Бумажная масса

 

1. БУМАЖНАЯ МАССА, включающая волокнистый полуфабрикат, проклеивающее вещество, наполнитель и осадитель , отличающаяся тем, что, с целью повышения степени удержания проклеивающих веществ в широком Диапазоне рН и снижения загрязнения сточных вод, в качестве осадителя она содержит пoли-N-тpимeтилnммoнийэтил- , метакрилат метилсульфат с молекулярной массой 500000-15000000 при следующем соотношении компонентов, мае,% Проклеивающее вещество0 ,25-3,0 Наполнитель5,0-20,0 Осадитель 0,05-0,5 Волокнистый полуфабрикат Остальное 2, Бумажная масса по п.1, отличающаяся тем, что она (Л дополнительно содержит 0,5-1,5 мас.% сернокислого глинозема.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) .Р 21 Н 3/12, Р

3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВЪб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3352687/29-12 (22) 30.10.81 (46) 23.10.83. Бюл,Р39 (72) С.A. Пузырев, С.П. Кречетова., О.В. Сашина, Т.H. Анисимова, A.Â.Ïîпов, A.B. Николаенко и Н.В, Харютина (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (53) 676.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 926139, кл. D 21 Н 3/12, 1980, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 953054, кл. I3 21 Н 3/12, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 732431, кл.. D 21 Н 3/12, 1978 (прототип). (54)(57) 1. БУМАЖНАЯ МАССА, включающая волокнистый полуфабрикат, проклеиÄÄSUÄÄ I 04960 I А вающее вещество, наполнитель и осадитель, отличающаяся тем, . что, с целью повышения степени удержания проклеивающих веществ в широком диапазоне рН и снижения загрязнения сточных вод, в качестве осадителя она содержит поли-М-триметиламмонийэтил- . метакрилат метилсульфат с молекулярной массой 500000-15000000 при следующем соотношении компонентов, мас,Ъ

Проклеивающее вещество 0,25-3,0

Наполнитель 5 0-20,0

Осадитель 0,05-0,5

Волокнистый полуфабрикат Остальное

2. Бумажная масса по п.1, о т с л и ч а ю щ а я с я тем, что она дополнительно содержит 0,5-1,5 мас.% сернокислого глинозема.

С:

1049601

Наличие в бумажной массе сополимера уксуснокислой или солянокислой 40 соли аминоэфира метакриловой кислоты с акриламидом способствует высокому удержанию наполнителя при использовании s качестве коагулянта сернокислого алюминия (3 ). Однако эта масса 45 характеризуется недостаточно высокой степенью удержания проклеивающего вещества и зависимостью степени удержания проялеивающего состава от рН среды.

Целью изобретения является ïîâûшение степени удержания проклеивающих веществ в широком диапазоне рН и снижение загрязнения сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что бумажная масса, включающая волокнистый полуфабрикат, проклеинающее вещество, наполнитель и осадитель н качестве осадителя содержит полиУ-триметиламмонийэтилметакрилат метил-iO сульфат с молекулярной массой 50000015000000 при следующем соотношении компонентон, мас.Ъ:

Проклеивающее вещество

Наполнитель

0,25-3,0

5у00-?0,0 Ss

Изобретение относится к массам для изготовления клееных видов бумаги и картона и может быть применено в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известна бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, проклеинающее вещество на основе канифо. ли %/или нефтеполимерной смолы и оса. дитель — поли-1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат, относящийся к классу катионоактивных полиэлектро 10 литов. Применение поли-1,2-диметил5-нинилпиридиний метилсульфата в качестве осадителя дает возможность получить бумагу с улучшенными качественными показателями и высоким рН водной нытяжки, что обусловливает увеличение срока ее службы (1 ).

Однако степень удержания проклеивающих веществ при этом недостаточно высока.

Известна также бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, проклеивающее вещество на основе канифоли и осадитель — сополимер акриламида и диэтиламиноэтилметакрила та f 2 ).

Недостатком бумажной массы также является невысокая степень удержания проклеивающего вещества, особенно в нейтральной среде.

Наиболее близкой к изобретения является бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, проклеи вающее вещество, наполнитель и осадитель. При этом в качестве осадителя она содержит сополимер уксуснокислой 35 или солянокислой соли аминоэфира метакриловой кислоты с акриламидом.

0,05-,0

Осадитель

Волокнистый полуфабрикат Остальное

Кроме того, бумажная масса может дополнительно содержать 0,5-1,5 мас.Ъ сернокислого глинозема.

