілля. Тому чим віща вологість повітря, тим вища вологість паперу.

Властивості паперу залежать від властивостей сировини.

1.2 Сировина для виготовлення паперу

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.

1.2.1 Волокнисті речовини (целюлоза)

Основною сировиною для виробництва паперу є і буде рослина, оскільки вона не дорога, 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 (NaOН) і сульфід натрію (Na2S), 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 SO2 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.

Макулатура — це папір або картон, зіпсований в 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. Меньше забруднюється також довкілля, ніж під час виробництва паперу з рослинної сировини. Одна тонна макулатури економить 3,0-4,5 м? деревини або близько 15 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 дешевий папір, ніж із сухих. Проте використовувати сирі речовини можна лише тоді, коли паперова фабрика розташована в межах паперово-целюлозного комбінату.

1.2.2 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 дешеві, ніж волокнисті речовини. Додавання наповнювачів до волокнистих речовин робить папір дешевим. Проте слід пам’ятати , що, поліпшуючи одні властивості паперу, наповнювачі погіршують інші, наприклад зменшують міцність. Для кожного виду паперу додається оптимальна кількість певного наповнювача. Найчастіше наповнювачами використовують каолін, тальк, крейду, сульфати барію та кальцію, діоксин титану, алюмосилікати тощо.

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

Тальк(кисла сіль метакремінєвої кислоти(3MgO*4SiO2*H2O)) надає паперу м’якості, безшумності, підвищує адсорбцію друкарських фарб тощо. Основним недоліком тальку є те, що папір пилиться.

Крейда(майже чистий карбонат кальцію (СаСО3)) порівняно з каоліном і тальком біліша. Крейда надає паперу білизни, непрозорості, м’якості. Її використовують у процесі виробництва цигаркового паперу.

Синтетичний сірчанокислий барій (ВаSO4) поліпшує білизну паперу. Зменшує його прозорість і надає блиску.

Діоксид титану (ТіО2) – дуже дорогий наповнювач, його вартість у 35-40 разів перевищує вартість каоліну. Його використовують під час виробництва дуже якісного непрозорого паперу.

Алюмосілікати 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 у звислому стані.

1.2.3 Вода

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

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

1.2.4 .Клеї

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

1.2.5 Барвники

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

1.3 Підготовлення паперової маси

Паперова маса, з якої виробляють папір і картон, складається з розмелених волокнистих речовин, води, наповнювачів, барвників і проклеюючи речовин. Підготовлення паперової маси — дуже відповідальний технологічний процес, який значно впливає на якість отриманої продукції: паперу чи картону. Він складається з подрібнення, проклеювання, наповнення, фарбування тощо.

1.3.1 Подрібнення волокнистих речовин

Подрібнення – один із найважливіших технологічних процесів у виробництві паперу. Від нього залежіть якість паперу. Цей процес найбільш енергомісткий. На подрібнення волокнистих речовин витрачається 60-70% загальної кількості енергії в процесі виготовлення паперу. У ході подрібнення волокна вкорочуються, розщепляються, розтираються та стискаються. Внаслідок подрібнення змінюються довжина та товщина волокон. Після подрібнення волокна стають еластичними, гнучкими та масними на дотік.

Волокнисті речовини подрібнюють на спеціальних машинах, винайдених ще у 17-19 ст., які постійно вдосконалюють. До таких машин належать рол (1670р). дисковий млин (1856р), конічний млин (1858р).

Рол використовують у процесі виготовлення тонких видів паперу, які потребують тривалого подрібнення волокон, а також під час подрібнення ганчір’я.

Конічні млини довгий час використовували для допоміжного подрібнення після розмелювання на ролах і лише в 30-х роках ХХ ст. після вдосконалення їх використовують як основні машини для подрібнення волокнистих речовин.

Дискові млини після реконструкції в 50-х роках ХХ ст.. встановлено на всіх папероробних підприємствах . порівняно з конічними млинами вони споживають на 20-25% менше енергії , мають велику продуктивність (до 650 т на добу), просту конструкцію.

Час подрібнення волокнистих речовин різний: у ролах — 0,5-24 год., а в млинах безперервної дії – секунди.

1.3.2 Проклеювання паперової маси

Рослинні волокна, з якіх виробляють папір, мають здатність вбирати вологу. Щоб запобігти вбиранню води і деяких колоїдних розчинів, наприклад чорнила, та розтіканню їх по поверхні паперу, папір проклеюють. Проклеювання можна проводити двома способами. За першим способом спеціальні речовини (клеї) вводять у паперову масу перед виготовленням паперу. Ці речовини розподіляються рівномірно по всій товщині паперу. За другим способом клейкі речовини наносять на поверхню готового паперу. Клеї розподіляються в основному на поверхні паперу, а середина залишається непроклеєною. Другий спосіб економічно вигідніший, оскільки клею витрачається значно менше. Проте він потрібує додаткового обладнання. У промисловості використовують обидва способи проклеювання.

1.3.3 Наповнення паперової маси

Багато видів паперу виробляють із використанням інертних наповнювачів. Наповнювачі погрішують проклеювання паперу; щоб запобігти цьому. Їх додають до паперової маси після клею.

1.3.4 Фарбування паперу

Для надання паперу певного забарвлення його фарбують. Фарбування проводять двома способами. За першим способом барвники наносять на поверхню готового паперу, а за другим – додають до паперової маси ( 90% усього виробленого паперу фарбують саме таким способом, оскільки він простіший, не потрібує додаткового обладнання).

