Состав покрытия бумаги и картона

 

СОСТАВ ПОКРЫТИЯ БУМАГИ И КАРТОНА, содержащий натриевую соль карбоксиметйлцеллюлозы, пигмент и диспергатор, о т л и ч a ю щ и .и с я тем, что, с целью,уменьшения впитываемости покрытия и улучшения его нанесения зл счет уменьшения налипания состава; на оборудование, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы . . 70-85 Пигмент 14,94-29,88 Диспер1 атсф, , 0,06-0,12 При этом состав имеет концентрацию сухих веществ 1,5-8,0%.

О:МОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК А

69I SU <ш

3 D 21 Н 1 22 В 32 В 29 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

; (21) 3357074/29-12 (22) 24.11.81 (46) 15.07.83 ° Бюл. 9 26 (72) Я.E. Диклер, A.Ã. Горюнов, Л.С. Попов, В.Ю. Камоба, Д.С. Аушрайте и Ю.Ю, Славинскас (71) Централъный научно-исследователъский институт бумаги (53) 676.488(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Ю 987404, кл, 0 2 В, 1965, 2. Картон спичечный. Ту 81-04-471»

77.

3. Авторское свидетельство СССР

Ю 339615, кл. D 21 Н 1/24р 1972, 4. Патент США 9 2776912, кл. 427-339, 1957 (прототкп). (54) (57) С0СТАВ ПОКРЫТИЯ Вущц"Н И

КАРТОНА, содержащий натриевую соль карбоксиметилцеллвлозы, пигмент и дкспергатор, о т л и ч а в щ и .й с я тем, что, с целъв:,уменьшения впитываемости покрытия и улучшения его нанесения за счет- уменъшенкя налипания состава на оборудование, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.Ф:

Натриевая соль карбокскметилцеллвлозы 70-85

Пигмент 1 4, 94-29 р 88.

Диспергатор 0,06-0,12

При этом состав имеет концентрацию сухих веществ 1,5-8,0Ъ. е

1028757

Изобретение относится.к нанесению поверхностных покрытий на бумагу и картон, преимущественно к нанесению покрытий на клеильном прессе.

Известны составы для поверхностной обработки бумаги и картона на основе суспензий пигмента в растворе связующего. В качестве пигмента они включают каолин или смесь каолина с минеральными или органическиМи пиг-. ментами, а в качестве связующего смесь сополимера акрилатов и метакрилатов с протеином, казеином или латексом. Соотношение пигмент: связующее в этом составе равно 33,3:66,7(Я, Однако использование таких,сос- 15 тавов для проклейки бумаги и картона на клеильном прессе приводит к заметному снижению сопротивления проникновению жидкостей, например увеличению впитываемости воды и ксилола по срав" ур нению с покрытиями, не содержащими пигментов.

I, Известны составы для поверхностной проклейки, не содержащие пигмент,25 прйменяющиеся для покрытия многих видов бумаги и картона, например состав на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлоэы (КМЦ) (2).

Этот состав обеспечивает достаточно малую впитываемость покрытой бумаги, но его нанесение на бумагу или картон затруднительно при концентрации в нем сухих веществ более

2-2,5 мас.Ъ из-за -.высокой вязкости..

Снижение концентрации покровных сос тавов приводит к увеличению затрат энергии на сушку бумаги и картона и трудовых затрат на приготовление таких составов,.

Известен состав для поверхностной 40 обработки бумаги, включающий пигмент (карбонат щелочноземельного металла) и связующее в виде смеси окисленного крахмала и многоатомного предельного спирта g3) .

Соотношение между пигментом и связующим находится в пределах от

5, 5:94, 5 до 8:92. Его вязкость при увеличении концентрации состава ðàñтет почти так же быстро, как и вязкость раствора связующего, не содержащего пигмент. ,Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав, содержащий натриевую соль карбоксиметклцеллюлозы, пигмент и диспергатор (4) °

Состав содержит указанные компоненты в следующих количествах,мас.Ъ:

Натриевая соль КМЦ 5-1 5

Пигмент . 841 66-94 г 62

Диспергатор О, 34-0, 38 60

Концентрация сухих веществ в составе 30-65%.

Однако бумага и картон, покрытые таким составом, имеют высокую впиты ваемость, не отличающуюся от впиты- 65 ваемости непокрытой поверхности.

Кроме того, при нанесении состав сильно налипает на валы клеильного пресса и сушильные цилиндры,что исключает воэможность его длительной эксплуатации.

Цель изобретения — уменьшение впитываемости покрытия и улучшение его нанесения путем уменьшения налипания состава на оборудование.

