Способ изготовления бумаги

 

Изобретение относится к технологии изготовления бумаги и позволяет улучшить качество бумаги за счет увеличения прочности на раздирание, В бумажную массу, изготовленную из любого вида целлюлозы и древесной массы или их смеси и содержащую при необходимости специальные добавки, вводят водорастворимую аминоальдегидную смолу, формуют бумажное полотно и сушат . В процессе формования бумажное полотно обрабатьгоают воднымраствором соли циркония при соотношении двуокиси циркония.и аминоальдегидной смолы от 1:1 до 2,3:1. В.качестве со ли циркония используют оксихлорид циркония, сернокислый цирконий или сульфатоцирконат аммония. 1 з.п. ф-лы. 1 табл. W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д1! 4 Р 21 Н 3/36, 3/66! и "а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3913514/29-12 . (22) 14.06.85 (46) 07.11.86. Бюл, N 41 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги (72) В.С. Пшеничников, А.И. Бондарев, Н,К. Орлова, Я.F., Диклер, В.В. Верещак, П.И. Гребенюк и Т.А. Мельник (53) 676.489.3(088,8) (56) @ляте Д.М. Свойства бумаги.-М.:

Лесная промышленность, 1976, с,353-359 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ: (57) Изобретение относится к технологии изготовления бумаги и позволяет улучшить качество бумаги за счет уве,.SU„, 1268650 А1 личения прочности на раздирание, В бумажную массу, изготовленную из любого вида целлюлозы и древесной массы или их смеси и содержащую при необходимости специальные добавки, вво4 дят водорастворимую аминоальдегидную смолу, формуют бумажное полотно и сушат. В процессе формования бумажное полотно обрабатывают водным раствором соли циркония при соотношении двуокиси цирконня.и аминоальдегидной смолы от 1:l до 2,3-.1. В качестве со ли циркония используют оксихлорид циркония, сернокислый цирконий или сульфатоцирконат аммония. 1 з.п, ф-лы. 1 табл, 1268650

R1-.0

Zr 0+2/++1.,У

У

0 г где Х и У вЂ” одно и двухосновные ани— сны, например !!Π— и SO

R u R — молекулы аминоальдегидЗО

НОЙ СМОЛЫ, При этом гомофазный процесс химической сшивки предшествует термической сшивке аминоальдегидной смолы и происходит при комнатной температуре, З5

Это снимает термические напряжения в процессе сшивки амлноальдегидной смолы и тем самым увеличивает прочность сформованной бумаги„ в частности ее сопротивление раздиранию.

Соотношение соецинения циркония чс смоле в пересчете на двуокись циркония от 1:1 до 2,3:1 является оптимальным, При соотношении меньше 1:1 наблюдается уменьшение сопротивления раэдиранию, Это объясняется тем, что при таком соотношении связи циркония образуются преимущественно между молекулами смоли, а для образования связей между смолой и волокнами циркония еще недостаточно, При соотношении соли циркония к аминоальдегидной смоле больше 2,3:1 (в пересчете на двуокись циркония) не наблюдается заметного роста сопротивления раэдиранию, но при этом заметно снижается разрывная длина бумаги, что связано с увеличением общей хрупкости, эа

Изобретение относится к способам производства бумаги и может быть использовано при производстве бумагиосновы для мелования или картографической бумаги, Целью изобретения является улучшение качества бумаги за счет увеличения прочности на раздирание.

Согласно способу изготовления бумаги, включающему введение в суспензию волокнистой массы водорастворимой аминоальдегидной смолы, формование бумажного полотна и era сушку, бумажное полотно в процессе формования обрабатывают водным раствором соли циркония при соотношении двуокиси циркония иаминоальдегидной смолы от

1:1 до 2,3:1.

