Способ изготовления арамидной бумаги

 

Сущность изобретения: бумажная масса дополнительно содержит отходы некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,10 0,40 г/см и толщиной 0,050 2,50 мм. Бумажная масса содержит следующие компоненты, мас. фибриды из полиметафениленизофталамида 5,0 87,5; резаное синтетическое волокно 12,0 85,0 и отходы некаландированной арамидной бумаги 0,5 10,0. При подготовке бумажной массы отходы некаландированной бумаги подвергают сначала первичному роспуску в гидроразбивателе при массовой доле взвеси 0,2 3,2 в течение 20 60 мин, а затем дальнейшему роспуску и размолу путем последовательного прохождения полученной суспензии через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 1,5 2,5 мм и через один или несколько энтштиперов с зазором между размалывающими элементами 0,2 0,5 мм или одну или несколько конических или дисковых мельниц при удельном расходе полезной энергии 100 1500 кДж/кг. 1 табл.

Изобретение относится к технологии бумаги на основе синтетических волокон, а именно к процессу изготовления арамидной бумаги, содержащей волокнисто-пленочные связующие (фибриды) из полиметафенилонизофталамида и резаное синтетическое волокно и предназначенной преимущественно для использования в качестве основы конструкционных и электроизоляционных композитов.

Известен способ изготовления арамидной бумаги путем подготовки бумажной массы, содержащей фибриды из полиметафенилонизофталамида и резаное синтетическое полиэфирное волокно, отлива полотна бумаги из массы, прессования, сушки и последующего каландрирования бумаги [1] Известен также способ изготовления арамидной бумаги путем подготовки бумажной массы, содержащей фибриды и резаное синтетическое волокно, оба компонента из полиметафениленизофталамида, при их соотношении, мас. (15:85)-(90:10), отлива полотна бумаги из массы, прессования, сушки (при температуре до 185^оС) и последующего каландрирования бумаги (при 240-320^оС) [2] В этих способах в качестве сырья для изготовления бумаги используются только исходные волокнистые компоненты фибриды и резаное волокно. Между тем в процессе производства бумаги арамидной образуется значительное количество сухих ее отходов в виде срывов полотна, заправочных концов, остатков на гильзах и т.д. возвращение которых в основной процесс производства позволило бы уменьшить расход достаточно дорогих и дефицитных исходных волокнистых компонентов и, следовательно, снизить себестоимость бумаги.

Целью изобретения является снижение расхода исходных волокнистых компонентов при сохранении эксплуатационных характеристик бумаги.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления арамидной бумаги путем подготовки бумажной массы, содержащей фибриды из полиметафениленизофталамида и резаное синтетическое волокно, отлива полотна бумаги из массы, прессования, сушки и последующего каландрирования бумаги, масса дополнительно содержит отходы некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,10-0,40 г/см³ и толщиной 0,050-2,50 мм при следующем соотношении компонентов массы, мас.

Фибриды из полимета- фениленизофталамида 5,0-87,5 Резаное синтетическое волокно 12,0-85,0 Отходы некаландриро- ванной арамидной бумаги 0,5-10,00 Причем при подготовке бумажной массы отходы некаландрированной бумаги подвергают сначала первичному роспуску в гидроразбивателе при массовой доле взвеси 0,2-3,2% в теченрие 20-60 мин, а затем дальнейшему роспуску и размолу путем последовательного прохождения полученной суспензии через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 1,5-2,5 мм и через один или несколько энтштиперов с зазором между размалывающими элементами 0,2-0,5 или одну или несколько конических или дисковых мельниц при удельном расходе полезной энергии 100-1500 кДж/кг.

При этом одновременно с сохранением эксплуатационных характеристик арамидной бумаги на прежнем уровне удается не только сохранить, но и уменьшить степень ее неравномерности по толщине.

Предлагамый способ существенно отличается от известных способов изготовления арамидной бумаги, поскольку предусматривает введение в бумажную массу отходов некаландрированной бумаги, ранее не осуществлявшееся в процессе изготовления арамидной бумаги и считавшееся невозможным (без ухудшения качества) для технологии получения арамидной и многих других видов бумаги на основе синтетических волокнистых компонентов. В данном случае такое устоявшееся мнение было обусловлено необратимыми изменениями, происходящими в структуре фибридов во время сушки бумаги, а также существенно меньшей гидрофильностью и, соответственно, значительно более слабым пластифицирующим действием воды на полиметафениленизофталамид по сравнению с целлюлозой (кромка бумполотна, отсекаемая в конце сеточной части буммашины и имеющая влажность около 90% так называемый "мокрый брак", возвращается в процессе производства бумаги после роспуска в гауч-бассейне или гидроразбавителе. (Гутман Б. Б. Янченко Л.Н. Гуревич Л.И. Бумага из синтетических волокон. М. Лесная промышленность, 1971, с.104).