1.4 Виготовлення паперу на плоскосіткових машинах

Папір виробляють на папероробних машинах. На сьогодні є кілька видів таких машин: плоскосіткові, круглосіткові (циліндрові, двосіткові, комбіновані тощо). Між собою вони різняться способом формування паперу. Найпоширенішими е плоскосіткові машини. На них виробляють майже всі види паперу і деякі види картону.

Будова та принцип роботи плоскосіткової машини. Плоскосіткові машини складаються із сіткової, пресової, сушильної та оздоблювальної частини.

На машині відбуваються безперервно та послідовно такі технологічні процеси: відливання паперової маси, формування паперу, його зневоднювання, пересування, висушування, охолодження, оздоблення та складання готової продукції.

Сіткова частина машини складається з довгої сітки та плоского стола. Плоскосіткові машини можуть мати 2-4 сіткових столи, які розміщені один над одним. Ці машини призначені для виробництва багатошарового міцного паперу.

Сітка є основною складовою частиною папероробної машини. На сітці формується паперове полотно із суспензії та відбувається зневоднювання його до 17-22%. Від добротності сітки залежить якість паперу та ефективність роботи машини. Тому сітка має бути міцною, достатньо густою та рівномірно пропускати воду. Номер сітки залежить від кількості ниток основи, які припадають на 1 см ширини сітки. Чим тоншим має бути папір, тим краще повинна бути подрібнена паперова маса і густішою має бути сітка.

Сітки виготовляють на ткацьких верстатах спеціальної конструкції з металевого дроту, де основою є дріт, виготовлений із бронзи, а поробком — дріт із латуні. Виготовляють сітки із синтетичних волокон. Сітки виготовлені із синтетичних волокон довговічніші, у 6-8 разів легші, а виготовлений папір якісніший. Проте їх використання потребує більших затрат енергії, ретельнішого підготовлення паперової маси тощо.

Ретельно підготовлену паперову масу у вигляді суспензії, подають до машинної ванни, а звідти після додаткового очищення певними порціями – на стіл машини.

Формують папір на сітковому столі, який є найважливішою складовою частиною машини. Сіткова частина машини має нескінченно рухому сітку, на яку безперервним рівномірним потоком подають паперову масу. На сітковому столі відбувається одночасно два важливих процеси: формування паперу з водної суспензії паперової маси та її зневоднювання. Якість паперу залежіть як від умов подання суспензії на сітку, так і від умов зневоднювання суспензії на ній. Для рівномірного розподілу суспензії на всю ширину сітки використовують різного типу розподілювачі.

Швидкість подавання паперової маси на сітку впливає на витрату маси та якість паперу. Якість паперу залежіть від рівномірного розподілу маси та розподілу волокон у поздовжньому та поперечному напрямках. Якщо швидкість потоку паперової маси (Vп.м.) менша від швидкості руху сітки (Vр.с.), то волокна орієнтуються переважно в повздовжньому напрямку. Міцність паперу в цьому напрямі буде більшою ніж, у поперечному. На практиці швидкості майже однакові. У процесі виробництва товстого паперу та картону швидкість руху сітки менша.

Зневоднювання паперової маси на сітці проводять фільтруванням. Швидкість зневоднювання впливає на якість паперу. Чім більша швидкість зневоднювання, тим гірша якість паперу.

Для поліпшення структури паперу в процесі зневоднювання на машині встановлено вирівнювач – легкий порожнистий валик, обтягнений сіткою, густішою ніж основна сітка.

Якщо на сітку вирівнювача нанести випуклий рисунок, то в разі тиску валика на ще несформоване паперове полотно випуклий рисунок розсуне волокна і відіб’ється на папері. Отримані рисунки називають водяними знаками. Їх добре видно на просвіт.

Пресують зневоднений папір у пресувальній частині машини, яка складається з двох – трьох пресів. Сирий папір, який має 18-22% вологи, спрямовують у пресову частину машини, де відбувається його подальше зневоднювання та ущільнення. У процесі пресування зменшується пористість паперу та поліпшується його фізико-механічні властивості.

Висушують папір у сушильній частині машини. Де відбувається остаточне зневоднювання паперу та доведення встановленої стандартами вологості для кожного виду паперу. У процесі висушування крім кінцевого зневоднювання закінчується проклеювання паперу за рахунок речовин, які додавали до паперової маси, і папір набуває вологостійкості. Тому температура висушування істотно впливає на властивості паперу.

Висушування проводять контактним і конвенційним способами. У процесі контактного висушування теплота від нагрітої поверхні сушильних циліндрів безпосередньо передається вологому паперу. Температура сушильних циліндрів, у середину яких подають гарячу пару, залежіть від виду паперу та не перевищує 180 оС. Наприклад , для висушування конденсаторного паперу вона становить 60-70 оС.

У разі конвекційного способу висушування папір висушують нагрітим повітрям.

Процеси зневоднювання, пресування та висушування доповнюють один одного. Зневоднювати папір висушуванням дорожче в 10-12 разів, ніж пресуванням, и в 60-70 разів дорожче ніж зневоднюванням на сітці.

У кінці папероробної машини розташовані спеціальні пристрої, на яких оздоблюють папір для поліпшення його властивостей.

Оздоблення паперу складається з ряду операцій, основними з яких є: проклеювання, крепування, крейсування, каландрування тощо.

Проклеюють папір для збільшення міцності, надання гладкості, водонепроникності тощо. Поверхневе проклеювання найчастіше проводять за допомогою пресів. У процесі проклеювання використовують різні види крохмалю, казеїн, полівініловий спирт, латекси тощо. До цих речовин додають добавки для надання паперу спеціальних властивостей. Преси складаються з двох валків, які можуть бути розташовані вертикально, горизонтально або під кутом один до одного. Швидкість руху валків досягає 13,3 м/с. На поверхню паперу наносять 1-10 гм? клею. Після проклеювання папір просушують.