Поставленная цель достигается тем, что состав покрытия бумаги и картона, содержащий натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, пигмент и диспергатор, содержит указанные компоненты в следующих количествах, в мас.Ъ:

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 70-85

Пигмент 14,94-29,88

Диспергатор 0,06-0,12 при этом состав имеет концентрацию сухих веществ 1,5-8,0%. . Состав может дополнительно содержать целевые добавки, такие как регулятор рН состава, оптически отбеливающее вешество, пеногаситель, пластификатор, комплексообраэователь беэ изменения количественного соотношения указанных выше обязательных компонентов, Следствием существующего специфического взаимодействия молекул КМЦ и поверхности минеральных частиц пигмента является снижение вязкости состава, содержащего KMg и пигмент.

Вязкость резко снижается в диапазоне 15-30% пигмента от массы сухих веществ состава (под массой пигмента подразумевается сумма масс собственно пигмента и его диспергатора) .

Дальнейшее увеличение содержания пигмента незначительно влияет на вязкость составов, включающих КМЦ.

Но при содержании более 50Ъ пигмен- . та от массы состава на основе КМЦ сила когеэии в пленках состава становится меньше силы его адгеэии к резине и металлам, вследствие чего происходит интенсивное налипание состава на оборудование.

Впитываемость поверхности покрытой бумаги и картона мало изменяется при вариации количества пигмента от 0 до 30% от массы сухих веществ состава. Дальнейшее увеличение количества пигмента приводит к очень быстрому возрастанию впитываемооти покрытой бумаги и картона и при содержании около 75% пигмента от массы сухих веществ состава впитываемость покрытой им поверхности не отличается от впитывасмости бумаги и картона до нанесения покрытия.

Приготовление предлагаемого состава и его преимущества перед иэвест ными приведены в следующих примерах.

1028757

В примерах 1 - 10 представлены составы в порядке возрастания содер-; жания в них КМЦ.

Пример 1 (прототип). Смешением раствора КМЦ марки 75/400 (ОСТ 6-05-386-73) с. концентрацией

5%, суспензии каолина марки БП-84 (ТУ 21-25-146-75) с концентрацией

50%, приготовленной с добавлением

0,4% пирофосфата натрия (от веса каолина) в качестве диспергатора и воды 10 приготовляют композицию, содержащую

90% каолинл и 10% КМЦ, вязкость которой при концентрациях 2,0:3,5 и 5,0% указана в табл.1. В табл.1 приведены величины впитываемости по ксило- 15 лу для образцов бумаги из 100% сульфитной.хвойной целлюлозы марки A-11 массой 80 г/м, покрытой этими композициями на лабораторной установке с ракелем Майера (по три образца для каждой концентрации состава).

Пример 2 (прототип).Из тех же компонентов, что и в примере 1, готовят композицию, мас.%: каолин 85, KNG, 15. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Пример 3 (контрольный) °

Используя компоненты и методику при-, мера 1, приготовляют композицию, мас.%: .каолин 65, КМЦ 35 показатели которой указаны в табл.1.

Hp и м е р 4 (контрольный).Компоненты состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.%: каолин 50

КМЦ 50. Результаты испытаний приве-. дены в табл.1. 35

Пример 5 (контрольный) .Сос тав готовят, мас.%: каолин 40, KMU, 60 по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл.l.

Пример 6 (предлагаемый).Го- 40 товят композицию, мас.%: каолин

29,88, диспергатор 0,12 и KNU, 70, которые имеют характеристики, приведенные в примере l. Результаты испытаний приведены в табл.l. 45

Пример 7 (предлагаемый) .

Компоненты. состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.%: каолин 20 и КМЦ 80. Результаты испытаний приведены в табл.1. 50

Пример 8 (предлагаемый) .

Компоненты состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.%: каолин .14,94, дисцергатор 0,06, КМЦ 85; Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Пример 9 (контрольный).Компоненты состава по примеру 1, Компознция содержит, мас.%: каолин 5 и

КМЦ 95. Результаты испытаний приведены в табл.1 °

Пример 10 (базовый объект) .

Раствор КИЦ беэ пигмента. Результаты испытаний предсвавлены в табл.1.

Иэ табл. 1 видна целесообразность использования смеси пигмента и диспергатора в количестве 15-30%. При меньшем содержании пигмента резко возрастает вязкость состава, в 2-2,5 раза.

При большем содержании пигмента быстро увеличивается впитываемость покрытой поверхности ° Примеры 6 и 7 соответствуют преимущественному диапазону содержания пигмента в составе.