Кроме того, считалось, что прохождение длинноволокнистых компонентов (типа резаного синтетического волокна) через размольное оборудование должно неминуемо приводить к образованию волокнистых агрегатов (хлопьеобразованию), снижающих равномерность бумажной массы, качество формования и ухудшающих свойства конечного материала, особенно в том случае, когда такие длинноволокнистые компоненты находятся в смеси с более гибкими компонентами типа фибридов (Гутман Б.Б. и др.).

Изготовление арамидной бумаги по предлагаемому способу производят следующим образом. Фибриды из полиметафениленизофталамида и резаное синтетическое волокно раздельно диспергируют в гидроразбавителях при массовой доле взвеси 0,3-3,0% Отходы некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,10-0,40 г/см³, толщиной 0,05-2,5 мм распускают в гидроразбавителе при массовой доле взвеси 0,2-3,2% в течение 20-60 мин. Указанные пределы изменения плотности и толщины некаландрированной бумаги охватывают весь возможный диапазон варьирования свойств арамидной бумаги, формуемой по непрерывной схеме на буммашине.

После первичного роспуска, не меняя массовую долю взвеси полученной суспензии, осуществляют дальнейший роспуск отходов путем прохождения суспензии через энтиштинер при зазоре между размалывающими элементами 1,5-2,5 мм. Затем суспензию отходов пропускают либо через энтиштинер или систему энтиштинеров при зазоре между размалывающими элементами 0,2-0,5 мм, либо через одну или несколько конических или дисковых мельниц при удельном расхоже полезной энергии 100-1500 кДж/кг. В зависимости от конкретных условий суспензия отходов проходит через размольное оборудование однократно или осуществляется ее рециркуляция через указанное оборудование в течение времени, необходимого для роспуска всех крупных агрегатов воклонистых компонентов.

Суспензии фибридов резаного синтетического волокна и распущенных отходов некаландрированной бумаги смешивают в заданной пропорции в композиционном бассейне, бассейне отрегулированной массы или в машинном бассейне.

Приготовленную бумажную массу подают в напорную линию массного насоса, питающего напускное устройство буммашины. И в результате отлива (скорость 9-12 м/мин), прессования (линейное давление 15-40 кгс/см), сушки (температура 70-190^оС) и последующего каландрирования (температура 200-290^оС, линейное давление 400-600 кгс/см) изготавливают арамидную бумагу.

Основные параметры стадии роспуска отходов и показатели конечной бумаги сведены в таблицу.

П р и м е р 1. В гидроразбиватель "Брудерхауз-Груббенс", тип 0,5R полезным объемом 0,5 м³, загружают 16 кг сухих отходов некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,40 г/см³ и толщиной 0,10 мм, содержащей фибриды из полиметафениленизофталамида (связующие полимерные волокнисто-пленочные, ТУ 6-06-И69-80) и нарезанное на длину в 6 мм полиэфирное волокно лавсан линейной плотности 0,17 текс (ТУ 6-06-С172-87) при соотношении указанных компонентов (мас.) 87,9:12,1.

После первичного роспуска в течение 20 мин (массовая доля взвеси 3,2%) осуществляют дальнейший роспуск путем последовательного прохождения полученной суспензии (рециркуляция при производительности насоса 2,5 дм³/с) через энтштипер (в качестве которого используют коническую мельницу рафинер "Брудерхауз-Груббенс" с укороченным конусом, тип 510, при фиксированном зазоре между ножами ротора и статора) по следующему режиму: при зазоре между размалывающими элементами 2,0 мм 20 мин, при зазоре 0,5 мм 30 мин.

В результате получают суспензию распущенных отходов некаландрированной арамидной бумаги, не содержащую крупных агрегатов волокнистых компонентов, в которой волокно лавсан сохранило свою первоначальную длину (6 мм).