Крепують папір для надання йому шорсткості, м’якості та об’ємності, що дуже важливо для санітарно — гігієнічного, пакувального та деяких інших видів паперу.

Крепування — це надання поверхні паперу дрібних поперечних складок.

Цю операцію проводять на папероробних або спеціальних машинах.

Крейдування — це нанесення на поверхню паперу тонкого покриття. Крейдування паперу проводять для надання йому білизни, гладкості та інших властивостей. Цей процес відбувається на папероробних або спеціальних машинах. До складу покриття входять каолін, діоксин титану та зв’язувальна речовина (крохмаль, полівініловий спирт тощо). Після нанесення покриття папір висушують.

Каландрування проводять для вирівнювання товщини паперу за всією шириною, а також підвищення його щільності та гладкості. Каландри складаються з великої кількості ретельно відполірованих валів, виготовлених з чавуну. Вали розміщенні у вертикальній площині один над одним.

Кінцевою операцією технологічного процесу виробництва паперу є його змотування в рулони або розрізування на листи певного розміру. Після цього папір маркують та пакують.

Виробництво паперу практично безвідходне, оскільки нестандартну продукцію (як мокру, так і суху) переробляють на папір. Воду, яку вилучають з паперової маси, використовують знову для її приготування і лише ту, яка не містить волокон і очищена від шкідливих речовин, випускають в очисні споруди.

Розділ 2. Використання хімічних добавок в галузі будівельних матеріалів

2.1 Класифікація хімічних добавок

Введення добавок — один з найбільш ефективних факторів, що підвищують довговічність бетону. Дія різних типів добавок (пластифікуючих, повітрявтягуючих, комплексних) досить добре вивчене.

Добавки для бетонів — природні або штучні хімічні продукти, що вводяться у склад бетонів при їхньому виготовленні з метою поліпшення технологічних властивостей бетонних сумішей, фізико-хімічних властивостей бетонів, зниження їх вартості.

ГОСТ 24211-91 класифікує всі добавки для бетонів. Залежно від призначення (основного ефекту дії) добавки для бетонів підрозділяють на види.

1. Регулюючі властивості бетонних сумішей:

• Пластифікуючі I групи (суперпластифікатори), пластифікуючі II групи (сильнопластификуючі), пластифікуючі III групи (середньопластифікуючі), пластифікуючі IV групи (слабопластифікуючі);

• стабілізуючі;

• водоутримуючі;

• поліпшуючі перекачність;

• регулюючі збережність бетонних сумішей;

• сповільнювачі тужавління;

• прискорювачі тужавління;

• поризуючі (для легких бетонів): повітряутягуючі, піноутворюючі, газотворні.

2. Регулюючі твердіння бетону:

• сповільнювачі тужавління;

• прискорювачі тужавління.

3. Підвищуючі міцність і (або) корозійну стійкість, морозостійкість бетону й залізобетону, що знижують проникність бетону:

• водоредуцируючі I, II, III і IV груп;

• кольматируючі;

• газотвірні;

• повітряутягуючі;

• підвищуючі захисні властивості бетону стосовно сталевої арматури (інгібітори корозії сталі).

4. Що надають бетону спеціальні властивості:

• Морозостійкі ( щозабезпечують твердіння при негативних температурах);

• гидрофобізиручі I, II і III груп.

2.2 Механізм дії хімічних добавок (сповільнювачі та прискорювачі тужавління)

Строки тужавління (час втрати пластичності) і швидкість твердіння (темп набору міцності) цементних розчинних і бетонних сумішей, у тому числі сухих будівельних сумішей, є основними характеристиками, що визначають умови їх застосування в будівництві. Строго кажучи, поняття «сроки тужавління» ставиться вийнятково до в’язкої речовини — портландцементу й визначається в тесті 1:0 (ГОСТ 310); для сумішей цементу із заповнювачами й наповнювачами користуються характеристиками: втрата пластичності, рухливості, удобоукладаймості.

Для характеристики втрати пластичності розчинних сумішей, отриманих затвором сухих будівельних сумішей, більш інформативне поняття «живучість (життєздатність) сумішей». Це поняття більш ємне й базується не тільки на визначенні часу загустіння розчинної суміші, але й на визначенні максимального часу, протягом якого розчинна суміш може бути використана без втрати властивостей, припускаючи можливість одержання із цієї суміші проектних показників готових виробів (розчинів) при використанні розчинної суміші в період, відповідний до часу її живучості. У цьому випадку живучість характеризує не тільки час загустівання суміші, але і є гарантією якості при довгострокових випробуваннях. Очевидно, що показники живучості суміші й швидкості набору міцності насамперед залежать від характеристик використаного в сухій будівельній суміші цементу, однак, далеко не вичерпуються цим фактором і залежать від значення В/Ц, співвідношення цемент:заповнювач:наповнювач, їх природи й гранулометрії, наявності в суміші домішних компонентів і функціональних добавок, і від умов твердіння (температури й вологості). Вплив цих факторів може привести до того, що суміш, виготовлена на основі нормально-тужавліючого цементу (45 хв.-10 час. по ГОСТ 10178) може стати як швидко-, так і повільно-тужавліючою. Проте, у тих випадках, коли сроки схоплювання (живучість) суміші виявляються неприйнятними, їх регулювання (уповільнення або прискорення) здійснюють шляхом регулювання процесу гідратації цементу. Цей підхід слушний і в тих випадках, коли потрібно підвищити, або, навпаки, понизити швидкість наростання міцності або абсолютне значення міцності цементних сухих сумішей. Поряд зі зміною складу суміші (співвідношення й виду заповнювачів і наповнювачів) і мінімізації значення В/Ц основним прийманням регулювання швидкості твердіння, як і у випадку регулювання строків схоплювання, є регулювання процесів твердіння цементу. Строки схоплювання й кінетика наростання міцності цементу, за інших рівних умов, залежать від його речовинного складу (співвідношення клінкер- мінеральні добавки), мінералогічного складу клінкера (насамперед від змісту фаз аліта й алюмінату), тонкощі млива цементу й змісту часток певних фракцій, змісту в цементі гіпсу, лужних з’єднань, домікових фаз та ін.