Осадитель поли-М-триметиламмонийзтилметакрилат метилсульфат имеет следующую структурную формулу 3 3

I ( — (-H - М-С00СН СН Я вЂ” СН>

ЗО СН, СН, где и =1770-53000 и представляет собой желеобразную массу. хорошо растворимую в воде.

Осадитель имеет линейную структуру и дополнительные полярные метилакрилатные группы, что способствует увеличению контактов осадителя с компонентами бумажной массы и, следовательно, лучшей коагулирующей способности

Бумажные массы готовят в лаборатор ных условиях следующим образом.

Беленую сульфитную целлюлозу размалынают до 30-40 ШР, затем в нее при перемешивании добавляют дисперсию проклеивающего вещества. По истечении 5-10 мин к массе добавляют водный раствор осадителя, а затем после тщательного перемешивания осадителя с массой водную суспензию наполнителя.

Приготовленыую бумажную массу перед отливом выдерживают в течение 10 мин а затем производят отлив бумаги на листоотлинном аппарате. Отливают .бумагу массой 1 м, равной 70 r.

В первых шести примерах в качестве проклеивающего вещества используют водную клееную дисперсию на основе нефтеполимерной сМолы марки СПП, стабилизированную канифольным эмульгатором. Состав клеевой дисперсии в мас.Ъ (по сухому веществу): НПС

88, канифольное мыло 9, свободная щелочь(МмОН)3. Нефтеполимерная смола имеет температуру размягчения 78 С> молекулярную массу б00.

В последующих примерах в качестве проклеивающего вещества использован белый канифольный клей.

В качестве осадителя для предлагаемой массы использован поли-N-триметиламмонийэтилметакрилат метилсульфат с молекулярной массой 50000015000000.

Приготовлены также массы с использованием в качестве осадителей поли1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата (примеры 4,5,6,9,10), сополимера акриламида и диэтилаиинометакрилата (примеры 17 и 18) сополимера уксуснокислой или солянокислой соли аминоэфира метакриловой кислоты (примеры 15 и 16 ).

1049601

2,0

10,0

1,5

Пример 1. В лабораторных лей на 20-22Ъ в бумаге, степень проусловиях готовят бумажную массу, со- клейки бумаги заметно возрастает. держащую сульфитную беленую целлюло- В лабораторных условиях готовят зу марки А, проклеивающее вещество - также массы. содержащие в качестве клеевую дисперсию на основе нефте- проклеивающего вещества белый каниполимерной смолы марки СПП, осади- 5 фольный клей. .тель — поли-И-триметиламмонийэтил- Пример 7. Готовят бумажную метакрияат метилсульфат с молекуляр- массу, содержащую сульфитную беленой массой 5000000 наполнитель — као- ную целлюлозу, белый канифольный клей

У лин при следующем соотношении компо- наполнитель — каолин, осадитель нентов,мас.Ъ: 0 поли-Й-триметиламмонийэтилметакрилат

Проклеивающее вещество 0,25 метилсульфат с молекулярной массой

Наполнитель 20,0 500 тыс.усл.ед. при следующем соотОсадитель 0 5 ношении компонентов, мас.Ъ:

Волокнистый полуфабрикат 79,25 Беленая сульфитная целПример 2. Готовят бумажную 15 люлоза 87„75 массу по примеру 1, но при следующем Проклеивающее вещество 2,0 соотношении компонентов, мас.Ъ: Наполнитель 10,0

Проклеивающее вещество 2,0 Осадитель 0,25

Наполнитель 10,0 Пример 8. Готовят бумажную

Осадитель 0<25 ;у массу по примеру 7..содержащую полиБеленая сульфитная Й-триметиламмонийзтилметакрилат метил целлюлоза 87,75 сульфат с молекулярной массой 15 млн

Пример 3. Готовят бумажную усл.ед. массу по примерам 1 и 2, но при сле- Пример 9. Для сравнения годующем соотношении компонентов, мас.Ъ.25 товят массу, содержащую беленую сульПроклеивающее вещество 3,0 фатную целлюлозу и беленый канифольНаполнитель 5,0 ный клей, по примерам 7 и 8, но в каОсадитель 0,05 честве осадителя используют поли-1,2-.

Беленая сульфитная диметил-5-винилпиридиний метилсульцеллюлоза фат с молекулярной массой 1 млн.