После этого суспензию распущенных отходов бумаги перекачивают в машинный бассейн, где ее смешивают с суспензией фибридов из полиметафениленизофталамида (степень помола 40^оШР, показатель средневзвешенной длины по прибору Иванова на чистой сетке 91 дг) и суспензией нарезаного на 6 мм волокна лавсан с образованием бумажной массы при следующем соотношении компонентов, мас. фибриды 87,5; резаное волокно 12,0; отходы бумаги 0,5.

Затем массу подают на опытную бумагоделательную машину "Брудерхауз", снабженную формующим устройством "Но-Во-Формер" с шириной напуска 500 мм, двойным суконным прессом, сушильным цилиндром "Янки" и газовой инфравоздушной сушкой. В результате отлива (скорость 12 м/мин, массовая доля взвеси в напускном устройстве 0,03%), прессования (линейное давление 40 кгс/см), сушки (температура сушильного цилиндра 120^оС, инфравоздушная сушка не задействована) и последующего каландрирования на 4-х вальном календре "Рамиш" (температура 200^оС, линейное давление 400 кгс/см) изготавливают арамидную бумагу, показатели которой приведены в таблице.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 осуществляют первичный роспуск отходов некаландрированной арамидной бумаги в гидроразбивателе и дальнейший роспуск путем рециркуляции полученной суспензии через энтштипер при зазоре между размалывающими элементами 2,0 мм в течение 20 мин рециркуляции при производительности насоса 2,5 дм³/см и через рафинер-коническую мельницу "Брудерхауз-Груббенс", тип 510, при удельном расходе полезной энергии 100 кДж/кг.

В результате получают суспензию распущенных отходов некаландрированной арамидной бумаги, не содержащую крупных агрегатов волокнистых компонентов, в которой средняя длина волокна лавсан составляет 2,1 мм.

Затем, аналогично примеру 1, суспензию отходов смешивают с суспензией фибридов и волокна лавсан с образованием бумажной массы при следующем соотношении компонентов, мас. фибриды 87,5; резаное волокно 12,0; отходы бумаги 0,5.

В результате отлива, прессования, сушки и последующего каландрирования (все аналогично примеру 1) изготавливают арамидную бумагу, показатели которой приведены в таблице.

П р и м е р 3. В гидроразбиватель "Брудерхауз-Груббенс", тип 8R, полезным объемом 8 м³, загружают 30 кг сухих отходов некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,29 г/см³ и толщиной 0,22 мм, содержащей фибриды из полиметафениленизофталамида и резаное волокно фенилон длиной резки 6 мм и линейной плотности 0,22 текс (волокно полиарамидное с улучшенными характеристиками для технических видов бумаги, ТУ 6-13-0209562-51-90) при соотношении указанных компонентов (мас.) 50:50.

После первичного роспуска в течение 50 мин (массовая доля взвеси 0,38%) осуществляют дальнейший роспуск путем последовательного прохождения полученной суспензии при производительности насоса 8,3 дм³/с через лабиринтный энтштипер "Брудерхауз-Груббенс", тип АВ-2 с зазором между размалывающими элементами 2,5 мм и двух энтштиперов (в качестве которых используют рафинеры конические мельницы "Брудерхауз-Груббенс", тип I, при фиксированном зазоре между ножами ротора и статора) с зазором между размалывающими элементами 0,2 мм.

В результате однократного прохождения взвеси отходов через указанное размольное оборудование получают суспензию, не содержащую крупных агрегатов волокнистых компонентов, в которой волокно фенилон сохранило свою первоначальную длину (6 мм).

После этого суспензию распущенных отходов некаландрированной арамидной бумаги подают в бассейн отрегулированной массы, где ее смешивают с суспензией, содержащей исходные фибриды (степень помола 51^оШР, показатель средневзвешенной длины 105 дг) и резаное волокно фенилон с образованием бумажной массы при следующем соотношении ее компонентов, мас. фибриды 47,5; волокно 47,5; отходы бумаги 5,0.

Затем массу через машинный бассейн подают на бумагоделательную машину "Брудерхауз", снабженную формующим устройством "Но-Во-Формер" с шириной напуска 2250 мм, двойным суконным прессом 16 и сушильными цилиндрами.

