Способ изготовления бумаги

Авторы патента:

D21D3 - Обработка материалов перед поступлением на бумагоделательную машину

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ, включающий размол волокнис- ; тых полуфабрикатов, проклейку волокнис . той массы канифольным клеем с последующим осаждением его на волокнах коагу f- 5; ; ,. ,; . I ,,..,, лянтом, введение наполнителя и отлив бумажного полотна, отличаю щийс я тем, что, с целью снижения расхода химикатов, проклейку осуществляют посредством отделения после размола части волокнистой массы в количестве , введениеВ нее канифольногю клея и последующего смещения ее с остальной массой. t 2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что отделяют часть волокнистой массы, имеющей степень помола на 20-30 ШР выше, чем остальная масса. с ® 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что отделяют часть (Л волокнистой массы, имеющей способность к проклейке выше, чем остальная масса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

as (и1>

ОО» А зж Ю 21 Х) 3/00

Е, .„а,5

/» Ь»."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3337743/29-1 2 (22) 15.09.81 (46) 07.09.83. Бюп. М 33 (72) Н. С. Погребняк (71) Украинское научно-производственное объединение цеппюпозно=бумажной промышленности (53) 676.1.023.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетепьство СССР

М 711219, кп. j3 21 Q 3/00, 1977.

2, Авторское свидетепьство СССР

% 192009, кп. D 21 I) 3/00, 1966 (прототип). (54)(57) 1, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

БУМАГИ, включающий размоп вопокнистых попуфабрикатов, прокпейку волокнистой массы канифопьным клеем с поспеду-. юшим осаждением его,на волокнах коагу пян1ом, введение напопнитепя и отпив бумажного полотна, о т п и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью снижения расхода химикатов, проклейку осуществпяют пс средством отделения поспе размопа части волокнистой массы в копичестве 30 50%, введение в нее канифопьного кпея и поспедуюшего смешения ее с остапьной массой.

2. Способ по п. 1, о т п и ч а юш и и с я тем, что отделяют часть вопокнистой массы, имеюшей степень помопа на 20-30 ШР выше, чем остапь ная масса.

3. Способ по и. 1, о т п и ч а ювЂ” ш и и с я тем, что отделяют часть волокнистой массы, имеющей способность к прокпейке выше, чем остапьная масса.

1 1040

Изобретение относится к целпюпознобумажной промышпенности и может быть испопьзовано при изготовпении разпичных видов бумаги: писчей, типографской, обойной, мешочной, картографческой и других.

Известен способ изготовления бумаги, предусматривающий прокпейку бумаги в массе путем введения в бумажную массу канифопьного клея и последующего 10 осаждения его на волокнах с помощью соединений апюминия, которые предваритепьно обрабатываются 0,25%-ным раствором попиэтипенимина, взятым в количестве 0,1-0,5% к массе соединения алюминия, а поспе осаждения клея рН массы доводят до 9,0-9,5. Отпив бумаги производится при том же рН массы, при котором производипась проклейка. Способ позволяет получить вы- 20 сокие результаты механических покаэатепей прокпеенной бумаги flj .

Недостаток способа - большой расход химикатов и высокая дефицитность дорогостоящего попиатипенимина. 25

Известен способ изготовления бумаги, включающий размол волокнистых полуфабрикатов, прокпейку волокнистой массы канифопьным клеем с последующим осаждением его на волокнах коагупянтом, З0 введение напопнитепя и отпив бумажного полотна. Этот способ решает проблему проведения прокпейки в нейтрапьной среде. С этой целью на волокнистые материалы в процессе прокпейки воздействуют оксихпоридом апюминия j2) .

Недостаток способа - высокий расход химикатов.

Цепью изобретения явпяется снижение расхода химикатов.

