Состав для поверхностной обработки бумаги

 

Изобретение относится к составам для поверхностной обработки бумаги и позволяет улучшить качество бумаги за счет повышения впитывающей способности по отношению к печатным краскам при сохранении влагопрочности . Состав для поверхностной обработки бумаги включает мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную алифатическим многоатомным йпиртом и эпихлоргидрином, и отвердительо В качестве модифицированной смолы состав содержит мочевиноформальдегидную, модифицированную смесью диэтиленгликоля и эпихлоргидрина при соотношении смеси и мочевиноформальдегидной составляющей смолы, масоЧ.,

СО}ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ1ИЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

09! (!1! (59 4 D 21 Н. 1/34 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3899902/29-12 (22) 21.05.85

-(46) 15.10.86. Бюл. У 38 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги и Московс- . кий лесотехнический институт (72) В. И. Азаров, И. Н. Ковернинский, Ю. А. Крылатов, П. А, Ершов, В. С. Пшеничников, Н. Н. Лосева и А. А. Бондарь (53) 676,489(088.8) (56) Энгельгардт Г., Гранич К., Риттер К. Проклейка бумаги. М.; Лесная промышленность, 1975, с. 223.

Патент США В 3839291, кл. 260-70, 1974. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ БУМАГИ (57) Изобретение относится к составам для поверхностной обработки бумаги и позволяет улучшить качество бумаги эа счет повышения впитывающей способности по отношению к печатным краскам при сохранении влагопрочности. Состав для поверхностной обработки бумаги включает,мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную алифатическим многоатомным спиртом и эпихлоргидрином, и отвердительо В качестве модифицированной смолы состав содержит мочевиноформальдегидную, модифицированную смесью диэтиленгликоля и эпихлоргидрина при соотношении смеси и мочевиноформальдегидной составляющей смолы, мас.ч.,(О,ОI?0,1Э):(I,85-2,1), лрн следующем соотношении компонентов состава, мас,ч: мовевнноформаоадегидная смола, модиЮидмрованная диэтиленглииолем и элихлоргидрином, 100; отвердитель 1,02,5. 1 табл.

12637

Изобретение относится к составам для поверхностной обработки бумаги и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве высококачественных видов бу- 5 .маги для печати и письма с поверхно- стной обработкой.

Целью изобретения является улучшение качества бумаги за счет повышения впитывающей способности по отношению к печатным краскам при сохранении влагопрочности.

Сущность изобретения заключается в тои, что состав для поверхностной обработки бумаги, преимущественно для печати, включающий мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную алифатическим многоатамныи спиртом и эпихлоргидрином, и отвердитель, в качестве модифицированной смолы содержит мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную смесью диэтиленгликоля и эпихлоргидрина при массовом

1 соотношении смеси и мочевиноформаль25 дегидной составляющей смолы (0,0170,13):(1,85-2,1), при следующем соотношении компонентов состава„ мас.ч: мочевиноформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликопеи и зпихлоргидрином 100; отвердитель 1,0-2,5.

Используемая в предлагаемом составе модифицированная мочевиноформальдегидная смола — это вязкий смолообразный продукт, концентрацией

65-70Х сухих веществ, характеризуе- З5 мый преимущественно олигомерным составом молекул и высоким содержанием реакционноактивных метилольных групп, но меньшим их содержанием, чем в сколе по известному составу.

Возможность достичь высокого эффекта улучшения впитывающей способности бумаги при сохранении влагопрочности предлагаемым составом, содержащим модифицированную мочевино- 45 формальдегидную смолу с меньшим содержанием модификатора, объясняется тем, что последовательное укрупнение молекул смолы вплоть до образования полииерной трехмерной структуры за счет реакции поликонденсации протекает на поверхности бумажного листа.

Реакция поликонденсации катали. зируется отвердителями кислотного типа, которые, добавляются в смолу„ образуя предлагаемый состав, непосредственно перед нанесением его на поверхность бумаги. Поликонденсация

38 з завершается в пропессе сушки бумаги по мере удаления влаги.

Таким образом, преимущественно олигомерные молекулы состава равномерно распределяются по поверхности бумаги, проникают в капилляры и поры, адсорбируясь в их поверхностном слое.

Отверждение смолы в трехмерную сетчатую структуру связывает и укрепляет поверхностную структуру бумаги, обеспечивая сохранение высокой влагопрочности бумаги, но повьппает впитываемость бумаги за счет меньшего эффекта "заклеивания" капиллярно" пористой структуры, наблюдаемого при использовании известного состава.