В результате отлива (скорость 10 м/мин, массовая доля взвеси в напускном устройстве 0,04% ), прессования (линейное давление 30 кгс/см), сушки (температура сушильных цилиндров 70-110^оС) и последующего каландрированрия на 4-х вальном календре "Рамиш" (температура 290^оС, линейное давление 600 кгс/см) изготавливают арамидную бумагу, показатели которой приведены в таблице.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 3 осуществляют первичный роспуск отходов некаландрированной арамидной бумаги в гидроразбавителе и дальнейший роспуск путем прохождения полученной суспензии через энтштипер "Брудерхауз-Груббенс", тип АВ-2, с зазором между размалывающими элементами 2,5 мм. Затем осуществляют окончательный роспуск и размол отходов путем прохождения их суспензии (рециркуляция в течение 25 мин при производительности насоса 8,3 дм³/с) через два рафинера конические мельницы "Брудерхауз-Груббенс", тип I и дисковую мельницу МД-00 при удельном расходе полезной энергии 1100 кДж/кг.

В результате получают суспензию распушенных отходов некаландрированной арамидной бумаги, не содержащую крупных агрегатов волокнистых компонентов, в которой средняя длина волокна фенилон составляет 1,7 мм.

Затем, аналогично примеру 3, суспензию отходов смешивают с суспензией фибридов и резаного волокна фенилон с образованием бумажной массы при следующем соотношении ее компонентов, мас. фибриды 47,5; волокно 47,5; отходы бумаги 5,0.

В результате отлива, прессования, сушки и последующего канандрирования (все аналогично примеру 3) изготавливают арамидную бумагу, показатели которой приведены в таблице.

П р и м е р 5. В гидроразбиватель "Брудерхауз-Груббенс", тип 0,5R загружаюь 1 кг сухих отходов некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,10 г/см³ и толщиной 2,50 мм, содержащей фибриды из полиметафениленизофталамида и резаное волокно тогилен длиной резки 5 мм и линейной плотностью 0,29 текс (Гельмонт М.М. и др. Новые термостойкие и огнезащищенные, гигиенические текстильные волокно и нить Тогилен. В кн. Химические волокна, волокнистые и композиционные материалы технического назначения. М. НИИТЭИ, 1990, с.114-116) при соотношении указанных компонентов (мас.) 5,6:94,4.

После первичного роспуска в течение 60 мин (массовая доля взвеси 0,20%) осуществляют дальнейший роспуск путем прохождения полученной суспензии через энтштипер (в качестве которого используют рафинер коническую мельницу "Брудерхауз-Груббенс", тип 510, с фиксированным зазором между ножами ротора и статора) по следующему режиму: при зазоре между размалывающими элементами 1,5 мм 20 мин, рециркуляции при производительности насоса 2,5 дм³/с, при зазоре 0,3 мм однократный проход суспензии.

В результате получают суспензию распущенных отходов некаландрированной арамидной бумаги, не содержащую крупных агрегатов волокнистых компонентов, в которой волокно тогилен сохранило свою первоначальную длину (5 мм).

После этого суспензию распущенных отходов бумаги перекачивают в машинный бассейн, где ее смешивают с суспензией фибридов из полиметафениленизофталамида (степень помола 49^оШР, показатель средневзвешенной длины 112 дг) и резаного волокна тогилен с образованием бумажной массы при следующем соотношении ее компонентов, мас. фибриды 5,0; резаное волокно 85,0; отходы бумаги 10,0.

Затем массу подают на бумагоделательную машину, описанную в примере 1. В результате отлива (скорость 9 м/мин, массовая доля взвеси в напускном устройстве 0,06%), прессования (линейное давление 15 кгс/см), сушки (температура сушильного цилиндра 120^оС, температура воздуха в инфравоздушной сушильной камере 190^оС) и последующего каландрирования на 4-х вальном каландре "Рамишф" (температура 250^оС, линейное давление 450 кгс/см) изготавливают арамидную бумагу, показатели которой приведены в таблице.

П р и м е р 6. В гидроразбиватель "Брудерхауз-Груббенс", тип 0,5R загружают 1 кг сухих отходов некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,21 г/см³ и толщиной 0,24 мм, содержащей фибриды из полиметафениленизофталамида и резаное волокно фенилон длиной резки 6 мм и линейной плотностью 0,22 текс при соотношении указанных компонентов (мас.) 60:40.

После первичного роспуска в течение 30 мин (массовая доля взвеси 0,20%) осуществляют дальнейший роспуск путем прохождения полученной суспензии через энтштипер при зазоре между размалывающими элементами 1,5 мм (аналогично примеру 5), а далее, роспуск и размол путем однократного прохождения суспензии через рафинер коническую мельницу "Брудерхауз-Груббенс", тип 510, при производительности насоса 2,5 дм³/с и удельном расходе полезной энергии 1500 кДж/кг.