Поставленная цель достигается тем, что что согласно способу изготовпения бумаги, включающему размол вопокнистых попуфабрикатов, прокпейку волокнистой массы канифольным кпеем с последующим . ; 45 осажцением его на вопокнах коагупянтом, введение напопнитепя и отлив бумажного попотна, прокпейку осуществляют посредством отдепения после раэмопа части вопокнистой массы в копичестве 30-50% 50 введением в нее. канифопьного кпея и поспедующего смешения ее с остапьной массой.

Причем отделяют часть волокнистой массы, имеющей степень помона на 20»

30 ШР выше, чем остальная масса. с 55

Кроме того, отделяют часть вопокнистой массы, имеющей способность к проклейке выше, чем остапьная масса, 011 2

Способ двухстадийной прокпейки бумаги в массе путем введения прокпеиваюшего вещества в часть массы закпючается в том, что первоначально получается бинарная масса, состоящая из вопокон, густо покрытых частицами клея и вопокон не покрытых частицами кпея.Бинарная масса получается при смешении прокпеенной и непроклеенной частей массы. При достаточном сближении волокон (поспе прессования и усушки) происходит взаимоскпеивание покрытых и непокрытых волокон, так как кпеяшие осадки ппавятся и обвоцакивают прилегающую к нему поверхность непокрытого вопокна. Топшина образовавшегося при этом кпеевого шва между вопокнами в два раза мень ше по сравнению с существующими способами прокпейки в массе. Известно, что топшина клеевого шва явпяется важным фактором, влияющим на прочность склеивания двух поверхностей. При канифопьной прокпейке и особенно канифопьнопарафиновой прокпейке обычно снижаются физико-механические показатепи бумаги, несмотря на образование допопнитепьных адгезионных контактов между вопокнами.

Есть основание предпопожить, что это связано в какой-то степени с толщиной кпеевого шва, особенно при пониженной дисперсности клеящего состава и наличии условий цпя частичной гомокоагуляции.

Осаждение частил клея на вопокнах производится соединениями апюминия (с добавлением ипи без добавления улучшающих добавок) в кислой ипи щелочной среде согпасно любому иэ ныне существующих способов прокпейки в массе.

Имеется два варианта двухстадийной прокпейки. Первый, упрощенный вариант, отпичается тем, что обе части массы, в которую вводится и не вводится клей, имеют одинаковую степень помопа, и соотношение объемов "покрытой", и непокрыИ той массы равно 1:l. По второму варианту та часть массы, в которую вводится кпей (покрытая масса) имеет степень помола на 20-30 ШР выые. При смеше о нии обеих частей массы степень помопа общего объема массы должна находится в предепах норм, установпенных технопогическим регпаментом. Диапазон соотношений между объемами покрытой и непокрытой» массы зцесь шире и может колебаться от 1:1 до 1:4. Это соотношение устанавпивается в зависимости от конкретной технопогической ситуации с учетом вепичины предепьного расхода прокпеиваюшего вещества, которая может

0ii 4 массы Х 40-70 ШР. Степень помола массы П 14-20о ШР

Соотношение масса 1 : масса И колеблется от 1:1 до 1:4. Расход глинозема по данному варианту можно сократить от 2 до 4 раэ.

3, Nacca Х, и масса П имеют раэпичный волокнистый состав и различную степень помола. Масса 1 готовится из " волокон, хорошо воспринимающих клей; супьфатная небеленая, супьфатюя беленая, супьфитная беленая целлюлоза. Весовое соотношение масса 1: масса П, как и в предыдущем варианте, равно 1:1 - 1:4.

Рационально использовать дпя приготовпения массы 1 супьфатную бепеную лист» венную целлюлозу.