Однак, ці фактори складаються у виробника цементу, а споживач цементу не може на них впливати й ефективним способом регулювання цих характеристик цементу стає введення до складу, твердіючих цементних сумішей (сухих будівельних сумішей) добавок — регуляторів тужавління й твердіння цементу (прискорювачів або сповільнювачів). Такі добавки, стосовно до технології сухих будівельних сумішей, у якості відмітних ознак від добавок для традиційних розчинів і бетонів, повинні бути сухими, негігроскопічними й швидкорозчинними у воді. Необхідність введення до складу цементних сумішей прискорювачів тужавління й твердіння найчастіше виникає:

• для інтенсифікації твердіння сумішей, використовуваних при низьких і негативних температурах;

• при виробництві сумішей, призначених для ремонтних і відбудівних робіт;

• при виробництві сумішей для спеціальних робіт: торкрет-мас, набризкувальних- розчинів, ін’єкційних складів та ін.

• для прискорення обертаймості форм при виробництві виробів;

для ліквідації побічного ефекту сповільнення гідратації цементу при використанні функціональних добавок деякого типу (суперпластифікаторів, редіспергіруймих полімерних порошків, ефірів целюлози та ін.).Необхідність в сповільненні тужавління й твердіння цементу шляхом застосування добавок- сповільнювачів може виникнути при проведенні робіт у спекотну пору року або в гарячих цехах, при необхідності формування ослабленого («жертвенного») шару при опоряджувальних роботах, при тампонуванні гарячих шпар та ін.

Добавки — прискорювачі тужавління й твердіння сухих сумішей на основі портландцементу найчастіше являють собою неорганічні солі, солі органічних кислот або продукти на їхній основі. Перелік солей — прискорювачів тужавління включає багато з’єднань: K2CO3, Na2SO4, NaAlO2, NaF, Na2O·nSiO2·mH2O, Ca(NO3)2, Li2CO3. У якості прискорювача тужавління використовують також форміати кальцію й натрію, щавлеву кислоту, технічні продукти, що містять алюмінати кальцію, оксиди й гідроксиды алюмінію. Оскільки в ряді випадків застосування прискорювачів тужавління приводить до деякої втрати кінцевої міцності виробів, вибір прискорювача тужавління є відповідальним розв’язком.

Загальною тенденцією в цей час є застосування речовин і з’єднань, що не містять хлору й шкідливих речовин, у тому числі зухвалих корозію встаткування або арматури, а також обмеження в ряді випадків застосування лужних з’єднань, що звичайно знижують марочну міцність цементних розчинів (бетонів).

Розповсюдженим прийманням скорочення строків тужавління сумішей на основі портландцементу є введення до їхнього складу алюмінатных цементів (глиноземистих і високоглиноземистих), а також прискорювачів тужавління на основі g-Al2O3 [1].

Перелік добавок — прискорювачів твердіння, багато з яких є також прискорювачами тужавління, не включає класичний прискорювач твердіння СаСl2 через його гігроскопічність й обмеження, пов’язаних з негативним впливом іонів хлору на корозію арматур. Застосування в сухих сумішах інших відомих прискорювачів (наприклад, триэтаноламіна) неможливо, оскільки вони є рідинами. Через ці обставини список рекомендованих добавок — прискорювачів твердіння для сухих будівельних сумішей досить обмежений і включає форміат кальцію — СаС2Н2О4 (кальцієву суміш мурашиної кислоти), форміат натрію, нітрат кальцію, тіосульфат кальцію. Є відомості про використання в якості прискорювача твердіння роданіду (тіоцианата) кальцію — Са(NСS)2. Прискорювачем твердіння для алюминатних (глиноземистих) цементів і їх комбінацій з портландцементом, використовуваних у якості швидкотужавліючих композицій, є карбонат літію — Li2CO3. Дія перерахованих добавок більшою мірою проявляється в початковій стадії твердіння (1-3 сут.) і меншою мірою в тривалий термін (28 сут.). Добавками- Модифікаторами сухих будівельних сумішей, на відміну від індивідуальних хімічних сполук перерахованих вище, можуть бути комплексні добавки. По класифікації В.Г.Батракова такі речовини ставляться до поліфункціональних модифікаторів (ПФМ), основи технології й склад яких, стосовно до традиційних розчинів і бетонам, наведений в [2].

В останні роки інтенсивно розвивається напрямок, пов’язаний з застосуванням у якості поміцнювача розчинів і бетонів різних форм мікрокремнезему в активному стані. Це можуть бути синтетичні форми кремнезему, типу білої сажі та аэросила, а також промислові відходи у вигляді тонкодисперсного кремнезему або высококремнеземистого скла (конденсований мікрокремнеземний пил), наприклад, золи віднесення від спалювання твердого палива на ТЕС, «мікрокремнезем» у вигляді продуктів сублімації при синтезі кремнію, карбіду кремнію, феросплавів і ін. Оскільки присутність активного кремнезему в сухій суміші збільшує водоцементное відношення, цю добавку звичайно застосовують разом з водо понижувачами (суперпластифікаторами) у вигляді комплексних добавок. Певну перспективу застосування як добавок — прискорювачів тужавління цементу представляють активні форми глинозему й гідроксида алюмінію. Виробництво добавки на основі аморфного гидроксида алюмінію (АмГА) освоює ВАТ «Бокситогорский глинозем».

