Бумажная масса

 

БУМАЖНАЯ МАССА, включающая волокнистый полуфабрикат и минеральный наполнитель на основе модифици- . рованного каолина, .отличающаяся тем, что, с целью увели чения разрывной длины и сопротивления бумаги излому, в качестве минерального наполнителя содержит каолин , модифицированный полиизопреном в количестве 8-15%, при следующем соотношении компонентов, маг..ч.: Волокнистый полуфабрикат100 Каолин, модифицированный полиизо (Л преном, в количестве 8-15%75-80

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51 Р 21 N 3/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЪ СВИДЕТВВСТВУ

75-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3680740/29-12 (22) 26.12.83 (46) 23.02.85. Бюл. Ф 7 (72) В.А.Динер, В.А.Полушкин, М.Л.Литвиненко и В.Н.Чещевой (7I.) Центральный научно-исследовательский институт бумаги (53) 676.1.023.6(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

N 428052, кл. 0 21 Н 3/00, )972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 783390, кл. D 21 Н 3/66, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

В 962400, кл. D 21 Н 3/бб, 1981 (прототип).

„„SU„„114113? А (54) (57) БУМАЖНАЯ МАССА, включающая волокнистый полуфабрикат и минаральный наполнитель на основе модифици- . рованного каолина, .о т л и ч а ю- . щ а я с я тем, что, с целью увеличения разрывной длины и сопротивления бумаги излому, в качестве минерального наполнителя содержит каолин, модифицированный полиизопреном в количестве 8-157, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Волокнистый полуфабрикат )00

Каолин, модифицированный полиизопреном, в количест- З ве 8-)5X

1 I 1 4 1 l

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному произв одств у и может быть использовано при получении высокозольной бумаги и картона.

Известна бумажная масса, включающая волокнистый полуфабрикат, минеральный наполнитель, гидрофобизированный полиорганогидросилоксановой жидкостью, и полиэлектролит.

Данная бумажная масса позволяет fp получать гидрофобную бумагу 1 ).

Однако с увеличением степени наполнения таким гидрофобизированным продуктом происходит резкое падение прочности бумаги. Кроме того, такой метод проклейки возможен только при использовании в качестве наполнителя мела.

Известна также бумажная масса, включающая волокнистый полуфабрикат, gp минеральный наполнитель, модифицированный привитым полиакрилонитрилом.

В качестве наполнителя используют каолин. Бумага, полученная иэ такой .массы„ имеет повышенные физико- 25 механические показатели (2 1.

Однако полиакрилонитрил является гидрофильным полимером и поэтому не придает бумаге гидрофобных свойств.

Наиболее близкой к изобретению является бумажная масса, включающая волокнистый полуфабрикат и минеральный наполнитель на основе модифицированного каолина. В качестве наполнителя используют каолин, модифицированный полистиролом. Такая 35 бумажная масса позволяет получать высоконаполненную бумагу с большой

1 степенью проклейки и высокими физико-механическими показателями 1.3 3.

Однако прочность бумаги на излом 40 низкая, что существенно ухудшает ее эксплуатационные свойства. Кроме того, для получения высоконаполненной бумаги с большой степенью проклейки по данному способу требуется значительное содержание полистирольного модификатора на каолине, что удорожает процесс.

Целью изобретения является увеличение разрывной длины и сопротив- 5О ления бумаги излому.

Поставленная цель достигается тем, что бумажная масса, включающая волокнистый полуфабрикат и минеральный наполнитель на основе модифици- 55 рованного каолина, в качестве минерального наполнителя содержит каолин, модифицированный полиизопреном в количестве 8-157., при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Волокнистый полуфабрикат lOO

Каолин, модифицированный полиизопреном, в количестве

8-157. 75-80

В качестве волокнистого полуфабриката используют сульфитную беленую целлюлозу.

Установлено, что при полимеризации изопрена на каолине наряду с по» лимером обычного строения образуется небольшое количество полимера (10% /, содержащего концевые полярные группы и в модифицирующем слое возможна различная ориентация полярных групп. Когда полярные группы ориентированы внутрь модифицирующего слоя и его поверхность составляет гидрофобные углеводородные фрагменты полимера, порошок проявляет ярко выраженные. гидрофобные свойства.

При обратной ориентации поверхность модификатора обогащена полярными группами н порошок становится гидрофильным. Такое своеобразие строения полимера-модификатора обеспечивает возможность регулирования гидрофобно-гидрофильных свойств порошка. В результате этого модифицированный наполнитель можно ввести в

его гидрофильной форме и затем перевести в гидрофобную непосредственно в сформованном бумажном полотне.