Пример 1 ° Беленую супьфитнуюцеппюпоэу марки А-2 размалывают в. лабо раторном роппе до 41 ШР. В деэинтеграторе производят роспуск этой целлюлозы, помол массы после роспуЧка 17 ШР. о

Белый канифопьный клей в количестве

1,5% от общего количества массы, необходимой для отлива опытной партии отливок, вводят в массу со степенью помола

41о ШР, копичество этой массы 40% от общего обьема массы. После 10 мин церемешивания к массе добавляют раствор сульфата ашоминия до рН массы 4,7 в количестве 4% от. а. с, волокна. После 35 мин перемешивания прокпеенную массу смешивают с непрокпеенной целлюлозной массой со степенью помола 17 ШР, составлякяцей 60% от общего обьема массы. После перемешивания в течение

10 мин, в общую массу добавляют дисперсию каопина в количестве 20% от а.с. волокна и через 3-5 мин перемешивания иэ массы отливают опытные образцы на аппарате НобпьВуд рН смешанной массы 6,8.

Пример 2. Композицию опытных образцов бумаги готовят аналогично примеру 1, за искпючением того, что белый канифопьный клей в количестве 1,5% от а.с. массы бумаги задают в массу с градусом помола 56 ШР, взятой в коо пичестве 30% от общего обьема массы.

Пример 3. Подготовка массы и композиция анапогичны примеру 1, эа исключением того, что белый канифопьный кпей вводят в массу со степенью помола

58 ШР, взятой в копичестве 25% от общего объема массы. Качество проклейки и физико-механические показатели образцов, полученные по данному опыту снизились (табл. 1).

1. Масса 1 и масса 11 имеют одинаковую степень помола (дпя писче-печатных бумаг 28-32О ШР) и одинаковый вопокнистый состав. Соотношение масса 1: масса l1 обычно равно 1:1. При двух-, стадийной прокпейке по этому варианту расход глинозема снижается вдвое.

2. Масса l и масса П имеют одинако».. вую волокнистую композицию, но разпич ную степень помола. Степень помола

3 - 1040 фиксироваться на единице поверхности волокна, Известно, что степень помола волок-. нистой массы существенно впияет на сорб ционную активность цеппюпоэных материалов по отношению к коппоидным растворам. Независимо от вида целлюлозы, чем сипьнее раэмопоты вопокна, тем бопьше их удепьная внешняя поверхность с возрастакхцим количеством активных 1О центров, фиксирующих коппоидные частицы и, следовательно, выше значение сорбции.

Чем выше степень помола, тем больше проклеиваюшего вещества необратимо адсорбируется на волокне. С повышением S степени помола увеличивается не топько адсорбционный потенциал, но и благоприятно перераспределение электростатичес-;. ких сил: возрастает общий электроэарядединицы массы, снижается 7 -потенциап 2О цепьных волокон, В таких условиях происходит равномерное распределение кпея щего вещества на поверхности волокон, и при добавке коагупянта процесс коагупя-, ции направлен в сторону гетерокоагупяции.25

Кроме того, распределение клеевого со.става преимущественно на коротких и средних волокнах явпяется юибопее целесообразным, так как они, отличаясь повышен-: ной подвижностью, в процессе формования бумажного попотна заполняют "пустоты . в сетке, которую образуют длинные вопокна. Запопняя поры, короткие волокна, покрытые частицами клея, придают таким образом этим порам антикапилпярные свой- ства, т.е. они становятся воздуха- но не . водопроницаемые. Согласью новой капиппярной теории проклейки такое распредепение связующего является наиболее раци;ональным. Разделение массы на две чао- 40 ти с разной степенью помола можно до-. стичь фракционированием ипи специапьным режимом размола! отдельно готовится . масса с минимальным укорочением вопокон (гидродинамическая обработка) и мао-4> са с высокоразработанной поверхностью дпя введения клен. При этом могут быть спедуюшие варианты:

1040011

Пример 4. Проклейке подвергается масса различной композиции по упрощенному двухстадийному способу. Бумажную массу готовят путем роспуска макулатуры марок МС-З, МО 7 и цеплю- 5 пЬз супьфатной небеленой марки HG-2 и гидроразбивателе с последующим размопом в дисковой лабораторной мельнице.

