Способ крашения бумаги в массе

 

СПОСОБ КРАШЕНИЯ БУМАГИ В МАССЕ, включающий растворение анионного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутстви закрепителя и последукицее введение окрашенного наполнителя в волокнистую массу, отличающийся тем, что, с целью снижения оптической разносторонности бумаги при одновременном повышении интенсивности окра:ски, растворение анионного красителя проводят в водном растворе полифосфата натрия при расходе полифосфата 0,05-1,0% от массы наполнителя, а в качестве закрепителя используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты в количестве 0,05-1,0% от массы наполнителя. «Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3458353/29-12 (22) 29.06.82 (46) 07,10.83. Бюл. Р 37 (72) Л.И.Чекунина; Д.A,Äàíèëîâà и Л.П.Цуруфан (71) Центральный научно-исследова-. тельский институт бумаги (53) 676.1.023 ° 5(088,8) (56) 1. Иванов С.Н. Технология бума- . ги, М., "Лесная промышленность", 1970, с. 278-279, 2. Разработка ассортимента оптически отбеливающих веществ для бумаги.

Отчет ЦНИИБ, Моск.обл., пос.Правдинский, 1975.

3. Патент Швейцарии М 352228, кл. 55с,1, опублик. 1961 (прототип 1. (54)(57) СПОСОБ KPAIQEHHH БУМАГИ Б

NACCE включающий растворение анион3(51) D 21 Н 3/80; D 21 D 3 00 ного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутствии закрепителя и последующее введение окрашенного наполнителя в волокнистую массу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения оптической разносторонности бумаги при одновременном повышении интенсивности окраски, растворение анионного красителя проводят в водном растворе полифосфата натрия при расходе полифосфата 0,05-1,0% от массы наполнителя, а в качестве закрепителя используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты в количестве 0,05-1,0% от массы наполнителя.

1046374

Изобретение относится к способам крашения бумаги в массе и может быть использовано в производстве окрашенных и оптически отбеленных наполненных видов бумаги.

Известны способы крашения (оптического отбеливания ) наполненной бумаги путем обработки бумажной мас. сы растворами красителей и оптических отбеливателей (1 J.

Однако при крашении и оптическом ® отбеливании наполненной бумаги наблюдаются различия в интенсивности окраски и значении белизны между лицевой и сеточной сторонами бумажного полотна, что обусловлено различ- 15 ным содержанием наполнителя на лицевой и сеточной сторонах бумаги„ так как анионактивные красящие и отбеливающие вещества имеют значительно меньшее сродство к наполнителям, 20 чем к волокнистым полуфабрикатам.

Известен способ крашения (оптического отбеливания ) бумаги в массе, заключающийся в том, что растворы красителей или оптических отбеливате- 25 лей вносят сначала в суспензию наполг нителя перед смешиванием ее с волокнистыми полуфабрикатами. Этот способ. является базовым объектом изобрете:,ния 2 7.

В результате такого способа наблюдается некоторое снижение разносторонности окрашивания, но вследствие незначительной адсорбционной способности наполняющих веществ к анионным красителям и отбеливателям резко снижаются интенсивность окраски и белизна бумаги.

Красители или оптические отбеливатели слабо закреплены на поверхности наполнителя, легко десорбиру- 4Q ются и теряются со сточными водами, что приводит к дополнительному их расходу.

Наиболее близким к изобретению является способ крашения бумаги в 45 массе, включающий растворение анионного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутствии закрепителя и последующее введение окрашенного наполнителя в волокнистую массу (3 ).

В качестве закрепителей используют высокомолекулярные первичные, вторичные и третичные амины, обладающие значительными основными свойствами и способные модифицировать по55 верхность наполнителя. Расход катионных закрепителей с высокомолекулярным углеводородным остатком составляет до 3% от массы наполнителя, преимущественно 1,8-2%.

При этом сродство анионного оптического отбеливателя, относящегося к классу прямых красителей, к модифицированной поверхности наполнителя увеличивается,.что приводит к снижению разносторонности оптического отбеливания бумаги. Вместе с тем, данный способ позволяет устранить только разнооттеночность бумаги, общая интенсивность окраски бумаги (белизна ) не изменяется и остается ниже, чем при введении красящих веществ непосредственно в волокнистую суспензию, вследствие того, что количество адсорбированного амина строго ограничено количеством активных центров на наполнителе. Обработка наполнителя высокомолекулярными аэотсодержащими соединениями проводится при значительной концентрации твердой фазы, наполнитель при этом находится в агрегированном состоянии, обладает меньшей активной удельной поверхностью и, тем самым, меньшей адсорбционной способностью к красящим веществам.