Ілюстрацією впливу мікрокремнезему (МК) на швидкість наростання міцності цементів, отриманих спільним розмолом клінкера, гіпсу й мікрокремнезему (ПО «Металург», м.Пікалево) є результати, наведені в таблиці 1 (випробування за ДСТ 310).

Таблиця 1. Властивості портландцементу, що містить мікрокремнезем (МК)

Перелік деяких індивідуальних з’єднань — добавок прискорювачів тужавління й твердіння, застосовуваних у складі сухих будівельних сумішей, наведено в таблиці 2.

Таблиця 2. Добавки прискорювачі тужавління й твердіння для сухих будівельних сумішей (приклади)

Слід розрізняти «прискорювачі схоплювання», тобто добавки, що скорочують період початку й кінця тужавління цементу, і «прискорювачі твердіння», хоча в окремих випадках добавка може бути прискорювачем як тужавління, так і твердіння. Прискорювачі тужавління можуть не тільки не змінювати швидкість гідратації після тужавління, але в деяких випадках навіть сповільнювати гідратаціонні процеси й знижувати міцність цементного каменю. Так, наприклад, діють такі відомі прискорювачі тужавління як карбонати калію й натрію (поташ, сода), гідросилікат натрію, алюмінат натрію. На відміну від прискорювачів тужавління, прискорювачі твердіння або суттєво не впливають на початок і кінець тужавління, або, будучи прискорювачами тужавління, підвищують міцність каменю як у початковий термін (1-3 діб), так і в більш тривалі.

Механізм дії добавок- прискорювачів тужавління й твердіння цементу досить складний і не може вважатися надійно встановленим. Вплив їх зводиться до прискорення гідратації цементних мінералів, добавки цього типу не впливають на склад C-S-H гелю (відношення Сао/Sio2 , H2O/Sio2 ), однак у їхній присутності змінюється морфологія утворюючихся гідросилікатів. Істотний вплив на твердіння виявляють обмінні реакції добавок з фазою портландіта (Са(ОН) 2 ) твердіючого цементу, що веде до утвору важкорозчинних гідроксидів, основних солей або солей кальцію. Цей процес є переважаючим, наприклад, при введенні до складу, твердіючого цементу активних форм аморфного кремнезему, глинозему й Al(OH) 3 . Вплив добавок на властивості цементного тіста досить різноманітний і залежить від концентрації солі, виду катіона й аніона. Так, наприклад, прискорюючу дію карбонатів пояснюють збільшенням дифузійної проникності захисного шару й видаленням іонів Са 2+ з розчину. Форміат кальцію збільшує ступінь протікання початкової стадії гідратації C3S, але помітно не впливає на тривалість індукційного періоду й наступні стадії реакції гідратації [3].

Добавки — сповільнювачі тужавління використовують при твердінні бетонів в умовах підвищених температур, а також для компенсації прискорювального ефекту інших функціональних добавок. Прикладами складів, що вимагають застосування сповільнювачів тужавління цементних сумішей, можуть бути суміші для обладнання підлог, деякі ремонтні розчини. Перелік деяких добавок- сповільнювачів наведено в таблиці 3.

Таблиця 3. Добавки — сповільнювачі тужавління й твердіння (приклади)

Добавки — сповільнювачі тужавління досить ефективні в невеликих концентраціях, при цьому вповільнення тужавління викликається адсорбцією добавок на продуктах гідратації цементу, особливо на Са(OH)2 , а також на поверхні вихідних негідратированих мінералів. Більша частина введеного сповільнювача витрачається на алюмінатні фази цементу, тому ефект дії добавок більшою мірою проявляється в низкоалюмінатних цементах, а також у цементах з мінімальним змістом лугів, оскільки останні руйнують добавку.

Слід мати на увазі, що в багатьох випадках уповільнення тужавління сумішей на основі портландцементу є побічним ефектом введення інших цільових добавок, причому їх вплив може виявитися досить значним. Наприклад, уповільнення строків схоплювання може бути результатом введення добавок- пластифікаторів (водопонижувачів), водоутримуючих і загустиняючих та ін.

2.3 Пластифікатори та суперпластифікатори

Пластифікатор, а вірніше, його більш просунутий спадкоємець — суперпластифікатор — найвикористовуваніша на сьогодні добавка для бетону. У всякому разі на бетонному заводі Групи компаній Бетон столиця пластифікатор з-3 використовується практично завжди. Взагалі, хімічні добавки, що сприяють зменшенню водовмісту в складі бетонних сумішей — найбільш затребувані. Дуже багато плюсів від їхнього використання, а саме: підвищується плинність бетонної суміші без додавання зайвої води, бетон стає більш пластичним, заощаджується цемент, підвищується щільність бетону, його водонепроникність, морозостійкість і т.д.

У технології виробництва бетонних сумішей і розчинів є парадоксальне протиріччя: щоб зробити бетон міцнішим і довговічнішим, необхідно якомога більше скоротити кількість води заутвору (знизити водоцементное відношення). В ідеалі, бажане залишити лише ту кількість води, яка необхідна для повноцінного процесу гідратації цементу. У житті це не зовсім реально через неможливість якісного укладання, так званої, твердої суміші, яка віробляється в цьому процесі. Для того щоб бетонна суміш була більш-менш рухливою, вводиться кількість води значно більша, ніж потрібно для гідратації. А зайва вода знижує розрахункову міцність бетону. Що ж робити, якщо потрібний рідкий (литєвий) бетон, коли для його укладання в опалубку використовується бетононасос.