Добавление отвердителя в конце синтеза сиоть), применяемой в известном составе, способствует началу реакции поликонденсации и ее значительному развитию еще до нанесения состава на поверхность, но более высокое содержание модификатора обеспечивает эффективность его действия.и на поверхности бумажного листа, но,в этом случае происходит значительное заклеивание" капиллярно-пористой структуры и,как следствие, снижение впитываемости, В качестве отвердителя использу- ют фосфорную и щавелевую кислоты, хлористый аммоний, сульфат алюминия и квасцы, Обработанная предлагаемым составом бумага отличается хорошей впитывающей способностью по отношению к печатным краскам, повышенной гидрофобностью структуры бумаги и высокой влагопрочностью.

Предлагаемый состав позволяет,получить дополнительный эффект, заключающийся в повышении жизнеспособности рабочих растворов состава, что важно в технологии их применения.

Для придания. бумаге специальных свойств предлагаемый состав для поверхностной обработки бумаги может содержать оптически отбеливающие вещества, красители, пигменты.

Используемую по изобретению модифицированную мочевиноформальдегидную смолу получают следующим образом, Расчетное количество формальдегида при рН 7,5-8,5 загружают в реактор. Затем туда же подается карбамид при соотношении карбамида и формальцегида 1,85:2,1. Реакционную смесь марного модификатора к мочевиноформальде1идной составляющей смолы

0,13:2,1, Наносят на бумагу с помощью распылителей на писчую бумагу

Ф 1 массой 70 г/м, сушат и каландрируют, Готовую, бумагу испытывают, Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 3. Состав для поверхностной обработки бумаги, содержащий, мас,ч.: мочевиноформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем и эпихлоргидрином 100.; хлористый аммоний 2, готовят аналогично примеру 1, но используемую смолу получают при массовом соотношении суммарного модификатора к мочевиноформальдегидной составляющей смолы 0,073:

:1,97 и в состав добавляют оптический отбеливатель (0,05X) ° Наносят на бумагу для глубокой печати Ф 1 массой 70 г/м, сушат и каландриру2 ют. Готовую бумагу испытывают.

Результаты испытаний представлены в таблице, Пример 4 (контрольный).

Используют состав для поверхностной обработки .бумаги, содержащий, мас. ч. мочевиноформальдегидная смола, модифицированная этиленгликолеи и эпихлоргидрином l00 фосфорная кислота 0,5 при этом соотношении смеси модификатора и мочевиноформальдегидной составляющей 0 017:1,85, Соетав готовят, наносят, истыпывают аналогично примеру 1.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 5 (контрольный).

Используют состав для поверхностной обработки бумаги, содержащий, мас.ч: мочевиноформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем и эпихлоргидрином 100; сульфат алюминия 3, при этом соотношение смеси модификатора и мофевиноформальдегидной составляющей 0,017:1,85.

Состав готовят, наносят и испытывают аналогично примеру 2.

Результаты испытаний представлены в таблице.

II р и м е р 6, (контрольный).

Состав для поверхностной обработки бумаги, содержащий, мас,ч,: мочевиноформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем и эпихлоргидрином.100; фосфорная кислота 1, готовят, наносят и испытывают аналогичз 1263738 нагревают до 80-82 С и выдерживают о

45 мин при перемешивании. После этого в реакционную смесь добавляют расчетное количество эпихлоргидрида и диэтиленгликоля, смеси выдерживают 5

15 мин, затем при рН 5,5-6,0 поднимают температуру смеси до 90-92 С.

Реакцию конденсации осуществляют в течение 1,5-2 ч. Затем раствор нейтрализуют до рН 7,0-7,5 и вакуумиру-! ют при остаточном давлении 1-1,5 r 10 Па до коэффициента рефракции

1,440-1,450, Затем осуществляют доконденсацию вакуумированной смолы при 60 С в те- 15 о чение 30 мин.

Вакуумированием доводят коэффициент рефракции до 1,460-1,480. Смолу охлаждают до 25-35 С и доводят рН до 7,0 — 8,0; Полученная смола - 20 это вязкий смолообразный продукт концентрацией 65-. 70X сухих веществ.

Соотношение указанных компонентов в модификаторе может колебаться в пределах (40,8-52,9):(47,7-59,2).

В приведенных примерах использовали смолу с молярным соотношением диэтиленгликоля и эпихлоргидрина.