Кроме того, адсорбция катионоактивных аэотсодержащих соединений может идти только на отрицательно заряженных активных центрах поверхности минерального наполнителя, для чего необхоцима дополнительная Обработка его щелочными агентами, например карбонатом натрия. Сравнительно высокие расходы токсичных высокомолекулярных аминов приводят к наличию их в избытке в водной фазе и воэможному загрязнению сточных вод и удорожанию прОцесса крашения (Оптическо1о отбеливания ) бумаги.

Целью изобретения является сниже- ние оптической разносторонности бумаги при одновременном повышении интенсивности окраски.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу крашения бумаги в массе, включающему растворение анионного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутствии закрепителя и последующее введение окрашенного наполнителя в волокнистую массу, растворение анионного красителя проводят в водном растворе полифосфата натрия при расходе полифосфата

0,05-1% от массы наполнителя, а в качестве эакрепителя используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты в количестве 0,051% от массы наполнителя.

В качестве полифосфатов могут быть использованы пирофосфат, тринатрийфосфат и гексаметафосфат натрия.

Анионные красящие вещества плохо растворяются в жесткой воде, поэтому применение полифосфатов способствует лучшему их растворению, позволяет поддерживать краситель в дисперсном состоянии, увеличивая тем самым его диффузионную способность.

В свою очередь это щ . .Одит к более эффективному использованию красителя (оптического.отбеливателя).

1046374

Добавление к таким образом приготовленному раствору красителя двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты и последующее смешение его с суспензией наполнителя, а затем введение окрашенного наполнителя в волокнистую суспензию приводит не только к устранению разнооттеночности бумаги, но и к увеличению ее общей интенсивности окраски (или белизны ). Это можно объяснить 10 тем, что в данной системе образуется сложный комплекс краситель

Р— наполнитель, в результате чего краситель (оптический отбеливатель,) закрепляется на минеральном субстра- 15 те. Присутствие полифосфатов в растворе, кроме увеличения растворимости и диффузионной способности красителя при последующем смешении с суспензией наполнителя, приводит к 0 дезагрегации и самого наполнителя и увеличению его активной сорбирующей поверхности.

Таким образом, за счет более полной суммарной адсорбции красителя наполнителем и волокном происходит не только устранение разносторонности окраски бумаги, но и увеличение ее интенсивности. Использование в качестве закрепителя двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты в отличие от труднорастворимых высокомолекулярных органических аминов позволяет проводить все стадии предлагаемого способа крашения бумаги в массе на обычном технологическом 35 оборудовании, имеющемся на предприятиях ЦБП, и не вызывает загрязнения сточных вод.

П р и.м е р 1. 20 г красителя прямого алого растворяют при непре- 40 рывком перемешивании и 60-70 С в

0,1%-ном растворе гексаметафосфата натрия. Через 10 мин, продолжая перемешивание, добавляют 1 r двунатреивой соли этилендиаминтетрауксус- 45 ной кислоты и смешивают с 10 л

20%-ной суспензии каолина. Затем через 20-30 мин перемешивания окрашенная суспензия каолина задается в волокнистую суспензию, состоящую из беленой целлюлозы. В композицию бумажной массы вводят также канифольнйй клей в количестве 1% от массы абсолютно сухого воловна и сернокислый алюминий в количестве, обеспечивающем рН массы 4,5.

Изготовление бумаги на бумагоделательной машине проводят обычными приемами.

Аналогично описанному примеру про. 60 водят крашение бумаги при расходе

0,03% гексаметафосфата натрия и

0,05% двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты от массы наполнителя. 65

Параллельно осуществляют крашение бумаги той же композиции по известному способу 2 1.

Крашение проводят путем введения раствора красителя в суспензию наполнителя и последующего смешения окрашенного наполнителя с волокнистой суспенэией без использования полифосфатов и закрепляющих агентов.

Пример 2. 25 г красителя кислотного ярко-синего растворяют при 50-60 С при постоянном перемео шивании в присутствии 7,5 г пирофосфата натрия. Через 10-15 мин добав.-. ляют 7,5 r двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты и смешивают с 5 л 15%-ной суспенэии талька. Эатем, выдержав 20-30 мин, при перемешивании окрашенную суспенэию талька вводят в волокнистую суспензию, состоящую из беленой целлюлозы.

В композицию бумажной массы вводят также канифольный клей в количестве

3% от массы абсолютно сухого волокна и сернокислый алюминий в количестве, обеспечивающем рН массы 5,0.

Аналогично проводят крашение бумаги при увеличении расхода пирофосфата натрия и двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты до количества 1,2% от массы наполни-. теля.