В процессе сушки и:каландирования бумажного полотна происходит смачивание волокон целлюлозы полимероммодификатором с образованием контактных зон, полярные группы в которых ориентированы на поверхность целлюлозы. В результате этего частицы каолина прочно связаны с волокнами целлюлозы. Наличие у полиизопрена большого количества двойных связей способствует частичному сшиванию.

I полимера при термообработке полотна с образованием полимерной сетки, что обусловливает высокую разрывную прочность в сухом и влажном состоянии. Особенностью полимеризации изопрена на каолине является образование большого количества 1-4 цис-иэомеров.

Наличие в полимерном слое большоr0 количества макромолекул со структурой 1-4 цис-изомеров обеспечивает высокие эластические свойства бу1411З7 4 ванный каолин, используемый с целью придания бумаге гидрофобных свойств, должен содержат 6Х и более полимерамодификатора. Для такого продукта температура гидрофильно-гидрофобного перехода лежит в интервале 120150 С, что соответствует температурам каландирования бумаги (см. табл. 1).

Т. а .б л и ц а .

Показатели! 2 3

Бремя обработки, мин

10

Количество образовавшегося полимера, Х!

Степень гидрофобности

Температура гидрофобно-гидрофильных переходов, С

Пример ы 1-2. Бумажную массу готовят из 100 мас.ч. беленой .сульфитной целлюлозы степенью помола 67-70 ШР и 75 мас .ч, каолина, модифицированного 8 и 15Х полиизопрена.gg

Диспергирование модифицированного каолина в воде осуществляется при нагревании до 90 С и интенсивном перемешивании. Иэ полученной бумажной массы отливают бумагу. 40

Пример ы 3-5. Бумажную массу готовят из 100 мас.ч. беленой сульфитной целлюлозы степенью помола 67-70 ШР и 80 мас.ч. каолина, модифицированного 8, 12 и 15Х полиизопрена.

Пример ы 4-5 (контрольные).

Бумажную массу готовят из 100 мас.ч. беленой сульфитной целлюлозы степенью помола 67-70 ШР и 80 мас.ч. каолина, модифицированного 6 и 17Х полиизопрена. маги н тем самым обеспечивает высокий показатель излома.

Для обеспечения высокой гидрофобности модифицированного продукта достаточно эаполимеризовать на его поверхности 2Х полииэопрена. Однако, такой продукт имеет высокую температуру гидрофильно-гидрофобных переходов (180 C). Поэтому модифициро1 Г Т

140 140 140 140

180 150 120 . 120

Пример 6 (контрольный). Бумажную массу готовят из 100 мас.ч. беленой сульфитной целлюлозы степенью помола 67 lllP и 70 мас.ч. каолина, модифицированного 15Х полиизопрена.

Пример 7 (контрольный) Бумажную массу готовят из 100 мас.ч. беленой сульфитной целлюлозы степенью помола 67 ШР и 85 мас.ч. каолнна, модифицированного ISX полиизопрена.

Результаты испытаний бумаги представлены в таблице.

Пример ы 8-9 (по известному составу). Hs бумажной массы, состоящей из 100 мас.ч. сульфитной беленой целлюлозы степенью помола 67-70 ШР и 80 мас.ч. каолин, модифицированного 8 и 17Х полистирола, изготавливают бумагу.

Результаты испытаний бумаги по примерам 1-9 щжвепены в табл. 2.

1141! 37,Таблица 2

Примепы

Содержание наполнителя,, мас. ч. 75 75 80 80 80 80 80 70 85 80 80

Количество полиизопрена, % 8

15 8 15 12 6, 17 15 15

Количество полистирола, %

8 17

27,0 26,328,0 26,7 27,2 28,5 26,9 20,5 26,0 30,0 25,0

Зольность, %

Степень проклейки, с 79

430 91 470 267 30,1

585 410 495 17,2 484

Разрывная длина, км

2,9 4,2

4,6 4,5 5,1 4,8 3,4 5,1 4,3 4,1

4,7

Число двойных перегибов

38. 34 38 36 17 41 30 28 5 7 37

Разрушающее усилие во влажном состоянии, Н

4,6 2,6 4,7 3,3 2,! 6,2 4,5 4,9 1,9 2,8

2,7 степени гидрофобности не уступают известной).

Составитель Н.Подколзина

Редактор Н.Лазаренко Техред С. Йовжий

Корректор М Самборская

Заказ 455/23 Тираж 361

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Анализ данных, приведенных в табл. 2, показывает, что свойства бумаги, полученной из предлагаемой бумажной массы, намного превышают свойства бумаги из известной массы (по числу двойных перегибов в 5 раз, по разрывной длине на 1 км, а по

Кроме того, введение в бумажную массу полиизопрена, полученного любым другим способом, приводит к ухудшению прочностных свойств бумаги.