В результате получают суспензию распущенных отходов некаландрированной арамидной бумаги, не содержащую крупных агрегатов волокнистых компонентов, в которой средняя длина волокна фенилон составляет 2,4 мм.

После этого суспензию распущенных отходов бумаги перекачивают в машинный бассейн, где ее смешивают с суспензией фибридов из полиметафениленизофталамида (степень помола 55^оШР, показатель средневзвешенной длины 80 дг) и резаного волокна фенилон с образованием бумажной массы при следующем соотношении компонентов, мас. фибриды 58,2; резаное волокно 38,8; отходы бумаги 3,0.

Затем массу подают на бумагоделательную мушину, описанную в примере 1. В результате отлива (скорость 10 м/мин, массовая доля взвеси в напускном устройстве 0,04%), прессования (линейное давление 22 кгс/см), сушки (температура сушильного цилиндра 130^оС, инфравоздушная сушка не задействована) и последующего каландриорования на 4-х вальном каландре "Рамиш" (температура 230^оС, линейное давление 500 кгс/см) изготавливают арамидную бумагу, показатели которой приведены в таблице.

П р и м е р 7 (прототип). Изготавливают арамидную бумагу аналогично примеру 1, но с тем отличием, что при образовании бумажной массы смешивают суспензии фибридов и резаного волокна (при соотношении указанных компонентов (мас.) 87,9:12,1 без добавления суспензии распущенных отходов некаландрированной бумаги. Показатели бумаги приведены в таблице.

П р и м е р 8 (прототип). Изготавливают арамидную бумагу аналогично примеру 3, но с тем отличием, что при образовании бумажной массы смешивают суспензии фибридов и резаного волокна (при соотношении указанных компонентов (мас.) 50:50 без добавления суспензии распущенных отходов некаландрированной бумаги. Показатели бумаги приведены в таблице.

П р и м е р 9 (прототип). Изготавливают арамидную бумагу аналогично примеру 5, но с тем отличием, что при образовании бумажной массы смешивают суспензии фибридов и резаного волокна при соотношении указанных компонентов (мас.) 5,6:94,4 без добавления суспензии распущенных отходов некаландрированной бумаги. Показатели бумаги приведены в таблице.

П р и м е р 10 (прототип). Изготавливают арамидную бумагу аналогично примеру 6, но с тем отличием, что при образовании бумажной массы смешивают суспензии фибридов и резаного волокна при соотношении указанных компонентов (мас.) 60:40 без добавления суспензии распущенных отходов некаландрированной бумаги. Показатели бумаги приведены в таблице.

П р и м е р 11. Изготавливают арамидную бумагу аналогично примеру 4, но с тем отличием, что при образовании бумажной массы смешивают суспензии распущенных отходов некаландрированной бумаги, фибридов и резаного волокна при следующем соотношении компонентов, мас. фибриды 44,0; резаное волокно 44,0; отходы бумаги 12,0. Показатели бумаги приведены в таблице.

П р и м е р 12. Готовят бумажную массу аналогично примеру 3, но с тем отличием, что после первичного роспуска отходов некаландрированной бумаги в гидроразбивателе и прохождении полученной суспензии через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 2,5 мм, суспензия проходит через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 0,1 мм.

В результате получают суспензию распущенных отходов некаладрированной арамидной бумаги, содержащую существенное количество крупных агрегатов волокнистых компонентов.

После приготовления конечной бумажной массы, отлива бумажного полотна, его прессования и сушки (все аналогично примеру 3) получают некаландрированную арамидную бумагу, содержащую значительное количество лепестков и поэтому непригодную для последующего канандрирования.

П р и м е р 13. Готовят бумажную массу аналогично примеру 3, но с тем отличием, что после первичного роспуска и прохождения полученной суспензии через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 2,5 мм, суспензия проходит через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 0,7 мм.

В результате получают суспензию распущенных отходов некаландрированной арамидной бумаги, содержащую существенное количество крупных агрегатов волокнистых компонентов.

После приготовления конечной бумажной массы, отлива бумажного полотна, его прессования и сушки получают некаландрированную арамидную бумагу, содержащую значительное количество лепестков и поэтому непригодную для последующего каландрирования.