Пример 3. 12 г .оптического отбеливателя стильбентриаэинового ряда белофора КБ растворяют при постоянном перемешивании и 70-80 С в

1 л 0,8%-ного раствора тринатрийфосфата, через 10-15 мин перемешивания добавляют 8 г двунатриевой соли этилендиаминтетрауксуснбй кислоты и смешивают с 4 л 30%-ной суспензии каолина и последовательно вводят

20-30 мин отбеленную суспензию каолина в волокнистую массу, состоящую из беленой целлюлозы. В композицию бумажной массы вводят канифольный клей в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна и сернокислый алюминий в количестве, обеспесивающем рН массы 5,5.

Параллельно осуществляют оптическое отбеливание бумаги той же композиции по известному способу (2 ).

Пример 4 (по известному способу СЗЯ. 1300 г каолина в 600 мл холодной воды перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 мин с 800 мл

5%-ного водного раствора соли метасульфата олеиламидо-этил-ди-(оксиэтил )-метиламмония. Затем при постоянном перемешивании к смеси добавляют 2600 мл 0,5%-ного раствора белофора КБ и через 15-20 мин отбе-. ленную суспензию каолина вводят в волокнистую массу, в которую затем добавляют 2% от массы абсолютно сухого воловна канифольного клея и сернокислый алюминий до рН 5,5.

1046374

Интенсивность окраски (визуальная оценка ) лицевая/сеточная, %

Разносторонность окраски (белизны ), %

Расход красителя.и отбеливателя от массы наполнителя, %

Белизна лицевая/ сеточная,%

Расход закрепителей от массы наполнителей, %

Расход поли фосфата от массы напол нителя, %

Пример

1а

155/160

Двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,05

Прямой алый 1

Ге к с амет афосфат натрия 0,05

130/145

То же

То же

1б Гексамета(конт- фосфат роль- натрия 0,03 ный ) 70/100

1в (базовый объект) 10

Кислотный 140/150 ярко-синий

3,3

Пирофосфат натрия 1,0

Двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 1,0

2а

125/135

То же

Двунатриевая соль этилен— диаминтетрауксусной кислоты 1,2

Пирософат натрия 1,2

2б (контрольный ) Образцы бумаги изготовляют аналогично примеру 3, Пример 5. Проводят аналогично примеру 4, однако вместо белофора КБ к смеси добавляют 2600 мп

0,5t-ного раствора красителя прямо- го алого и через 15-20 мин окрашенную суспенэию каолина вводят в волокнистую массу, в которую затем вводят также канифольный клей в количестве 1% от массы абсолютног сухого волокна и сернокислый алюминий в количестве, обеспечивающем рН массы 4,5.

Образцы бумаги изготовляют аналогично примеру 1.

Сравнительные результаты испытаний окрашенных образцов бумаги приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ крашения бумаги в массе позволяет по сравнению с известным способом (2, в котором краситель или оптический отбеливатель вводится в суспензию наполнителя без. использования каких-либо закрепителей, устранить разносторонность и нерав1 номерность окраски бумаги и значительно повысить ее интенсивность.

Сопоставление полученных данных с результатами, достигаемыми при воспроизведении известного способа (3 3 при одинаковом композиционном составе бумажной массы и использовании одних и тех же анионных красителей (примеры 1а и 5, а также

За и 4 ), показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет полностью устранить оптическую разносторонность и повысить интенсив-ность окраски до 60% и белизну бумаги на 1,8 — 2%. Это позволяет сократить более эконбмичным сам процесс крашения бума15 ги, Кроме того, предлагаемый способ крашения бумаги в массе не требует дополнительных стадий обработки наполнителя и специального оборудования для его осуществления. Использование полифосфатов и натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты в отличие от токсичных аминов с высокомолекулярными углеводородными остатками не вызывает загрязнений сточных вод.

1046374

Продолжение табл.

:.При мер

Расход эакрепителей от массы наполнителей, %

2в (базовый объект) 60/100

Тринатрийфосфат 0,7

За

Белофор КБ, 1,0

88,3/ Отсут88,3 ствует

84,3/ 2,5

86,8

То же

Зб (базовый объект) 4 (иэвестный ) 86,2/ 0,3

86,5

То же

90/100

5 (известный ) 10

Прямой алый 1,0

" За 100%.принимают интенсивность окраски бумаги с сеточной стороны бумаги по базовому объекту.

Составитель В.Шиманская

Редактор И.Николайчук ТехредИ.Надь Корректор Л. Бокшан

Заказ 7680/28 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Расход полифосфата от массы наполнителя, %

Двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,7

Соль метасульфата олеиламидо-этил-ди(оксиэтил )-метиламмония

Расход красителя и отбеливателя от массы.наполнителя, %

Интенсивность окраски визуальная оцен" ка лицевая/сеточная %

Белизна лицевая/ сеточная, %

Разносторонность окраски". 0елизны