При этом в качестве соли циркония используют оксихлорид циркония, сернокислый цирконий и сульфатоцирконат а мь .о ни я, ROH + 7ГХУ+ НО г г

R OH

Предлагаемый способ позволяет увеличить сопротивление бумаги раздиранию за счет разделения процессов введения термореактивной смолы и соединений циркония в две отдельные стадии: аминоальдегидная смола вводится в бумажную массу, а соединение циркония наносится в мокрой части бумагоделательной машины методом напыления через форсунки или с помощью напускных устройств, Установлено, что при обработке бумажного полотна, содержащего аминоформальдегидную смолу, водным раствором соли циркония происходит равномерное распределение соли циркония по объему бумажного полотна. Соль взаимодействует с гидроксильными группами молекул аминоальдегидной смолы, сшивая их по следующей схеме: счет интенсивной химической сшивки материала.

В предлагаемом способе в качестве волокнистой массы используют любого вида целлюлозу и древесную массу или их смеси, а в качестве специальных добавок — водорастворимые полимеры, латексы, наполнители, приклеивающие !

Материалы, красители, Пример 1., Способ изготовления картографической бумаги массой г

80 г/м осуществляется следующим образом.

В бумажную массу, приготовленную из 50% сульфитной хвойной целлюлозы марки А-ll и 50% сульфатной лиственной целлюлозы марки ОБ-1, размолотую на конической мельнице до 35Ъ1Р, вводят суспенэию каолина марки КН-84 в расчете на зольность бумаги 10%, добавляют раствор полиакриламида (аммиачного) в количестве от 0,4% а.с ° от массы волокна, Затем добавляют канифольный модифицированный клей, приготовленный разведением пасты ТМ в количестве 3% от массы волокна, вводят

8% алюминия сернокислого от массы . волокна и мочевиноформальдегидную смолу (ИФС марки КФ-15 в количестве 2,5% от массы а.с. волокна, Далее в процессе формования при

J,1268650 сухости IZ бумажное полотно обрабатывают раствором сульфатоI цирконата аммония при соотношении двуокиси циркония и мочевиноформальдегидной смолы 2,1:1, Полотно сушат и полученную бумагу испытывают по стандартным методикам, Результаты представлены в таблице, Пример 2. Способ изготовле- !О ния картографической бумаги массой

80 г/м осуществляют аналогично прий меру 1 с той разницей, что в качестве аминоальдегидной смолы используют меламиноформальдегидную смолу !5 (МЛФС) марки МС-Р100-С, ТУ 6-051867-79, а бумажное полотно обрабатывают при сухости SX-ным раствором оксихлорида циркония при соотношении

- двуокиси циркония и меламиноформаль- 20 дегидной смолы2,3:1.Затем полотно сушат. Полученную бумагу испытывают, Результаты представлены в таблице, Пример 3, Способ изготовления бумаги-основы для мелования мас- 25

1 сой 100 г/м осуществляют следующим образом.

В бумажную массу, приготовленную из 40Х сульфитной хвойной целлюлозы марки Б-1,,30Х сульфатной лиственной зО целлюлозы марки ОБ-I, размолотых на о конической мельнице до 32 ШР и ЗОХ белой древесной массы, вводят суспензию каолина марки КН-80 в расчете на зольность бумаги 6Х, клей из ЭМО канифоли в количестве 2Х от массы а,с. волокна, аммоний сернокислый в количестве 6Х от массы а.с. волокна и мочевино-формальдегидную смолу марки

КФ-Ж в количестве 2 5Х от массы а.с. 4О волокна, Затем в процессе формования при сухости 15Х бумажное полотно обрабатывают раствором сульфата циркония при соотношении двуокиси циркония и смолы 1:1, Полотно сушат иполученную бумагу испытывают по стандартным методикам.

Результаты представлены в таблице °

Пример 4-(известный), Спо- >О соб изготовления картографической бу1маги массой 80 г/м осуществляют ана2 логично примеру 1 с той разницей, что в процессе формования бумажное полотно не обрабатывают раствором сульфа- 55 тоциркония аммония. Сформованное полотно сушат, Полученную бумагу испытывают по стандартным методикам, Результаты представлены в таблице, Пример 5 (контрольный) . Способ изготовления картографической бумаги массой 80 г/м осуществляют аналогично примеру I с той разницей, что бумажное полотно обрабатывают раствором сульфатоцирконата аммония при соотношении двуокиси циркония и мочевиноформальдегидной смолы 0,9:I.