Отут і приходять на допомогу пластифікатори. Пластифікатори почали використовувати ще із сорокових років минулого сторіччя. На сьогоднішній день, ми в основному маємо справу з їхньою новою версією, так званими суперпластифікаторами. Вони з’явилися в СРСР ще на початку вісімдесятих. Безумовний лідер тут — пластифікатор з-3. Одним з головних виробників суперпластифікатору з-3 є компанія «Полішар». Чим же так гарні пластифікатори для бетону, давайте подивимося:

• Економія цементу. Для одержання рівноміцного бетону однакової рухливості із застосуванням пластифікатору з-3 і без нього, на один куб бетону витрачається цементу на 15% менше. Досягається ця пишнота за рахунок зниження кількості води заутвору, але завдяки застосуванню пластифікатора зберігається потрібна рухливість бетону.

• Без шкоди для міцності майбутнього бетону й залізобетонних конструкцій підвищується рухливість бетонної суміші. Що особливо актуально для монолітного будівництва, де постійно застосовуються бетононасосы й автобетононасосы, що вимагають для нормальної роботи бетон п 4-пп.5 (осадка конуса від 16 см).

• Збільшення остаточних міцностних характеристик до 25%.

• Завдяки поліпшеній удобоукладаймості відпадає необхідність вібрування свіжеукладеного бетону!

• Можливість без особливих проблем заливати густоармовані конструкції: колони, вузькі опалубки стін і так далі.

• Одержання бетону підвищеної щільності (висока непроникність), що позитивно позначається на водонепроникності бетону й залізобетонних конструкцій у цілому.

• Підвищення морозостійкості аж до F350 і тріщиностійкості.

• Знижується усадка бетону, що твердіє.

• Можливість одержувати високоміцнийбетон, з показниками міцності на стиск понад 100МПа! НАПРИКЛАД : класичний бетон марки 350 має міцність на стиск усього лише 25 Мпа. Тобто — у чотири рази меншої. Причому, отриманий бетон перевищує марку використовуваного при заутворі цементу.

• Заводи випускаючі бетон одержують свою вигоду від використання пластифікаторів за рахунок скорочення часу пропарювання або зниження температури в камерах. А це істотна економія енергоресурсів, прискорення оборотності формоснастки і як наслідок — збільшення обсягів виробництва.

• Збільшується зчепляймість арматури й бетону аж в 1,5 рази!

Мені здається, що перерахованих плюсів цілком достатньо для того щоб зрозуміти, що робити бетон без пластифікаторів — не самий вигідний захід. Однак, у нашої бочці меду є й ложка дьогтю. Маленька така, але є. І дьоготь цей — незначне вповільнення строків твердіння бетону. Можна вважати це негативним ефектом, може комусь він здасться й позитивним, але суть одна. Для компенсації сповільнюваного дії пластифікаторів іноді вводяться спеціальні добавки — прискорювачі твердіння. Вони й компенсують усе, що зіпсував пластифікатор, а саме графік нормального твердіння бетону.

На сьогоднішній момент усе частіше й частіше застосовуються комплексні добавки в бетон. Як правило, вони двокомпонентні. Наприклад: в основі пластифікатор з-3, а в добавок прискорювач твердіння, або воздухоутягуюча добавка, або мікрокремнезем і т.д. Завдяки таким комбінаціям бетонні заводи одержують високоміцні бетони з унікальними характеристиками.

Розділ 3. Методики

3.1 Водоцементне відношення

Струшуючий столик і форма-конус

* Для випробування цементу з розпливом конуса більше 200 мм застосовують диск діаметром 300 мм. Вказаний допуск — для виготовлення.

1 — кулачок; 2 — диск; 3 — шток; 4 — станина; 5 — форма-конус з центруючим пристроєм; 6 –насадка

3.1.1 Роз’ємні форми для зразків-балочок (мал. 4) виготовляють з матеріалів, що задовольняють умовам їх експлуатації і форм, що забезпечують жорсткість, і стабільність розмірів зразків.

Подовжні і поперечні стінки форми повинні при закріплені щільно прилягати один до одного і до піддону, не допускаючи при виготовленні зразків витікання води з форми.

Форми для виготовлення зразків-балочок

* Допуск для виготовлення форми.

Межі зносу стінок форм, що допускається, не більше 0,2 мм по ширині і висоті.

3.1.2 Пристрої, використовувані для роз’єму і чищення форм, повинні забезпечувати виконання відповідної операції без пошкодження зразків і деталей форми.

Проведення випробування

3.1.3. Визначення консистенції цементного розчину.

3.1.3.1.Для визначення консистенції цементного розчину відважують 1500 г нормального піску по ГОСТ 6139, 500 г і 200 г води (В/Ц=0,40). Компоненти завантажують в заздалегідь протерту вологою тканиною чашу лопатевої мішалки в наступній послідовності : пісок, вода, цемент. Чашу встановлюють на мішалку і роблять перемішування в перебігу (120±10) с. При використанні бігункової мішалки відважений пісок і цемент висипають в заздалегідь протерту мокрою тканиною сферичну чашу, перемішують цемент з піском лопатою в перебігу 1 хв. Потім в центрі сухої суміші роблять лунку, вливають в неї воду в кількості 200 г (В/Ц=0,40), дають воді вбратися в перебігу 0,5 хв. і перемішують суміш протягом 1 хв.

3.1.3.1.1. При вживанні бігункової мішалки допускається перемішувати цемент і пісок до і після приливу води в мішалках, що забезпечує добре перемішування розчину і не змінює зерновий склад піска.