Бурый канифопьный клей в количестве

2,5% вводят в 1/2 ч. массы, степень 10 помола покрытой и непокрытой массы одинакова, соотношение обьемов обеих масс 1:1. После введения бурого канифопьного клея в 1/2 ч массы,,добавляют другую часть ее и массу перемешивают 15 в течение 10 мин, добавляют глинозем и рН массы доводят до 4,5-4,8, после

3»5 мин перемешивания опытные образцы отливают на ЛО аппарате Нобль-Вуд, прессуют и сушат при 105-110 С. Дпя 20 каждой волокнистой композиции параллельно производят прокпейку бумажной массы обычным способом в кислой среде.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. 25

Данные таблиц свидетельствуют о том„ что бумага, прокпеенная согласно данному способу, имеет повышенные характеристики гидрофобности при сохранении механической прочности. Расход коагупянта сни- ЗО жается в 2-4 раза.

Пример 5. Волокнистую компо зицию опытных образцов готовят иэ 50% супьфатной беленой хвойной целлюлозы и

50% сульфатной беленой лиственной цел- g5 пюлозы. Массу 1 готовят из сульфатной беленой лиственной целлюлозы. После роспуска на дезинтеграторе массу размапывают в дисковой лабораторной мельнице до 51 о ШР при концентрации 2,1%, 0

Массу П готовят из сульфатной хвойной цеппюпезы, роспускают на дезинтегратор и пластифицируют в течение 25 мин при концентрации 2,3%. Клей-паста модифицированный, расход клея 2,3% от а.с.

О массы 90IIQKHB

Клей и коагупянт вводят только. в массу 1. Соотношение масса 1: масса fl от 1:1 до 1:1,5. Композиционный и фракционный состав волокна во всех при« мерах одинаков, условия отлива и сушки идентичны. Режим сушки плавный, начапь ная температура сушки 60 С, максимальная температура сушки 115-120 С. а). Соотношение между массой 1 и массой II равно 1:1. Клеевую амульсню вводят в массу 1 (6,5г), перемешивают

15-20 мин, затем осаждают раствором квасцов, расход квасцов 4,5% от массы 1 ипи 2,2.5% от общего количества волокна. После осаждения и закрепления клеевых осадков на волокнах массы 1 добав пяют массу I I (6,5 r) и состав перемешивают 10-15 мин, затем добавляют суспензию каопина 14 мл с концентрацией

150 гlп и снова перемешивают 5 мин.

Объем полученного композиционного состава доводят до 1 л, затем отпивают образцы на ЛОА типа Нобль-Вуд. б) Соотношение между массой 1 и массой II равно 1:1,5. Клеевую амупьсию вводят в массу 1 (5,2г). Количество массы П 7,8 г,Последовательность введения композиционных компонентов такая же, как и в предыдущем примере. Расход коагулянта 1,8% от а.с. волокна. в) (контрольный) вмешивают 6,5 г массы 1 - сульфатной беленой лиственной целлюлозы (помол 51 ШР) и 6,5 r супьфатной беленой хвойной цепшопозы (помол 14 ШР), перемешивают в течео ние 10-15 мин, затем добавляют клеевую эмульсию, перемешивают с волокном 1520 мин. Для осаждения и закрепления клеевых осадков на волокнах вводят раствор квасцов в количестве 4,5% от а.с. волокна, после чего добавляют.дио. персию каолина 14 мп с концентрацией

150 г/л и перемешивают 5 мин.

Объем полученного композиционного состава доводят до 1 п, затем производят отпив на ЛОА типа НобпиВуд, Условия ,отлива, и сушки идентичны с а и б. Результаты анализов опытных образцов приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3 качество двухстадийной прокпейки не ухудшается по сравнению с контрольным образцом, физико-механические показатели бумаги повышаются.

Предлагаемый способ позволяет также снизить расход химикатов (табл. 4). 104001 1

Табпипа 1

226

200

1,25

211

51,9

0,75

168

3 100 0 19

1 110 0 18

2 100 . 0 18