Полотно сушат и полученную бумагу испыть|вают °

Результаты представлены в таблице, Пример 6 (контрольный). Способ изготовления картографической бумаги массой 80 г/м осуществляется аналогично примеру 1 с той разницей, что бумажное полотно обрабатывают раствором сульфатоцирконата аммония при соотношении двуокиси циркония и мочевиноформальдегидной смолы 2,8:I, Полотно сушат и полученную бумагу испытывают.

Результаты представлены в таблице, П р и м,е р 7 (известный). Способ изготовления бумаги-основы для мело2 вания массой 100 г/м осуществляют. аналогично примеру 3 с той разницей, что в процессе формования бумажное полотно не обрабатывают раствором сульфата циркония. Сформованное полотно сушат, Полученную бумагу испытывают по стандартным методикам.

Результаты представлены в таблице.

II р и м е р 8 (контрольный).

Способ изготовления бумаги-основы г для мелования массой !00 г/м осуществляют аналогично примеру 3 с той разницей, что в раствор мочфвиноформальдегидной смолы марки КФ-Ж перед ее дозировкой в массу вводят раствор сульфата циркония, Образуется гель химически сшитой смолы, который с трудом диспергируется в ролле, Дисперсию сшитой смолы дозируют в массу из расчета 2,5Х от массы а,с. волокна. Из приготовленной массы фор. муют бумагу, которую после сушки испытывают по стандартным методикам.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 9 (контрольный) .

Способ изготовления бумаги-основы для мелования массой 100 г/м осу"

2 ществляют аналогично примеру 3 с той разницей, что раствор сульфата циркония вводят в бумажную массу до формования бумажного полотна, Проис-. ходит интенсивная флакуляция массы, 5 12б865 иэ которой формуют бумагу, Затем полотно сушат, Полученную бумагу испытывают по стандартным методикам, Результаты приведены в таблице, Пример 1О 1контрольный).

Способ изготовления картографической г бумаги массой 80 г/м осушествляют аналогично примеру с той разницей, что в процессе формования бумажное полотно не обрабатывают раствором сульфатоцирконата аммония. Обработку проводят на клеильном прессе,где раст вор сульфатоцирконата аммония наносят на сформованное полотно бумаги, имеющее сухость 907 при соотношении двуокиси циркония и мочевиноформальдегидной смолы 2,1:1. После досушивания бумагу испытывают по стандартным методикам.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из таблицы видно, что вне зависимости от аниона в солях циркония при обработке ими бумажного полотна.в процессе формования при соотношении дву-25 окиси циркония к аминоальдегидной смоле от 1:1 до 2,3:1 наблюдается возрастание сопротивления раздиранию бумаги по сравнению с прототипом на

20-22 мН при одновременном возраста- З0 нии других механических показателей, е в час-ности влагопрочности и разрывной длинь| (примеры 1 — 7), Уменьшение количества циркония по отношению к смоле до 0,9:1 (по 35 двуокиси циркония) приводит к уменьшению сопротивления раздиранию бумаги по сравнению с известным способом. (при одновременном возрастании влагопрочности и разрывной длины) за счет 4О преимущественного образования внутренних цирконильных мостиков между молекулами смолы в ущерб тем связям, которые могли бы возникнуть между смолой и волокном в результате терми-45 ческой сшивки (примеры 4 и 5) °

Увеличение доли двуокиси циркония по отношению к смоле до 2,8:1 приводит к незначительному росту сопротивления раздиранию бумаги, по сравне- 50 нию с сопротивлением раздираник бумаги, обработанной цирконием в найденных нами пределах от 1:1 до 2,3:1 по отношению к смоле, но при этом резко .уменьшается прочность бумаги на раз- 55 рыв за счет увеличения хрупкости пе-." решитой цирконием смолы (примеры. 4 и б).

