Состав пигмента для покрытия бумаги и картона

 

СОСТАВ ПИГМЕНТА ДЛЯ ПОКРЫТИЯ БУМАГИ И КАРТОНА, содержащий каолин и карбонатное соединение кальция. отличающийся тем, что, с целью повьпиения гладкости покрытия, увеличения оптической плотности печатного оттиска при одновременном устранении отмарывания, он содержит в качестве карбонатного соединения кальция отход производства пербората натрия с содержанием, мас.%: СаО 44,8-54,3 1-3 3 зЦ 0,5-5 35,2-43,9 СОг 0,3-2 0,5-5 Н.О при следующем соотношении компонентов состава, в мас.%: Каолин 50-90, Отход производства пербората натрия 10-50,

„„SU„„3 331951

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g g D 21 Н 1/22

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ фиг .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3681739/29-12 (22) 28.12.83 (46) 30. 12.84. Бюл. Ф 48 (72) Д.А.Данилова, А.И.Бондарев, В.В.Лапин, Д.С.Антоновский, N.Á.Ôðåéдкин, В.В.Леонова, А.Л.Олесова, Ю.С.Плышевский, Б.А.Никольский, А.М.Алехин и В.И.Завацкий (71) Центральный научно-исследователь ский институт бумаги и Уральский научно-исследовательский химический институт (53) 676.488(088.8) (56) 1, Патент США к 1350694, кл. 134-58, 1920.

2. Патент США -9 3085894, кл. 106-306, 1963 (прототип). (54)(57) СОСТАВ ПИГМЕНТА ДЛЯ ПОКРЫТИЯ

БУМАГИ И КАРТОНА, содержащий каолин и карбонатное соединение кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения гладкости покрытия, увеличения оптической плотности печатного оттиска при одновременном устранении отмарывания, îí содержит в качестве карбонатного соединения кальция отход производства пербората натрия с содержанием, мас.Ж:

СаО 44,8-54,3

В О 1-3

$1.0 О, 5-$

СО 35, 2-43,9

0,3-2

Н 0 0,5-5 при следующем соотношении компонентов состава, в мас.X:

Ф

Каолин 50-90, Отход прои9водства пербората натрия 10-50.

Ф

ЮФ

1131951

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промьппленности и может быть использовано при изготовлении мелованных видов бумаги и картона.

Известно использование в качестве 5 пигмента в покровном слое мелованной бумаги природного и химически осажденного карбоната кальция (1) .

Однако использование указанного. пигмента не обеспечивает необходимые гладкость покрытия и оптическую плотность оттиска на нем.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав пигмента для покрытия бумаги и картона, содержащий 90-85% фракционированного каолина и 10-15% кар- . боната кальция со средним сферическим диаметром частиц О, 1-0,5 мкм.

Применение в составе пигмента карбоната кальция с малым размером частиц позволяет повысить гладкость покрытия и улучшить его оптические свойст-, ва (2) .

Однако при этом не достигается необходимая оптическая плотность оттиска.

Цель изобретения — повышение гладкости покрытия, увеличение оптической плотности печатного оттиска при одновременном устранении отмарывания.

Поставленная цель достигается тем, что состав пигмента для покрытия бумаги и картона, содержащий каолин и карбонатное соединение кальция, со-35 держит в качестве карбонатного соединения кальция отход производства пербората натрия с содержанием, мас.X:

СаО 44,8-54,3Х; 40

В 03 . 1-3%, 82.0, 0,5-5X

С02 3592-43 19Х;

0,3-2%;

0,5-5% 45 при следующем соотношении компонентов состава, мас.X:

Каолин 50-90

Отход производства 50 пербората натрия 10-50.

Состав пигмента для покрытия бумаги и картона на основе каолина и отхода указанного производства создает 51 развитую мелкопористую структуру покрытия и, катализируя закрепление тонких слоев краски, обеспечивает быстрое ее закрепление, высокую оптическую плотность оттиска н минимальное отмарывание..

В зависимости от исходного сырья, идущего для получения пербората натрия, содержание окислов в отходе производства колеблется в укаэанных пределах.

Предлагаемый состав пигмента может применяться совместно с обычно используемыми для приготовления покровных композиций ингредиентами: минеральными компонентами (бланфикс, двуокись титана), диспергаторами (гексометафосфат натрия, пирофосфат и полифосфат натрия, полисоли органических кислот), связующими (водорастворийые полимеры природного и синтетического происхождения, дисперсионные связующие), пеногасителями, оптическими отбеливателями.

Покрытия на основе предлагаемого пигмента могут наноситься на бумагуоснову массой 40-200 r/м и картон различной массы с покроъным слоем иэ беленой и небеленой целлюлозы.

Пример 1. На картон массой

350 г/м2 .наносят покрытие массой

20 г/м2 на основе пигмента следующего состава, мас.Х;, Каолин от-. беленный фракционированный 90;

Отход производства пербората натрия с содержанием окислов, Х:

Са0 44, 8, з

3, $аО 5;

СО 35,2;

Na,0 2

Н,О 4 10..

Покрытие содержит другие ингредиЕнты, смешение которых с предлагаемым пигментом в процессе приготовления меловального состава проводят следующим образом. К 160 мл воды добавляют 2 мл 10%-го раствора гексаметафосфата натрия и 1 мл 10% NaOH u перемешивают. После перемешивания к полуденной смеси поочередно диспергируют 90 r каолина и 10 r отхода (в пересчете на сухое вещество). Время диспергирования 20 мин.