П р и м е р 14. Проводят первичный роспуск отходов некаландрированной арамидной бумаги аналогично примеру 1, но с тем отличием, что в гидроразбиватель загружают 17,5 кг сухих отходов бумаги, что соответствует массовой доле взвеси 3,5% Перемешивание затруднено, роспуск отходов проходит неравномерно и его приходится прекратить.

Как следует из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ изготовления арамидной бумаги позволяет заметно снизить расход исходных волокнистых компонентов, а следовательно, и себестоимость бумаги при сохранении ее эксплуатационных характеристик на прежнем уровне, поскольку дает возможность использовать в качестве дополнительного исходного сырья отходы некаландрированной бумаги.

Из сопоставления условий изготовления и свойств арамидной бумаги по примерам 1, 2 и 7 (прототип), примерам 3, 4 и 8 (прототип), примерам 5 и 9 (прототип), примерам 6 и 10 (прототип) видно, что при содержании в бумажной массе отходов некаландрированной бумаги в пределах 0,5-10,0% (примеры 1 и 2 0,5% пример 6 3,0% примеры 3 и 4 5,0% пример 5 10,0%) показатели качества арамидной бумаги не отличаются от таковых для бумаги при изготовлении которой бумажная масса содержала лишь исходные волокнистые компоненты фибриды и резаное волокно и не содержала отходы. Так для бумаги, изготовленной согласно примерам 5 и 9 (прототип) разрушающее усилие в машинном направлении составляет 4,6 и 4,5 кгс, в поперечном 2,3 и 2,2 кгс соответственно, относительное удлинение при растяжении в машинном направлении составляет 3,4 и 3,3% в поперечном направлении 3,4 и 3,4% соответственно, стойкость к надрыву в машинном направлении составляет 6,4 и 6,3 кгс, в поперечном 3,6 и 3,6 кгс соответственно, электрическая прочность 7 и 7 кВ/мм соответственно.

При содержании отходов в бумажной массе более 10% показатели качества арамидной бумаги снижаются. Это видно при сопоставлении показателей бумаги, изготовленной согласно примеру 11 (содержание отходов в массе 12,0%) с показателями бумаги по примерам 5 и 9 (прототип), приведенными выше. Так разрушающее усилие уменьшается в машинном направлении с 4,5-4,6 до 4,2 кгс, в поперечном с 2,2-2,3 до 1,9 кгс; относительное удлинение при растяжении уменьшается с 3,4 до 3,2% стойкость к надрыву уменьшается в машинном направлении с 6,3-6,4 кгс до 5,9 кгс, в поперечном с 3,6 до 3,3 кгс.

Введение в бумажную массу менее 0,5% отходов нецелесообразно с экономической точки зрения, поскольку требует проведения всех дополнительных операций по роспуску отходов, а получаемый эффект при этом минимален.

Доля фибридов в бумажной массе может составлять от 5,0 (пример 5) до 87,5 (примеры 1 и 2) мас. При меньшей доле фибридов в композиции формование бумажного полотна на буммашине неустойчиво из-за частых его обрывов. При массовой доле фибридов более 87,5% формование бумаги затруднено вследствие очень большого сопротивления массы фильтрации.

Указанные пределы содержания в массе фибридов и отходов некаландрированной бумаги обуславливают пределы содержания в массе резаного синтетического волокна: от 12,0 мас. (примеры 1,2) до 85,0 мас. (пример 5).

В примерах показан первичный роспуск отходов некаландрированной арамидной бумаги в гидроразбивателе в течение 20 (примеры 1 и 2), 30 (пример 6), 50 (пример 3 и 4) и 60 (пример 5) мин. При роспуске в течение меньшего времени образующаяся суспензия содержит крупные фрагменты арамидной бумаги, которые могут вызвать забивание насосов и последующего размольного оборудования, 60 мин являются достаточной продолжительностью первичного роспуска отходов некаландрированной бумаги во всем диапазоне ее толщин и плотностей.

В приведенных примерах реализации предлагаемого способа массовая доля взвеси при роспуске отходов составляет 0,20 (примеры 5 и 6), 0,38 (примеры 3 и 4), и 3,2 (примеры 1 и 2)% Производить первичный роспуск отходов при массовой доле взвеси менее 0,2% нецелесообразно ввиду нерационального использования в таком случае оборудования и возрастания соответствующих энергетических затрат. Превышение массовой доли взвеси значения 3,2% (пример 1,4-3,5%) приводит к затруднениям при перемешивании и неравномерности первичного роспуска.