Пример 4. Для сравнения из ЗО усл.ед. при следующем соотношении беленой СУльф тной целлюлозы аРки А компонентов. мас.Ъ, с использованием клеевой дисперсии Проклеивающее вещество на основе нефтеполимерной смолы по Иаполнитель 10tt0 примерам 1-3 готовят бумажную массу, Осадитель 0,25 содержащую в качестве рсадителя поли- 35 Беленая сульфитная

1,2-диметил-5-винилпиридиний метилцеллюлоза сульфат с молекулярной массой 1 мпн Пример 10. Готовят известпри следующем соотношении компонен- ную бумажную массу по примеру 9 содер. тов, мас.Ъ: жащую поли-1,2-.диметил-5-винилпиридиПроклеивающее вещество 0,25 40 ний метилсульфат с молекулярной масНаполнитель сой 5 млн.

Осадитель 0,05 Показатели физико-механических

Волокнистый полуфабрикат 79,25 свойств бумаги приведены в табл.2.

П P и м е р 5. Готовят массу Готовят также массы, содержащие по примеру 4, но при соотношении ком- 45 в качестве осадителя поли-N-триметил-. аммонийэтилметакрилат и сернокислый понентов, мас.Ъ: вии с п.2 формуПроклеивающее вещество 2,0 алюминий в соответствии с и.

Наполнитель 10,0 лы, Осади тель Пример 11. Готовят бумажI ную массу, содержащую сульфитную

8 75 50 беленую целлюлозу, белый канифольБеленая сульфитная целлю о еллюлоза 7, П и м е р 6. Готовят массу, °, ный клей наполнитель — каолин, оса1

П р р дитель — поли-й-триметиламмонийэтилпо примерам 4 и 5, но при соотношеметакрилат метилсульфат с молекулярнии компонентов мас.Ъ: с 500 тыс. и сернокислый.

П оклеивающее вещество. 3,0 ной массой ро

5 0 55 алюминий при следующем соотношении

Наполнитель

Осадитель 5 0 компонентов, мас.Ъ:

Проклеивающее вещество

Беленая сульфитная целлюлоза 91 95

Г

Наполнитель

Показатели физико-механических Осадитель свойств бумаги, отлитой из этих масс, 60 Поли-Я-триметиламмоний0 2 б 1 этилметакрилат

t приведены в табл.

Из приведенных данных следует, что применение предлагаемой .массы

Се нокислый алюминий

Р позволяет увеличить удержание проклеи- Беленая сульфитная цел6,3 вающих веществ на 13-23Ъ и наполните-.65 люлоза

1049601

Таблица 1

Показатели

3,0

0,25 2,0

20,0 10,0

0,25 2,0 3,0

20,0 10,0 5 0

5 0

0,5 0,25 0,05

0,05

0,5 0,25

7,5 8,5 рН массы

7, 9

8,7

6,0

6,0

1,75

0,25 1,5

0,5

2,0 2,0

46,0 20,5- 14,0

2000 2300 2400

30,0 15,5 10,5

2100 2300 2450

Разрывная длина,м

4 4 7

7 10

8;О 4,3

3 5

15,0 7,0

17, О.

80,0

85,0

67,0

72,0

70,0

68 0

85,0

87,0

92,0

90,0

66,0

63,0

Пример 12 ° Готовят бумаж ную массу, содержащую в отличие от ,примера 11 сернокислого алюминия 0,5%.

Физико-механические показатели бумаг, полученные из этих масс, приведены в табл.2.

Из приведенных данных следует, что при использовании в качестве проклеивающего вещества канифольного клея применение предлагаемой. массы позволяет повысить степень проклейки бума- 10 ги за счет более высокого удержания канифоли в бумаге.

Для удобства сравнения с известной массой (3 j готовят также бумажные массы с теми же компонентами,что и 15

;масса-прототип, т.е..беленой сульфитной целлюлозой со степенью помола

40 о ШР, укрепленным клеем на основе живичной канифоли и с теми же расхо-. дами осадителей (поли-hl-триметилаМ20 монийметилметакрилат метилсульфата примеры 13 и 14 и сополимер уксуснокислой или солянокислой соли аминоэфира метакриловой кислоты с акриламидом — примеры 15 и 16, сополимера акриламида и диэтиламиноэтилметакрилата — примеры 17 и 18 ).

Состав этих масс и показатели бумаг приведены в табл.3.

