Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Productieproces

Papier

Achtergrond

Papier, gevormd uit houtpulp of plantaardige vezels, wordt voornamelijk gebruikt voor schriftelijke communicatie. Het vroegste papier was papyrus, gemaakt van riet door de oude Egyptenaren. Papier werd in de tweede eeuw door de Chinezen gemaakt, waarschijnlijk door een Chinese hofbeambte genaamd Cai Lun. Zijn papier was gemaakt van onder meer boomschors en oud visgaas. Bijna onmiddellijk erkend als een waardevol geheim, duurde het 500 jaar voordat de Japanners kennis kregen van de methode. Papier maken was in de islamitische wereld bekend vanaf het einde van de achtste eeuw A.D.

De kennis van papierfabricage verhuisde uiteindelijk naar het westen en de eerste Europese papierfabriek werd gebouwd in Jativa, in de provincie Valencia, Spanje, rond 1150. Tegen het einde van de 15e eeuw bestonden er papierfabrieken in Italië, Frankrijk, Duitsland en Engeland , en tegen het einde van de 16e eeuw werd in heel Europa papier gemaakt.

Papier, of het nu in de moderne fabriek of met de meest zorgvuldige, delicate handmethoden is geproduceerd, is gemaakt van verbonden vezels. De vezels kunnen afkomstig zijn van een aantal bronnen, waaronder lappen, cellulosevezels van planten en, met name, bomen. Het gebruik van doek in het proces heeft altijd papier van hoge kwaliteit opgeleverd. Tegenwoordig zorgt een groot deel van de katoen- en linnenvezels in de mix voor veel uitstekende papiersoorten voor speciaal gebruik, van papier voor huwelijksuitnodigingen tot speciaal papier voor pen- en inkttekeningen.

De methode om papier te maken is in wezen eenvoudig:meng plantaardige vezels en kook ze in heet water tot de vezels zacht zijn maar niet opgelost. Het hete water bevat ook een basischemicaliën zoals loog, die de vezels tijdens het koken zachter maakt. Leid vervolgens een schermachtig materiaal door het mengsel, laat het water afdruipen en/of verdampen, en knijp of dep dan extra water uit. Er blijft een laag papier achter. Essentieel voor het proces zijn de vezels, die nooit volledig worden vernietigd, en wanneer ze worden gemengd en verzacht, vormen ze een verweven patroon in het papier zelf. Moderne methoden voor het maken van papier, hoewel aanzienlijk gecompliceerder dan de oudere methoden, zijn ontwikkelingsverbeteringen in plaats van geheel nieuwe methoden voor het maken van papier.

Grondstoffen

Waarschijnlijk is de helft van de vezels die tegenwoordig voor papier worden gebruikt, afkomstig van hout dat met opzet is geoogst. Het resterende materiaal is afkomstig van houtvezels van zagerijen, gerecyclede kranten, wat plantaardig materiaal en gerecyclede stof. Naaldbomen, zoals sparren en sparren, hadden vroeger de voorkeur voor het maken van papier, omdat de cellulosevezels in de pulp van deze soorten langer zijn, waardoor het papier sterker is. Deze bomen worden door de papierindustrie "zachthout" genoemd. Loofbomen (bladbomen zoals populieren en iepen) worden 'hardhout' genoemd. Door de toenemende vraag naar papier en verbeteringen in de pulpverwerkingstechnologie kan nu bijna elke boomsoort worden geoogst voor papier.

Sommige andere planten dan bomen zijn geschikt voor het maken van papier. In gebieden zonder grote bossen is bamboe gebruikt voor papierpulp, evenals stro en suikerriet. Vlas, Het meeste papier wordt gemaakt door een mechanisch of chemisch proces. hennep- en jutevezels worden vaak gebruikt voor textiel en touw maken, maar ze kunnen ook voor papier worden gebruikt. Een hoogwaardige sigaret papier is gemaakt van vlas.

Katoenen en linnen lompen worden gebruikt in fijn papier zoals briefpapier en cv-papier, en voor bankbiljetten en veiligheidscertificaten. De vodden zijn meestal knipsels en afval van textiel- en kledingfabrieken. De vodden moeten worden gesneden en schoongemaakt, gekookt en geslagen voordat ze door de papierfabriek kunnen worden gebruikt.

Andere materialen die bij de papierfabricage worden gebruikt, zijn onder meer bleekmiddelen en kleurstoffen, vulstoffen zoals krijt, klei of titaniumoxide, en lijmstoffen zoals hars, gom en zetmeel.

Het fabricageproces

Pulp maken

  • 1 Er worden vaak verschillende processen gebruikt om stammen om te zetten in houtpulp. Bij het mechanische proces worden stammen eerst in trommels getuimeld om de bast te verwijderen. De stammen worden vervolgens naar molens gestuurd, die het hout tot pulp breken door het tussen enorme draaiende platen te persen. De pulp wordt gefilterd om vreemde voorwerpen te verwijderen. Bij het chemische proces worden houtsnippers van ontschorste stammen gekookt in een chemische oplossing. Dit gebeurt in enorme vaten die vergisters worden genoemd. De chips worden in de vergister gevoerd en vervolgens onder hoge druk gekookt in een oplossing van natriumhydroxide en natriumsulfide. De chips lossen in de oplossing op tot pulp. Vervolgens wordt de pulp door filters gestuurd. Bleekmiddel kunnen in dit stadium worden toegevoegd, of kleurstoffen. De pulp gaat naar de papierfabriek.

