Сопоставлением свойств березовой и осиновой видов целлюлозы, изготовляемых на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности СССР, занимались Л. И. Семкина, В. Е. Гурьянов, Д. У. Товстошкурова с сотрудниками, которые отметили, что сосуды древесины березы приблизительно близки по размерам к волокнам, что и служит причиной лучшей поверхностной прочности бумаги из березовой целлюлозы.
Они сравнивали свойства беленой березовой сульфатной целлюлозы Светогорского целлюлозно-бумажного комбината со свойствами беленой осиновой сульфатной целлюлозы Херсонского ЦБК и свойствами беленой сульфатной целлюлозы Котласского ЦБК, состоящей из смеси 60% осиновой и 40% березовой целлюлозы. В результате испытаний отливок бумаги с массой 75 г/м2, полученных из указанных видов целлюлозы, размолотой до 60°ШР, было установлено, что целлюлоза из древесины березы отличалась исключительно высокими показателями механической прочности и ее разрывная длина достигала 9600 — 10500 м, сопротивление раздиранию 600-670 мН и сопротивление излому 730-1900 двойных перегибов, что превышало сопротивление излому двух других видов целлюлозы и 1,5 3,4 раза.
Показатели механической прочности всех трех видов цел люлозы, использованных неразмолотыми, были примерно одинаковыми, за исключением показателя сопротивления раздиранию; который у березовой целлюлозы превосходил в 1.7 раза соответствующий показатель у осиновой целлюлозы и в 2,8 раза — этот показатель у целлюлозы из смешанных пород древесины.
Последующие наблюдения показали, что изменения показателей механических свойств разных видов лиственной целлюлозы в основном происходят в начальный период размола, т. е. до степени помола 30-40°ШР. Это приводит авторов работы к выводу, что оценку бумагообразующих свойств целлюлозы из древесины лиственных пород целесообразно проводить при степени помола 40°ШР вместо 60°ШР.
При выработке офсетной бумаги масса бумаги была снижена с 82 до 71 г/м2 с увеличением зольности с 8,3 до 13,8%. При этом величина деформации бумаги в результате намокания была снижена с 1,8 до 1,6%, повышена разрывная длина бумаги и существенно увеличено сопротивление бумаги излому в машинном направлении с 10 до 18 двойных перегибов и в поперечном направлении с 6 до 11 двойных перегибов. Удержание каолина при этом возросло с 47,2 до 71,0%.
Выработка иллюстрационной бумаги с массой 117-120 г/м2 показала возможность повысить зольность бумаги в среднем на 6-7% без снижения ее механической прочности с одновременным существенным повышением сопротивления бумаги излому. Удержание каолина возросло с 70-74% до 84-88%. Экономический эффект от применения модифицированного каолина при выработке разных видов бумаги составил 15-30 р/т бумаги.
В связи с различием бумагообразующих свойств волокон целлюлозы и древесной массы, в частности свойства связеоб-разования между волокнами, представляло интерес вслед за установлением влияния модифицированного наполнителя на свойства бумаги из волокон целлюлозы исследовать влияние введения модифицированного наполнителя на свойства бумаги с содержанием древесной массы. Уже первые лабораторные исследования показали эффективность использования модифицированного каолина в композиции бумаги с содержанием волокон древесной массы, но, как и следовало ожидать, по мере увеличения в бумаге содержания волокон целлюлозы эффективность применения модифицированного каолина возрастала.
Полузаводские исследования были осуществлены на бумагоделательной машине ЦНИИБ фирмы Мицубиси применительно к бумаге-основе для обоев с массой 85 г/м2 и с содержанием древесной массы в композиции бумаги 50%, а также применительно к газетной бумаге с массой 45-46 г/м2 и с содержанием древесной массы в композиции 75%.
Опыты показали, что в сравнимых условиях при повышении зольности бумаги-основы для обоев с 9,0 до 10,8% оказались заметно повышенными показатели разрывной длины, сопротивлений изгибу и продавливанию бумаги при некотором снижении показателя сопротивления раздиранию.
Опыты показали, что для сульфатной целлюлозы с увеличением значения ее выхода показатели сопротивлений бумаги излому и раздиранию вне зависимости от степени помола массы снижаются. Другие показатели механической прочности (разрывная длина, сопротивление продавливанию) также снижаются. Однако это наблюдается в условиях низкой степени помола массы (15°ШР). При степени помола 30°ШР влияние выхода целлюлозы на эти показатели значительно сглаживается.
В результате проведенной работы рекомендуется применять сульфатную целлюлозу с выходом не более 52-54% во всех случаях, когда необходимо, чтобы бумага, изготовленная из этой целлюлозы, имела достаточно высокое число двойных перегибов. Для обеспечения же динамической прочности бумажных мешков рекомендуется использовать сульфатную хвойную целлюлозу нормального выхода — 48%. Попытки применения для выработки мешочной бумаги целлюлозы повышенного выхода (52-54%) не увенчались успехом: потребительские свойства мешков при этом снижались, снижался и показатель сопротивления бумаги раздиранию. Осуществление размола целлюлозы повышенного выхода при высокой концентрации (30%) хотя и позволяло улучшить динамические свойства мешков, но влекло за собой резкое увеличение расхода энергии на размол.
Волокна сульфитной и сульфатной видов целлюлозы нормального выхода скручены, изогнуты и хорошо переплетаются, в то время как волокна целлюлозы высокого выхода прямые и жесткие (по наблюдениям X. Гиртца). Эти свойства волокон в известной степени сохраняются даже после их размола, что сказывается на свойствах изготовляемой бумаги. По этой причине целлюлоза высокого выхода придает бумаге пониженные показатели сопротивлений раздиранию и продавливанию.