О

Сухость бумажного полотна в процессе его формования в мокрой части бумагоделательной машины не влияет на результаты его обработки солью циркония, которая равномерно распределяется по толщине полотна и создает равномерную сетку химических связей между аминоальдегидной смолой и волокном (примеры 1 — 3) .

При обработке сформованного бумажного полотна солью циркония, например, на клеильном прессе при сухости полотна бумаги до клеильного пресса 90Х наблюдается крайне неравномерное распределение циркония по толщине полотна за счет малой впитываемости проклеенной бумаги. При этом поверхностных слоях бума.r H количество циркония намного превьш ает оптимальное, а в объеме бумажного полотна соотношение циркония и смолы erne не достигает оптимума, В результате обработки солью циркония сформованного полотна на клеильном прессе механическая прочность бумаги мало отличается от необработанной бумаги (прототипа), а степень ее проклейки заметно снижается за счет гидрофилиэации поверхности солью циркония (примеры 4 и 10).

Из таблицы видно также, что обработка аминоальдегидной смолы солью циркония перед введением смолы в бумажную массу (пример 8) приводит к потере влагопрочности за счет преждевременной сшивки смолы без образования связей с волокном, Обработка бумажной массы (содержащей смолу) солью циркония (до формования, пример 9) приводит к значительному снижению механической прочности и проклейки бумаги из-за силь ной флокуляции массы, вызываемой че-. тырехвалентным цирконием, Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет получить бумагу с высоким сопротивле-ь нием раздиранию и оптимальным набо" ром других качественных показателей, формула изобретения.

1, Способ изготовления бумаги, включающий введение в суспензию волокнистой массы водорастворимой аминоальдегидной смолы> формование бумажного полотна и его сушку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества бумаги за счет

7 1268650 8

2. Способ по п,l о т л и ч а юш и и с я тем, что в качестве соли циркония используют оксихлорид циркония, сернокислый цирконий или сульфатоцирконат аммония. увеличения прочности на раздирание, бумажное полотно в процессе формования обрабатывают водным раствором соли циркония при соотношении двуокиси циркония и аминоальдегидной смо5 лы от 1: I до 2,3:1, 1 1

» «й»»«»» ««««»»

УсловИя обработки бумаги

Свойства бумаги

Пример

«»»««»»««а «««« «»»«»

» «««» ««»»4 «»»»««

ВлагоСопротивлеMecca

1 м г рок лейк@у

Сухостьь полот» на при обработке>

Соль цир" кония

Смола ние раздиранию, мН

»««««««««««««»«ба»

80 18, 7 389 3720 2,00

МФС КФ-15 Сульфвто цирконвт аммония

2,1! I 1

80 18,5 388 3660 2,00

2,3:I . 8

2 МПФС ОксихлоМС-PIOOC рид цир" коиия

I5 IOO 18,6 384 3800 1>75

Э ИФС КФ-Ж Сульфат циркония

80 13,5 368 3610 2,00

4 МФС КФ 15 Нет

80 15,8 363 3820 2 00

Сульфвто" цирконвт аммония

О 9ll l

5 ИФС КФ 15

80 19 ° 9 390 3390 2,00 б МФС КФ-15

2,8!1

Сульфато" цирконат аммония

Ф

100 . 14)0 362 3560 1р75

7,5 328 3600 !>73

100 9,6 336 3400 !у30

7 ИЛФС

MC""Р I 00-С Не т

8 МЛФС Сульфат l!I

МС-Р100 С циркоиия

9 ИЛФС Сульфат- 1 1

МС Р100 С циркония

10 ИФС КФ-!5 Сульфвто" 2,1 1 90 80 !5, l 365 3660 1 И цирконат аммония

Составитель О, Маслаченко

Техред H.цопович Корректор, И. Иуска

Редактор Г. Волкова

Заказ 5998/27

Тираж 355 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

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

Соотноше" ние соли циркония (в пере" счете нв

Zt 0 ) к амико" вльдегидной смоле прочность в сред" нем по двум направлеииям, Й аврЩ« ная длина, м (в сред" нем по двум . нап" равла" виям)