1131951

В приготовленную пигментную пасту

1ри перемешивании добавляют 20 г

10%-ro раствора натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и затем вновь перемешивают 10 мин и добавляют 30 r латекса °

После 10 мин перемешивания меловальную пасту, содержащую 40% сухих веществ, фильтруют и наносят на картон. Картон с йокрытием, сушат при

100 С до влагосодержания 8% и отделывают ° Образцы кондиционируют и испытывают.

Пример 2. На бумагу-основу массой 80 г/мг наносят пигментный состав, содержапдюй, мас.7:

Каолин отбеленный фракционированный 80;

Отход производства пербората натрия с содержанием окислов, 7.: СаО 50,5;

В О 1;

1е5в

СО 43,9;

Иа О 0 3

Н05; 20

Покрытие дополнительно содержит, мас.% о отношению к указанному пигменту:

Бланфикс 10;

Пирофосфат натрия 0,3;

Щелочь 0 1

Казеинат

2,0; аммония

Йоливиниловый спирт 0,5;

Меламиноформальдегидную смолу 1,0, Латекс акриловый 13,0;

Оптический отбеливатель 0,4.

Смешение пигмента предлагаемого состава с приведенными компонентами проводят аналогично примеру 1.

Пример 3. Покрытие на основе пигмента следующего состава, .мас.%:

Каолин отбеленный фракционированный 50»

Отход производства пербората натрия с содержанием окислов, %:

СаО 54,3, В,О, 3;

50

Si0, 05; СО, 41;

Иа,О 0,3; El О 0,9; 50 наносят на бумагу-основу массой

40 г/мг с двух сторон механическим шабером. Иасса покрытия 10 г/мг, Приготовление меловального покрытия на основе пигмента указанного состава проводят следующим образом.

К 45 мл воды добавляют 3 мл полиакри10 лата натрия, 0,5 мл 10%.-го раствора едкого натрия, затем последовательно добавляют компоненты предлагаемого пигментного состава: каолин и отход производства (100 г). !

5 В покровную-композицию вводят также дополнительный минеральный компонент — двуокись титана (10 r).

После 30 мин процесса диспергирования добавляют 1,4 г стеарата каль20 ция, 50 г крахмального клея 16%-й концентрации и 18 г дисперсии поливинилацетатной эмульсии. Иеловальную пасту с содержанием 56% сухих веществ тщательно перемешивают и фильтруют.

После нанесения покрытия бумагу высушивают при 80-120 С и каландрируют.

П р и и е р 4 (контрольный). На картон массой 350 r/ì наносят покрытие массой 20 г/м на основе пигмен30 та следующего состава, мас.%:

Каолин отбеленный фракционированный 95, Отход производства пербората натрия с содержанием окислов, 7.: СаО 44,8,"

В О, 3; 810, 5;

СО, 35 2; Na О 2;

Н04, 5.

40 Содержание других компонентов в покровной композиции аналогично примеру 1.

II р и м е р 5 (контрольный) . На бумагу-основу аналогично примеру 1 наносят покрытие, содержащее следующий пигментный состав, мас.7:

Каолин отбеленный фракционированный 40;

Отход производства пербората натрия с содержанием окислов, 7: Са0 54,3;

Вг Оз В г 3

СО 41; Ма О 03;

Н О 0,9 . 60.

Пример 6 (по прототипу). Ь данном составе пигмента для покрытия картона, используемого в примере

1131951

Таблица

Мелованная бумага и картон

Показатели

Предлагаемая по примеру

4 5

6 7

2 3

Гладкость по

Бэкку, с

260

200

180

220

350 340

320

Оптическая плотность отпечатка при толщине слоя краски на форме 3 мкм

1,4

1,4

1,5

1,6

1,7 1,7

1,3

Скорость. закрепления краски (отмарывание — оптическая плотность следа отмарывания)

Мгновенное 0,3

0,4

0,45 0,42

0,24 0,22, 0,25 0,21

0,1 0,1

0 35

0,2

0,15

0,15

Через 3 мин

ВНИКНИ Заааа 9733/24 Tspaa 371 Подписиое

Филиал ППП "Натеит", r.Óàãîðîä, уа.Проектиа», 4

1,10 мас.X отхода пербората натрия заменяют эквивалентным количеством химически осажденного мела со средним сферическим диаметром частиц 0,10,5 мкм. Условия приготовления и содержания других ингредиентов меловального состава аналогичны примеру 1.

Пример 7 (по прототипу). В составе пигмента для покрытия бумаги

Результаты образцов мелованных бумаги и,картона показывают, что введение в состав пигмента для покрытия в качестве карбонатного соединения кальция отхода производства перфората натрия по сравнению с прототипом повышает гладкость покрытия, увеличивает оптическую плотность печатного оттиска и скорость закрепления печатной краски, что приводит к снижению отмарывания краски как мгновенного, так и во времени.

50 мас.Ж отхода производства пербората натрия заменяют 50 мас.Е химически осажденного. мела со средним сферическим диаметром частиц 0,10 5 мкм. Остальные условия аналогичны примеру 3.

Результаты испытаний мелованных образцов приведены в таблице.

Контрольные варианты По .прототипу

Сопоставление результатов, полученных в примерах 1 и 4, 3 и 5, показывает, что введение в состав пигмента для покрытия менее 10 мас.7 указанного отхода недостаточно для существенного улучшения его свойства.

При содержании в составе пигмента более 60 мас.Ж отхода производства пербората натрия покрытие становится излишне пористым, что не позволяет достигнуть высоких показателей глад- . кости и оптической плотности оттисков,