Содержание проклеивающего .вещества,мас.%

Содержание каолина, мас. %

Содержание поли-N-триметиламмонийэтилметаярилат метилсульфата, мас.%

Содержание поли-1,2-диметил5-винилпиридиний метилсульфата, мас,%

Степень проклейки бумаги по штриховому методу, мги

Степень проклейки бумаги, г/м (впитываемость воды при одностороннем смачивании ) Сопротивление излому, число двойных перегибов

Зольность бумаги,%

Удержание смолы волокном,%

Удержание наполнителя,%

Как видно из табл.3 предлагаемая масса по сравнению с известной имеет значительно более высокое удержание проклеивающего вещества в широком диапазоне рН, позволяет также сохранить высокое удержание наполнителей. Эффект предлагаемого полиэлектролита практически не зависит от концентрации сернокислого алюминия и рН-системы.

Снижение расхода сернокислого алюми- . ния или его полная замена позволяет повысить прочностные и гидрофобные свойства бумаги, а также стабильность ее гидрофобных свойств. Степень расклейки бумаги, полученной из предлагаемой массы, в 2-4 раза ниже по срав нению со степенью расклейки бумаги, полученной из массы ) 3J. °

Таким образом, предлагаемая масса, позволяет повысить степень удержания проклеивающих веществ в широком диа,пазоне рН, повысить эффективность проклейки бумаги канифольным клеем и клеевыми дисперсиями на основе нефтеполимерных смол, понизить себе стоимость бумаги за счет снижения расхода проклеивающих веществ и наполнителей и снизить загрязнение сточных вод.

1049601

Показ атели

2, 0

2, 0

10, 0 1. О., О

0,2

0,25 0,25

1,5 1,5

2,0

13 5

2150

15,5 14, 0 13,0 . 2200 2100 2050

20,0 17,5

2150 2100

6 7

9 8

8,5 6,5

89 67

7,0

65

88

87. 88

84;"0

Содержание проклеивающего вещест ца,Ъ

Содержание напол нителя,%

Вид массы

Предлагаемая масса

Пример 13 1,5

14 1, 5

Известная масса (3 )

Пример 15 1,5

16 1,5

Из вестная масса (2 )

Пример 17 2:,0

18 2,0

Известная масса (.1) Пример 10 2

1,0

0,05

0,05

2 0

0 05

2,5

0,05

4,0

0,75

0,06

0,10

0,25

Содержание прокленвающего в«ещества, мас,Ф

Содержание каолина, мас,Ъ

Содержание осадителя. йол«и- М- : трищетиламмо;. ,-йийвФйлйетакрилата",а: М,"6у(ержание аба4ителы ;:

-Йолй 1 (3,.":д ЬЙтих1 ф;:

Йкйилпйридфний :=::метйй- Фуль4ат"а;:-ъ

Содержание-:,::глиноз ема,:

:рН:: массы, :,:Степень проклейки

". бум«аги :по. штриховому метОду,:мм

;Стенень .. проклей ки бумаги. г/м 2 (впитывае-.

° алость . воды при одно- . стороннем смачивании )

Раз рывная длина,м

Сопротйвление излому, число двойных перегибов

Зольность бумаги,%

Удержание канифоли в бумаге,%

Удержание наполнителя в бумаге,Ъ

2., 0 .2,0 2

10,0 10,0 10

0 25 0 25 0 2

1,5

6,5 6,5 4,5

2,0 2 0 2,0

8,4 8,7 8,5

87,0 90 89

Таблица 2

0 5

5,5 . 6,5 6,5

Ъ

Содержание осадителя,%

«Ф глино- полиэпектрозема лита

1049601

Продолжение табл.3 ьт » ю

Степень проклей ки бума ги,мм рЯ массы

Вид массы

88

2,0

83

85

2,0 12

15 65

0,5 55

45

79,3

65,3

2,0

1,5

Пример 10

6,5

1,5

Составитель Т. Щеголькова редактор IO. Середа Техред Т. Фанта КоррЕктор A. Ильин еюююа «ю

Заказ 8374/31 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предлагаемая массаI

Пример 13 .4,8

14 Известная масса 3) 7, S

Пример 15

I 16 4,4

Известная масса 2 7

Пример 17

18 4,3

4,9

Известная масса $1) °

Удержание проклен вающего вещесФва, Ф

Удержание наполнителя, В !

Степень аскдейи бумаги после УФ облучения