3.1.3.2. При вживанні бігункової мішалки розчин переносять в заздалегідь протерту мокрою тканиною чашу мішалки і перемішують в останній протягом 2,5 мін (20 зворотів чаші мішалки).

3.1.3.3. Форму-конус з центруючим пристроєм встановлюють на диск струшуючого столика. Внутрішню поверхню конуса і диск столика перед випробуванням протирають вологою тканиною.

3.1.3.4. Після закінчення перемішування заповнюють розчином форму-конус на половину висоти і ущільнюють 15 штикуваннями металевою штиковкою. Потім наповнюють конус розчином з невеликим надлишком і штикують 10 разів. Після ущільнення верхнього шару надлишок розчину видаляють ножем, розташованим під невеликим кутом до торцевої поверхні конуса, загладжуючи з натиском розчин врівень з краями конуса, потім конус знімають у вертикальному напрямку. Ніж заздалегідь протирають вологою тканиною.

3.1.3.5. Розчин струшують на столику 30 разів за (30±5) с, після чого штангенциркулем вимірюють діаметр конуса по нижній підставі і два взаємно перпендикулярних напрямах і беруть середні значення. Розплив конуса з В/Ц=0,40 має бути в межах 106-115 мм. Якщо розплив конуса виявиться менше 106 мм, кількість води збільшують для здобуття розплива конуса 106-108 мм. Якщо розплив конуса виявиться більше 115 мм, кількість води зменшують для здобуття розплива конуса 113-115 мм. Водоцементне відношення, отримане досягши розплива конуса 106-115 мм, приймають для проведення подальших випробувань.

3.2Визначення межі міцності при вигині і стиску

3.2.1 Безпосередньо перед виготовленням зразків внутрішню поверхню стінок форм і піддону злегка змащують машинним мастилом. Стики зовнішніх стінок один з одним і з піддоном форми промазують тонким шаром солідолу або іншого густого мастила. На зібрану форму встановлюють насадку і промазують зовні густим мастилом стик між формою і насадкою.

3.2.2 Для визначення прочностних характеристик цементів виготовляють зразки-балочки з цементного розчину, виготовленого як вказано в пп. 3.1.3.1. і 3.1.3.2., з В/Ц=0,40 і консистенцієй, характерезуємою розпливом конуса 106-115 мм. Якщо при В/Ц=0,40 розплив конуса меньше 106 або більше 115 мм, зразки виготовляють при водоцементном відношенні, визначеному по п. 3.1.3.5.

3.2.3 Для кожного встановленого терміну випробувань виготовляють по три зразки (одна форма).

3.2.4 Для ущільнення, розчину форму балочок з насадкою, підготовлену по п. 3.2.1., Закріплюють в центрі вібромайданчика, щільно притискуючи її до плити. Допускається встановлювати дві форми, симетрично розташовані відносно центру вібро-майданчика, за умови одночасного їх заповнення. Форму по висоті наповнюють приблизно на 1 см розчином і включають вібраційний майданчик. Протягом перших 2 хв. вібрації всі три гнізда форми рівномірні невеликими порціями заповнюють розчином. Після закінчення 3 хв. від початку вібрації вібромайданчик відключають. Форму знімають з вібромайданчика і надлишок розчину видаляють ножем розташованим під невеликим кутом до поверхні укладання, загладжуючи, з натиском розчину врівень з краями форми. Зразки маркірують. Ніж попередньо має бути протертий вологою тканиною.

3.2.5 Після виготовлення зразки у формах зберігають (24±1) ч у ванні з гідравлічним затвором або в шафі, що забезпечує відносну вологість повітря не менше 90 %.

3.2.6 Після закінчення часу зберігання вказаного в п. 3.2.5, Зразки обережно расформовують і укладають у ванни з питною водою і горизонтальному положенні так, щоб вони не стикалися один з одним. Вода повинна покривати зразки не менше чим на 2 см. Воду міняють через кожних 14 діб. Температура її при заміні повинна бути (20±2)°С; як і при зберіганні зразків.

3.2.6.1. Зразки, що мають через (24±1) ч міцність, недостатню для расформування їх без пошкодження, допускається виймати з форми через (48±2) годин, вказуючи цей термін в робочому журналі. (Змінена редакція, Ізм. № 1).

3.2.7 Після закінчення терміну зберігання зразки виймають з води і не пізніше чим через 30 хв. піддають випробуванню. Безпосередньо перед випробуванням зразки мають бути витерті.

3.2.8 Визначення межі міцності при вигині Зразок встановлюють на опорні елементи приладу так, щоб його горизонтальні при виготовленні грані знаходились у вертикальному положенні. Схема розташування зразка на опорних елементах показана на мал. 6. Зразки випробують відповідно до інструкції, прикладеної до приладу.

3.9.9 Межу міцності при вигині обчислюють як середнє аріфметичне значення двох найбільших результатів випробування трьох зразків.

3.2.10 Визначення межі міцності при стискуванні. Отримані після випробування на вигин шість половинок балочок відразу ж піддають випробуванню на стискування. Половинку балочок поміщають між двома пластинками так, щоб бічні грані, які при виготовленні прилягали до стінок форми, знаходилися на плоскості пластинок, а упори пластинок щільно прилягали до торцевої гладкої плоскості зразка (мал.8). Зразок разом з пластинами центрують на опорній плиті преса. Середня швидкість наростання навантаження при випробуванні має бути (2,0±0,5) МПа/с. Рекомендується використовувати пристрій, що автоматично підтримує стандартну швидкість вантаження зразка.

3.2.11. Межа міцності при стискуванні окремого зразка вичисляють, як частку від ділення величини руйнівного навантаження (у кгс) на робочу площу пластинки (у см2) тобто на 25 см2.