В приведенных примерах показана возможность варьирования зазора между размалывающими элементами первого энтштипера в пределах 1,5-2,5 мм (примеры 5 и 6 1,5 мм; примеры 1 и 2 2,0 мм; примеры 3 и 4 2,5 мм). Уменьшение зазора между размалывающими элементами первого энтштипера ниже 1,5 мм нецелесообразно, ввиду возрастания опасности закупорки его массой, а также увеличения соответстующей нагрузки на электродвигатель. В то же время верхняя граница указанного зазора (2,5 мм) определяется как характеристиками стандартного оборудования, так и увеличением вероятности (в случае большего зазора) забивания мельниц и возрастания нагрузки на них.

При осуществлении последней стадии роспуска отходов путем прохождения их суспензии через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 0,2-0,5 мм степень неравномерности битума по толщине сохраняется примерно на том же уровне, что и при изготовлении бумаги без добавления отходов в массу (примеры 1, 3 и 5 с одной стороны и примеры прототипы 7, 8 и 9 с другой). Так коэффициент вариации бумаги по толщине составляет по примерам 1 и 7 7,0 и 7,2% соответственно, примерам 3 и 8 8,8 и 9,2% соответственно, примерам 5 и 9 9,2 и 9,6% соответственно.

При уменьшении зазора между размалывающими элементами до величины менее 0,2 мм (пример 12 0,1 мм) резаное синтетическое волокно травмимруется, в суспензии образуются дополнительные агрегаты (хлопьеобразование), а после формрования на буммашине бумага содержит заметное количество лепестков и не подлежит каландрированию. При увеличении указанного зазора сверх 0,5 мм (пример 13 0,7 мм) в массе остается существенное количество первичных агрегатов, а бумага имеет те же дефекты, что и в предыдущем случае.

Проведение окончательного роспуска отходов некаландрированной арамидной бумаги одновременно с их размолом путем прохождения суспензии отходов через одну или несколько конических или дисковых мельниц (примеры 2, 4 и 6) приводит, дополнительно, к снижению неравномерности бумаги по толщине. Так коэффициенты вариации бумаги по толщине составляют по примерам 2 и 7 (прототип) 6,1 и 7,2% соответственно, по примерам 4 и 8 (прототип) 6,7 и 9,2% соответственно, а по примерам 6 и 10 (прототип) 7,2 и 8,5% соответственно.

Удельный расход полезной энергии 100-1500 кДж/кг при прохождении суспензии отходов через мельницы (пример 2 100, пример 4 1100, пример 6 1500 кДж/кг) ограничивает те пределы, за рамки которых выходить нецелесообразно или с экономической точки зрения (верхний предел) или с точки зрения надежности и устойчивости работы оборудования (нижний предел).

Проведены лабораторные опыты, а также изготовлены опытные партии бумаги в условиях опытного и промышленного производства.

Использование предлагаемого способа изготовления арамидной бумаги позволит снизить расход исходных волокнистых компонентов и себестоимость бумаги при сохранении ее эксплуатационных характеристик.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРАМИДНОЙ БУМАГИ, включающий подготовку бумажной массы, содержащей фибриды из полиметафениленизофталамида и резаное синтетическое волокно, отлив бумажного полотна, прессование его, сушку и последующее каландрирование, отличающийся тем, что бумажная масса дополнительно содержит отходы некаландрированной арамидной бумаги плотностью 0,10 0,40 г/см³ и толщиной 0,050 2,50 мм при следующем соотношении компонентов, мас.

Фибриды из полиметафениленизофталамида 5,0 87,5 Резаное синтетическое волокно 12,0 85,0 Отходы некаландрированной арамидной бумаги 0,5 10,0
причем при подготовке бумажной массы отходы некаландрированой бумаги предварительно подвергают первичному роспуску в гидроразбавителе при массовой доле взвеси 0,2 3,2% в течение 20 60 мин, а затем дальнейшему роспуску и размолу путем последовательного прохождения полученной суспензии через энтштипер с зазором между размалывающими элементами 1,5 2,5 мм и через один или несколько энтштиперов с зазором между размалывающими элементами 0,2 0,5 мм или одну или несколько конических или дисковых мельниц при удельном расходе полезной энергии 100 1500 кДж/кг.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2