Пример 1. Состав поверхностной обработки бумаги следующего сос- 30

1 тава, мас.ч.: мочевиноформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем и эпихлоргидрином 100; фосфорная кислота l готовят следующим образом. Берут 65-707-ную мочевиноформальдегидную смолу, модифици рованную диэтиленгликолем и эпихлоргидрином, и разбавляют водой до рабочей концентрации (Я), затем добавляют фосфорную кислоту. При этом 4р используют смолу, полученную при массовом соотношении суммарного модификатора к мочевииоформальдегидной составляющей смолы 0,017:1,85. Затем состав в клеильном прессе нано- 45 сят на офсетную бумагу У 1 массой

100 г/м, сушат и каландрируют.

Готовую бумагу испытывают. Результаты испытаний представлены в таблице. 50

Пример 2. Состав для поверхностной обработки бумаги, содержащий, мас.ч.: мочевиноформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем и эпихлоргидрином 100; сульфат 55 алюминия 2,5 . готовят аналогично примеру 1, но используемую смолу получают при. массовом соотношении сум100

1,0-2, 5

Показатели качества бумаги

Пример, 9

Оптическая плотно сть оттиска

Однородность

ВлагоВпитывающая способность прочность, z но воЧе r печати

1 13,1

22,7

1,65

1,74

0,038

0,035

2 13,8

3 1497

4 26,7

10 9

21,9

23,0

1,70

0,042

10,3

0,95

0,085

0,070

16,8

1рi8

3 12637 но примеру 1, но используемую смолу получают при соотношении смеси модификатора и мочевиноформальдегидной составляющей смолы 0,013:1,8, Результаты испытаний представпены в таблице.

Пример 7 (контрольный).

Состав для поверхностной обработки бумаги, содержащий, мас,ч.: мочевинсформальдегидная смола, модифицированная диэтиленгликолем и эпихлоргидрином 100; сульфат алюминия 2, готовят, наносят и испытывают аналогично примеру 2, но используемую смолу получают при массовом соотноше- 15 чии смеси модификатора и мочевиноформальдегндной составляющей 0,15:2,5.

Результаты испытаний представлены в таблице, Пример 8.(прототип). Исполь- gO зуют ""остав для поверхностной oбрaботки бумаги, содержащий мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную. этиленгликолем и эпихлоргидрином, и водный раствор красителя при их соотношении 1:1. При этом используют смолу, полученную при сооТ ношенчи смеси модификатора к мочевиноформальдегидной составляющей (мас.ч.) 0,6:1,83. за

Наносят в клеильном прессе на бумагу для офсетной печати Р 1 массой

100 г/м, сушат, каландрируют и испытывают.

Результаты представлены в таблице.

Из анализа приведенных в таблице данных видно, что поверхностная обработка бумаги предлагаемым составом (примеры 1, 2 и 3) повышает Hà 4а

70-757 впитывающую способность бу38 Ь маги к печатным краскам с одновременным улучшением влагопрочности на 15-20Х но сравнению с примером по прототипу. При этом также улучша. ется качество печати, о чем свидетельствуют оптическая плотность оттиска и однородность печати, Нарушение указанных значений параметров приводит к ухудшению свойств бумаги (примеры 4 — 7).

Так, например, увеличение содержания отвердителя (пример 5) резко снижает впитывающую способность, влагопрочность, а также ухудшает оптическую прочность оттиска и однородность печти.

Формула изобретения

Состав для поверхностной обработки бумаги преимущественно для печати, включающий мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную алифати" ческим многоатомным спиртом и эпи- хлоргидрином, и отвердитель, о тл и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью улучшения качества бумаги эа счет повышения впитывающей способ" ности к печатным краскам при сохранении влагопрочности, он содержит в качестве модифицированной, смолы мочевиноформальдегидную смолу, модифицированную смесью диэтиленгликоля и эпихлоргидрина при массовом соотношении смеси и мочевиноформальде" гидной составляющей смолы (0 0170,13):(1,85-2,1), при следующем соотношении компонентов, мас.ч: укаэанная мочевиноформальдегидная смола

Отвердитель!

263738

Продолжение таблицы

ФЮФМю ю

Впитывающая способность по воде, г

ll 2

0,90

15,1

l,05

18,6

0,92

Составитель О. Иаслаченко

Редактор Н, Швцдкая Техред +.Кравчук Корректор И. Самборская

° Ю

Заказ 5499/27 Тнраи 355 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раувская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Унгород, ул. Проектная, 4

6 23,8

7 11,0

8 . 7 1

Показатели качества бумаги...

Влаго- Опт прочность, пл

Z . от

0,084

0,073

О, 090