Основы смешивания волокон: как соотношение волокон влияет на жесткость бумаги.

Положите рядом два куска картона одинаковой плотности: один будет ровным, другой — провисшим. Разница редко заключается в весе — дело в волокне. Жесткость — самое недооцененное свойство упаковочной бумаги, потому что от нее незаметно зависит, выдержит ли подарочная коробка углы, ляжет ли ровный сгиб на обложке книги и переживет ли пакет для покупок путь до машины. И источник жесткости — не тип пресса или календарный сорт; он — соотношение длинных и коротких волокон в целлюлозном ящике.

Длинноволокнистая и коротковолокнистая ткань: разделение труда.

Длинные волокна хвойных пород служат каркасом, обеспечивая прочность на разрыв по всей толщине листа. Короткие волокна и окружающая их целлюлозная матрица располагаются между каркасами, определяя форму, объем и поведение при складывании. Слишком много длинных волокон приводит к неравномерной форме листа, мутности при печати и шероховатости поверхности. Слишком много коротких волокон снижает прочность — коробки прогибаются по углам, а края забиваются при высечке. Смешивание волокон — это искусство, требующее достаточного внимания к обеим сторонам.

Логика смешивания 3:7 на практике

В массовом производстве TONLI поддерживает соотношение длинных и коротких волокон примерно на уровне 3:7: около тридцати процентов длинных волокон хвойных пород несут основную нагрузку каркаса, а семьдесят процентов коротких волокон и матричных волокон обеспечивают формирование и объем. Степень помола строго поддерживается на уровне 38-42°SR, чтобы волокна равномерно распределялись, и — что крайне важно — для каждой партии используется своя собственная схема соотношения, а не одна формула, охватывающая весь диапазон. Для упаковки 120 г/м² и для упаковки 350 г/м² используются разные функции; их волокна должны быть смешаны по-разному.

Как соотношение отображается в технической спецификации

• Плотность ткани от 90 до 400 г/м²: регулировка соотношения обеспечивает плавность кривой жесткости по всей длине полос, вместо компенсации за счет дополнительной толщины;

• Прочность на складывание не менее 100 раз: состав смеси также способствует складыванию, поэтому коробки выдерживают многократное открывание без растрескивания вдоль волокон;

• Колебания в пределах ±3% и отклонение по окружности при измерении штангенциркулем в пределах ±1,5%: наиболее достоверным свидетельством стабильного соотношения являются физические показатели, которые повторяются между производственными партиями;

• Четыре производственные линии с шириной захвата 1880/2450/2700/3600 мм и годовой производительностью 110 000 тонн: соблюдение строгих норм производства возможно только при наличии достаточно крупного предприятия, способного поддерживать их на должном уровне.

Почему свобода так же важна, как и соотношение

При использовании одного и того же соотношения 3:7 при двух разных уровнях жесткости получаются две разные бумаги. При низком уровне жесткости волокна остаются грубыми и жесткими, переплетение плохое, и лист получается рыхлым и слабым. При высоком уровне жесткости волокна обрезаются слишком коротко, дренаж затрудняется, хрупкость возрастает, а складки трескаются при складывании. Поддержание жесткости на уровне 38-42°SR позволяет сохранить смесь в рабочем диапазоне: волокна фибриллируются достаточно, чтобы сцепляться друг с другом, сохраняя при этом достаточную длину для восприятия нагрузки каркаса. Соотношение определяет, кто несет структуру; жесткость определяет, будет ли структура целостной. Если не учесть любой из этих параметров, жесткость будет лишь числом в техническом описании.

Четыре способа, которыми жесткость ощущается ниже по течению

• Твердый переплет: без достаточной жесткости канавка на корешке никогда не заостряется, и книга кажется мягкой на ощупь в открытом виде, что является недостатком качества, который невозможно исправить с помощью оформления обложки;
• Подарочные коробки: жесткость определяет, выдержат ли углы и не помянутся ли края после того, как поддон с ними проедет через весь континент;
• Бирки и карточки: слишком жесткие трескаются в месте пробития отверстия, слишком мягкие — кажутся хрупкими, поэтому соотношение нужно подбирать для каждой ленты отдельно;
• Сумки для покупок: жесткость в поперечном направлении обеспечивает форму сумки, а прочность в машинном направлении определяет, какой вес могут выдержать ручки.

Именно поэтому увеличение веса часто является самым дорогим способом решения проблемы жесткости. Та же жесткость может быть достигнута при меньшей плотности, что в совокупности снижает расход бумаги, стоимость упаковки и вес при транспортировке. В обратной ситуации, плохо смешанный лист все равно будет демонстрировать резкое падение кривой жесткости в каком-либо диапазоне, независимо от того, сколько дополнительного волокна добавлено. Дополнительный вес не исправляет ошибку в рецептуре; он лишь увеличивает стоимость доставки из-за этой ошибки.

Смешивание – это место, где сходятся стоимость, качество и выход готовой продукции.

Смешивание волокон находится на неудобном пересечении, из-за чего его легко игнорировать: оно достаточно техническое, чтобы относиться к компетенции комбината, достаточно коммерческое, чтобы относиться к отделу закупок, и достаточно незаметное, чтобы никто не спрашивал о нем, пока не будет испорчена упаковка. Однако одно и то же соотношение волокон определяет три параметра, которые важны для покупателя по отдельности. Оно определяет стоимость, поскольку длинноволокнистая бумага — дорогостоящий компонент, и каждый лишний процент оплачивается с каждой тонной. Оно определяет тактильные ощущения, поскольку состав смеси определяет, будет ли лист на ощупь хрустящим или мягким. И оно определяет выход годной продукции, поскольку неравномерная форма листа приводит к потерям материала на высечке, фальцевально-склеивающей машине и печатном станке, спустя долгое время после того, как он покинул бумагоделательную машину. Именно рассмотрение этих трех параметров как одного решения, а не как трех отдельных, отличает бумагу со спецификацией от бумаги с определенными свойствами.

Соотношение, переведенное в числовые значения, указанные в технической спецификации.