Пример )1. По методике, описанной в примере 1. Готовят составы, включающие каолин марки БП-84 (ТУ 21-25-146-75), сульфат бария марки A (ГОСТ 5694-77) и двуокись титана марки А-02 (ГОСТ 9808-75) в количестве 30% (вместе с диспергатором) и 70% КМЦ марки 75/400 (OCT 6-05-386"

73) от массы сухих веществ состава.

Концентрация составов 4%.

Результаты испытаний .этих составов приведены в табл.2. .Из приведенных в табл.2 результатов видно, что тип пигмента, выделенного иэ группы пигментов, обычно используемых при производстве бумаги, не влияет на качество состава для поверхностной обработки бумаги и картона.

В, табл.. 3 приведены сравнительные данные, иллюстрирующие эффективность предлагаемого и известного составов при различном содержании в нем сухих веществ.

Снижение концентрации составов для поверхностной обработки бумаги и картона ниже 1,5% нецелесообразно, поскольку впитывающая способность поверхности приближается к ее в итывающей способности без покрытия (не наблюдается защитного действия покрытия).

Увеличение концентрации сухих веществ свыше 8% не позволяет наносить такие составы на существующем оборудовании даже в нагретом до 6070 С состоянии. е

Критическое значение вязкости, позволяющее использовать составы на клеильном прессе, составляет 400500 мПа.с.

1028757

Примеры

Каолин+диспергат ор (пирофосфат натрия) мас.Ъ

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, мас. Ф

2 0 3,,5 5,0

10

20i0

17,0

17,5

50

40

30

20

85

95

100

Степень проклейки (метод сухого индикато ра) gc

Впитыв аемост ь

При одностороннем смачивании за 30 с по воде, г/м

По ксилолу, с

1 Каолнн, 30

520

2 Сульфат бария, 30

510

3 Двуокись титана, 30

530

53

Композиция сухих веществ в составах для покрытия бумаги и картона

Ва- Композиция сухих веществ риант в составах

Пигмент+дис- КМЦ, мас. Ф пергатор, мас.Ъ

Вязкость, мПа, с (спэ) ,при 20 1 С, при концентрации сухих веществ, Ъ

85 410 1000

90 400 1010

95 410 1000

100 420 1020

90 400 1010.

80 375 985

85 385 1000

100 400 1010

190 910 2495

203 980 2695

Вязкость мПа с (спз) при 20+1 С для 43-ной концентрации состава

Таблица 1

Впитываемость по ксилолу, (с) для покрытий, нанесенных из составов с концентрацией сухих веществ, Ъ

203,550

16,0 17,0 17,0

17,0 16,5 18g0

22,0 34 О 47,0

38р0 61,0 75,0

70,0 . 86р0 94рО

69,0 83,0 102,0

72,0 84,0 101,0

71,0 85)0 98 0

74р0 87р0 100g0

Таблица 2

l028757 о

ОЭ 4

С ) о

Ф

Щ м о о

° 4

3!

I ф 3 АТ

1 4!9 9 I

4 Мфф9II 4

МОНОЦ3 а4

Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Заказ 4907/26

Филиал ППП "Патент", r.Уагород4ул.Прое3ттная,4

Т Ъ 1 М 1 . I .1 М 1

134O ,9! 39 Iu 13

;(х5

ЬО9 ф!gg43 1

1 B I en!

Ц1 ICЗ 1

1 3 9 3-» — 4

el Ц34 I l х

oI3 -о l u l !

ОХ 1в

i I 1о ) ! О О1

3В

3 О.ф !СО 3

I Хф 3 3

1 О 9 3

И. 3 tA 4

g I

1ОО» аv !

1 III Ill pl 3

13443е I o l

: I I i

11«9М! О!

1ХХХ! ф

П91 } . } 433 М O 1 п

I 3 1Ю

} и

I cn I

1 е4

3+3

ln 1О . i

1 . Ie

1 1о

l g Iм

I 40 I

Iu 1о .1о

1&ф!ФФ, 3

1+3М

I îИ3 — — — —

I c4 9 l с 3

УЗО

I "331 4

1 В1М -3

I Ü вЂ” 1

1 аО1а 1 о

I й! еТ 3

1 Оф1

1sgl l 3» CL I

3З3 4ч

1 ж I I

I 9 1 I ф 33 I

13ж

3 OO3

3OX1e

1 Х

1вф! О

1 ы и ) В 1

1

I еф 1

Ch 3

I о } юФ

I о !

I а 3. 3

° 4 1

I

lO е4

3. t о 3

ТЧ 1 и 3

1

3 о. (Ъ 1

М }

I } р I lO о !

4 I!

} о!

1 о 3 о !

a з.а