Kloppen

  • 2 Het vruchtvlees wordt vervolgens door een proces van stampen en knijpen gebracht dat, toepasselijk genoeg, kloppen wordt genoemd. In een grote kuip wordt de pulp onderworpen aan het effect van machinekloppers. Op dit punt kunnen verschillende vulmaterialen worden toegevoegd, zoals krijt, klei of chemicaliën zoals titaniumoxide. Deze additieven zullen de opaciteit en andere eigenschappen van het eindproduct beïnvloeden. Op dit punt worden ook maten toegevoegd. Het formaat heeft invloed op de manier waarop het papier met verschillende inktsoorten reageert. Zonder enige maatvoering zal een papier te absorberend zijn voor de meeste toepassingen, behalve als bureauvloeipapier. Een lijmsoort zoals zetmeel maakt het papier bestand tegen inkt op waterbasis (inkten zitten eigenlijk op een vel papier, in plaats van erin te zakken). Afhankelijk van het uiteindelijke gebruik van het papier is een verscheidenheid aan formaten, meestal harsen en gommen, beschikbaar. Papier dat een bedrukt ontwerp krijgt, zoals cadeauverpakking, vereist een bepaalde formaatformule die ervoor zorgt dat het papier de bedrukking goed accepteert.

Pulp tot papier

  • 3 Om de pulp uiteindelijk in papier te veranderen, wordt de pulp in gigantische, geautomatiseerde machines gevoerd of gepompt. Een veelvoorkomend type is de Fourdrinier-machine, die in 1807 in Engeland werd uitgevonden. Pulp wordt in de Fourdrinier-machine gevoerd op een bewegende band van fijnmazige zeef. De pulp wordt door een reeks rollen geperst, terwijl zuiginrichtingen onder de band het water afvoeren. Als het papier een watermerk moet krijgen, beweegt een apparaat dat een dandy wordt genoemd, over het vel pulp en drukt er een ontwerp in.

    Het papier gaat vervolgens naar het persgedeelte van de machine, waar het tussen rollen wolvilt wordt geperst. Het papier gaat vervolgens over een reeks met stoom verwarmde cilinders om het resterende water te verwijderen. Een grote machine kan 40 tot 70 droogcilinders hebben.

Afwerking

  • 4 Ten slotte wordt het gedroogde papier op grote rollen gewikkeld, waar het afhankelijk van het uiteindelijke gebruik verder wordt verwerkt. Papier wordt gladgemaakt en verder verdicht door metalen rollen, kalenders genaamd, te passeren. De kalenders kunnen een bepaalde afwerking geven, of ze nu zacht en dof of hard en glanzend zijn.

    Het papier kan verder worden afgewerkt door door een vat met lijmmateriaal te gaan. Het kan ook een coating krijgen, die wordt opgeborsteld of opgerold. Coating voegt chemicaliën of pigmenten toe aan het papieroppervlak, als aanvulling op de formaten en vulstoffen van eerder in het proces. Als coating wordt vaak fijne klei gebruikt. Het papier kan vervolgens worden supergekalanderd, dat wil zeggen, voor een laatste keer door extreem gladde kalanderwalsen worden geleid. Vervolgens wordt het papier op de gewenste maat gesneden.

Bezorgdheid over het milieu

Het aantal bomen en andere vegetatie die wordt gekapt om papier te maken is enorm. Papierbedrijven staan ​​erop dat ze net zoveel nieuwe bomen planten als er gekapt worden. Milieuactivisten beweren dat de nieuwe bomen, zoveel jonger en kleiner dan wat is verwijderd, de waarde van oudere bomen niet kunnen vervangen. Inspanningen om gebruikt papier (vooral kranten) te recyclen, hebben de noodzaak van vernietiging van bossen op zijn minst gedeeltelijk verminderd, en gerecycled papier is nu een belangrijk ingrediënt in veel soorten papierproductie.

De chemicaliën die bij de papierfabricage worden gebruikt, waaronder kleurstoffen, inkten, bleekmiddelen en lijmen, kunnen ook schadelijk zijn voor het milieu wanneer ze na gebruik in de watervoorziening en het nabijgelegen land terechtkomen. De industrie heeft, soms op aandringen van de overheid, een grote hoeveelheid vervuiling opgeruimd, en federale vereisten eisen nu papierproductie zonder vervuiling. De kosten van dergelijke opruimingsinspanningen worden doorberekend aan de consument.


Productieproces

  1. Paperclip
  2. Spark
  3. Titanium
  4. lakmoespapier
  5. Toiletpapier
  6. Castanets
  7. Lijm
  8. Thread
  9. Acetyleen
  10. Asbest
  11. Tin