Положення зразка між натисними пластинками при випробуванні на стискування

1-нижня плита преса; 2 -пластинки; 3 — верхня плита преса

3.2.12. Межу міцності при стискуванні вичисляють як середнє арифметичне значення чотирьох найбільших результатів іспитів 6 зразків.

3.3. Визначення міцності цементу при пропарюванні

3.3.1. Зразки для визначення міцності цементу, при пропарюванні виготовляють відповідно до пп. 3.1.3.і 3.2. Для оберігання поверхні зразка від попадання конденсату форми накривають пластинами, що виконанні з корозійностійких матеріалів і не чинять тиску на зразки. Форми із зразками поміщають в пропарювальну камеру, де витримують протягом (120±10) хв.. при температурі (20±3)°С (при відключеному підігріванні).

3.4 Визначення нормальної густини цементного тіста

3.5.1. Апаратура

Прилад Віка з голкою і товкачем.

Кільце до приладу Віка.

Мішалка для приготування цементного тесту.

3.3.1.1. Прилад Віка (мал. 1) має циліндрічний металевий стрижень 1, що вільно переміщається в обоймі станини 2. Для закріплення стрижень на необхідній висоті служить стопор-ніс пристрій 3. Стрижень забезпечений покажчиком 4 для відліку переміщення його відносно шкали 5, прикріпленою до станіни. Шкала має ціну ділення 1 мм.

При визначенні нормальної густини цементного тіста в нижню частину стрижень вставляють металевий циліндр-товкач 6.

При визначенні термінів схоплювання товкач замінюють голкою 7.

Товкач має бути виготовлений з неіржавіючої сталі з полірованою поверхнею. Голка має бути виготовлена із стального жорсткого неіржавіючого дроту з полірованою поверхнею і не повинна мати викривлень. Поверхня товкача і голки має бути чистою.

Пристрій Віка

1 — циліндричний металевий стрижень; 2 — обойма станіни; 3 — стопорний пристрій; 4 — покажчик; 5 — шкала; 6 — товкач; 7 — голка

Масу частини приладу, що переміщається, зберігають взаємною перестановкою товкача і голки. Окремі деталі пересувної частини приладу підбирають так, щоб їх загальна маса знаходилась в межах (300±2) г.

Розміри голки і товкача повинні відповідати вказаним на мал. 2 і 3.

3.3.1.2. Кільце до приладу Вика і пластинка, на яку встановлюють кільце, мають бути виготовлені з неіржавіючої сталі, пластмаси або іншого не всмоктуючого воду матеріалу. Форма і розміри кільця повинні бути виготовлені з неіржавіючої сталі, пластмаси або іншого не всмоктуючого воду матеріалу. Форма і розміри кільця повинні відповідати вказаним на мал. 4.

3.3.1.3. Мішалка для приготування цементного тіста повинна відповідати вимогам відповідних технічних умов.

3.3.1.4. За відсутності в лабораторії механізованої мішалки для приготування цементного тіста застосовують чашу сферичної форми (мал. 5), виготовлену з неіржавіючої сталі.

Робоча частина голки

Робоча частина товкача

Мал.3

Кільце до приладу Віка

Лопатку для перемішування цементного тіста виготовляють з пружної неіржавіючої сталі. Основні розміри лопатки вказані на мал. 6.

3.3.2. Проведення випробувань

3.3.2.1. Нормальною густиною цементного тіста вважають таку його консистенцію, при якій товкач приладу Віка, занурений в кільце, заповнене тістом, не доходить на 5-7 мм до пластинки, на якій встановлено кільце.

Чаша для зачиннень

Лопатка для перемішування

Нормальну густину цементного тіста характеризують кількістю води зачиннення, вираженим у відсотках від маси цемента.

3.3.2.2. Пробу цементу готують по ГОСТ 310.1.

3.3.2.3. Перед початком випробування перевіряють, чи вільно опускається стрижень приладу Віка, а також нульове свідчення приладу, доторкуючи товкач з пластинкою, на якій розташовано кільце. При відхиленні від нуля шкалу приладу відповідним чином пересувають.

Кільце і пластинку перед початком випробувань змащують тонким шаром машинного масла.

3.3.2.4. Для ручного приготування цементного тіста відвішують 400 г цементу, висипають в чашу, заздалегідь протерту вологою тканиною. Потім роблять в цементі поглиблення, в яке вливають в один прийом воду в кількості, необхідній (орієнтовано) для здобуття цементного тіста нормальної густини. Поглиблення засипають цементом і через 30 з після прилипання води спочатку обережно перемішують, а потім енергійно растирають тісто лопаткою.

Тривалість перемішування і розтирання складає 5 хв. з моменту приливу води.

Цементне тісто на механічній мішалці готують в відповідності з інструкцією, що додається до мішалки.

3.3.2.5. Після закінчення перемішування кільце швидко наповнюють в один прийом цементним тістом і 5-6 разів струшують його, постукуючи пластинку об тверду підставку. Поверхню тіста вирівнюють з краями кільця, зрізаючи надлишок тіста ножем, протертим вологою тканиною. Негайно після цього приводять товкач приладу в доторкання з поверхнею тіста в центрі кільця і закріплюють стрижень стопорним пристроєм, потім швидко звільняють його і надають товкачу вільно занурюватись в тісто. Через 30с з моменту звільнення, стержня роблять відлік занурення за шкалою. Кільце з тестом при відліку не повинне піддаватися поштовхам. При невідповідній консистенції цементного тіста змінюють кількість води і знов зачиняють тісто, добиваючись занурення товкача на глибину, вказану в п. 1.2.1. Кількість води, що додається для здобуття тесту нормальної густини визначають з точністю до 0,25 %.