В зависимости от диаметра тонкие базальтовые волокна разделяются на микротонкие (с диаметром 0,5-0,6 мкм) используемые для изготовления фильтров очень тонкой очистки газовоздушной среды и жидкостей, а также для получения тонкой бумаги, ультратонкие, применяемые для изготовления бумаги и фильтров тонкой очистки газовоздушных и жидкостных сред, и супертонкие — для картона и разных фильтров.
Н. Н. Щекина и В. С. Новикова, ссылаясь на опыты Г. А. Вороновской и В. Л. Зосим, пишут, что с увеличением содержания базальтовых волокон в композиции бумаги ее показатели механической прочности (разрывная длина, сопротивление продавливанию), а также плотность и равновесная влажность бумаги равномерно снижаются, а впитывающая способность и воздухопроницаемость возрастают. При этом прочностные характеристики изменяются почти линейно, а на кривых впитывающей способности и воздухопроницаемости наблюдаются точки перегиба при содержании 20-35% супертонких базальтовых волокон. Кривая сопротивления раздиранию имеет наивысшую точку при содержании 20-30% базальтовых волокон.
Капиллярная впитываемость бумагой воды по мере увеличения содержания супертонких базальтовых волокон непрерывно возрастает.
Установлено также, что с увеличением степени помола целлюлозы, входящей в композицию бумаги вместе с супертонкими базальтовыми волокнами, показатель разрывной длины бумаги возрастает, причем тем значительнее, чем больше содержание в бумаге супертонких базальтовых волокон. Для смешанной композиции так же, как и для бумаги из 100% целлюлозы, сохраняется зависимость капиллярной впитываемости от степени помола целлюлозы. Независимо от степени помола целлюлозы максимум сопротивления раздиранию бумаги наблюдается при содержании в бумаге 20-35% супертонких базальтовых волокон.
Установлена зависимость структуры бумаги (массой 100 г/м ) и ее фильтрующих свойств от содержания в композиции базальтовых волокон толщиной 0,6 мкм.
Способы введения стеклянных волокон в бумагу различны. В некоторых случаях применяют стеклянные нити, покрытые термопластичными смолами в количестве от 5 до 30% к массе стеклянных волокон. Для этой цели применяются алкидные кумароноинденовые смолы, этерифицированные многоатомными спиртами или фенолами, а также гидрированные эфиры природных смол с точкой плавления, соответствующей температуре каландрирования (около 100°С).
Сетку из стеклянных волокон, покрытых смолами, вводят в бумагу на бумагоделательной машине. Иногда бумагу, содержащую стеклянные волокна, изготавливают на двух- или трехсеточной бумагоделательной машине путем соединения слоя из стеклянных волокон с полотном из целлюлозных волокон. В отдельных случаях получают упрочненную бумагу методом распыления стеклянных волокон над поверхностью отливаемого бумажного полотна, а также путем склеивания тканей из стеклянных волокон с двумя бумажными полотнами, между которыми расположена эта ткань.
Пропитанная бумага, укрепленная стеклянными нитями, не чувствительна к дождю, снегу и резкой смене температуры. Поэтому ее можно применять на строительных площадках, где хранится строительный материал. Эту бумагу используют в сельском хозяйстве для защиты посевов и в садоводстве, а также в качестве упаковочной при транспортировке различных аппаратов, мебели и т. п.
При добавке стеклянных волокон в зависимости от вида используемых целлюлозных волокон или способа их получения можно повысить или даже снизить такие показатели свойств бумаги, как сопротивление разрыву и раздиранию, толщину и воздухопроницаемость. Однако показатели сопротивления излому, непрозрачности и стабильности размеров улучшаются.
Базальтовые волокна имеют структуру, отличающуюся от структуры растительных волокон. Они не фибриллируются и при размоле могут лишь измельчаться. Поэтому для получения из базальтовых волокон достаточно прочного материала требуется введение в него соответствующего связующего (жидкого стекла, латексов, поливинилацетатной эмульсии и др.) или же добавление к базальтовым волокнам волокон целлюлозы.
Применение новых производных целлюлозы
При изготовлении разных видов бумаги применяются волокнистые материалы в различных соотношениях. В основном бумагу вырабатывают из двух, трех и более волокнистых полуфабрикатов, образующих таким образом композицию бумаги по виду волокон, или из одного волокнистого полуфабриката, приготовленного для этого соответствующим образом. В большинстве случаев для производства бумаги пользуются волокнистыми материалами растительного происхождения. Однако в последнее время все чаще, особенно для выпуска специальных видов бумаги, применяют волокна как синтетические органического происхождения, так и минеральные (асбестовые, стеклянные, базальтовые и др.). Волокна шерсти в бумажном производстве используются в ограниченном количестве.
Применение новых производных целлюлозы и новых методов обработки позволяет получить целлюлозные материалы, обладающие ценными свойствами, которые отсутствуют у природных и искусственных целлюлозных волокон. Свойства готовой бумаги в значительной степени определяются свойствами исходных волокнистых материалов, которые в свою очередь определяют технологический режим их переработки.
Сведения об идентификации различных волокон, применяемых в бумажной промышленности, по внешнему виду и микроструктурным признакам и книге не приводятся, так как они уже в систематизированном виде опубликованы. Необходимо лишь отметить, что идентификация вида волокон известными методами, особенно микроскопическими, требует опыта оператора и не всегда дает достаточно точный результат. Например, из книги В. Хагена Операция Бернхардт известно, что в период второй мировой войны руководители нацистской Германии, стремясь вызвать экономический хаос в странах своих противников, проводили операцию, получившую название операции Бернхардт и заключающуюся в изготовлении фальшивых денежных знаков, которыми намечалось наводнить враждебные Германии страны.