Способ изготовления длинноволокнистой бумаги

 

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет у.чучшить фильтрационные свойства бумаги и снизить ее расслаиваемость. В газовой фазе формуют сухой волокнистый слой из хлопковых волокон. Затем его пропитывают 15%- ной дисперсией, содержащей, мас.%: синтетический полимер 60-90 и технический лигносульфонат 10-40. В качестве синтетического полимера используют поливини.::- ацетат или поливиниловый спирт, или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве технического лигносульфоната - спиртовую барду или сульфитно-дрожжевую бражку. После пропитки бумагу прессуют и сушат при температуре 120-180°С. 1 з.п. ф-лы, 6 табл. (Р (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (584 021 Н526

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4172522/29-12 (22) 30.12.86 (46) 07.06.88. Бюл. ¹ 21 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (72) В. А. Амосов, A. Е. Гущин, А. И. Смирнов, В. А. Кондрахов, В. А. Черняев, В. В. Шамко и В. Г. Блохин (53) 676.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 358452, кл. D 21 F 11/14, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 654718, кл. D 21 Н 5/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1341313, кл. D 21 Н 5/26, 1986.

„„SU„„1401094 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИНHOBOËOÊÍÈÑÒOÉ БУМАГИ (57) Изобретение oTlþñèòñÿ к целлюлознобумажной промышленности и позволяет улучшить фильтрационные свойства бумаги и снизить ее расслаиваемость. В газовой фазе формуют сухой волокнистый слой из хлопковых волокон. Затем его пропитывают 15%ной дисперсией, содержащей, мас.%: синтетический полимер 60 — 90 и технический лигносульфонат 10 — 40. В качестве синтетического полимера используют поливннилацетат или поливиниловый спирт, или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве технического лигносульфоната спиртовую барду или сульфитно-дрожжевую бражку. После пропитки бумагу прессуют и сушат при температуре !20 — 180 С. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

2 хлопковых волокон длино" 35 — 40 мм, предварительно обезжиренных варкой с 1000-ным водным раствором NaOH и отбеленных 5Яным раствором гипохлорита кальция. Затем пропитывают 1500-ной дисперсией ПВА, содержащей 10 мас.Я метазина-предконденсата меламинформальдегидной смолы и 100 карбамида и прессуют при давлении

10 кг/см и скорости 10 м/мин. Сушку образцов осуществляют при 140 С на электрообогреваемом цилиндре с шерстяным сукном в 4 приема.

При каждом проходе меняют поверхность образцов, обращенную к цилиндру. Полученные образцы имеют массу 1 м 75+2 r, а содержание ПВА в них находится в пределах 16 — 2000. Полученные образцы имеют разрывную длину 5150 м, влагопрочность (процент отношения разрывного груза во влажном состоянии к таковому в воздушно-сухом состоянии в конденционных условиях) 45Я. Распределение ПВА по слоям от массы воздушно-сухой бумаги составляетЯ: 1 26, II 11, III 10, IV 29, где 1 и IV— наружные поверхности листа, II и 111 — внутренние слои, равноотстоящие друг от друга и от соседнего наружного слоя. Распределение

ПВЛ по толщине бумажного листа определено методом последовательной ИК-спектроскопии.

Сушка образцов при 110, 120, 140, 180 и

190 С позволяет получить бумагу с харакЗ0 теристиками, представленными в табл. 1, Сопоставление характеристик образцов

1 — 5 и образца 1 позволяет сделать вывод о том, что повышение температуры сушки бумаги со связующим на основе ПВА со 110 до 180 С приводит к повышению поЗ5 казателей ее прочности: разрывной длины с 4950 до 5450 м, влагопрочности с 34 до

52Я, одновременно увеличивается неравномерность распределения ПВА по толщине бумаги (при 110 Ñ вЂ” 14Я ПВА от массы

4р бумаги во внутренних слоях, 22 /О П BA от массы бумаги в наружных слоях, а при 180 С 9; — внутренние слои и 30;0 наружные слои) . Фильтрационная способность бумаги с повышением температуры ее сушки со 110 до 180 С снижается с

45 1230 до 1!20 мл/см мин.

Пример 2. Волокнистые слои, полученные согласно примеру 1, пропитывают дисперсией связующих полимерных веществ, в которой 10Я ПВА заменяют техническим лигносульфонатом и высушивают при 110—

50 189 С. Основные характеристики образцов приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что присутствие 10@ технического лигносульфоната в дисперсии связующих веществ приводит к улучшению

55 фильтрационной способности бумаги по сравнению с известным способом и улучшению равномерности распределения связующего вещества по ее толщине (внутренние слои — по1401094

Изобретение относится к спосооам изготовления длинноволокнистой бумаги и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве технических видов бумаги, преимущественно бумаги для фильтрования, путем пропитки волокнистого слоя, сформованного в газовой фазе дисперсией связующих полимерных веществ.

Цель изобретения — улучшение фильтрационных свойств бумаги и снижение ее !О расслаиваемости.

При введении !Π— 40Я технического лигносульфоната в связующий состав фильтрационные свойства бумаги улучшаются за счет уменьшения объема склеек, образующихся в пунктах пересечения волокон, что обусловлено неполимерным характером лигносульфоната и минимальной его пленкообразующей способностью. Кроме того, при повышении в процессе сушки концентрации раствора технического лигносульфоната резко возрастает его вязкость и снижается подвижность дисперсии связующего состава в целом. Вследствие этого повышается за счет предотвращения миграции равномерность распределения связующего вещества по толщине бумажного листа и, следовательно, 25 снижается расслаиваемость бумаги, кроме . того, улучшаются фильтрационные свойства получаемой длинноволокнистой бумаги, по, скольку связующие вещества не сосредотачиваются в наружных ее слоях в виде слабоперфорированной пленки, а распределяются дискретно в виде отдельных склеек равномерно по всему объему структуры бумажного листа.

В качестве синтетического полимера пред почтительно использовать поливинилацетат (ПВА), поливиниловый спирт (ПВС), натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na КМЦ) или хитозан.

Положительным фактором использования технического лигносульфоната взамен 10—

40 мас. Я синтетического полимера является, наряду с улучшением свойств готовой бумаги, снижение расходов этих реагентов.

Способ получения длинноволокнистой бумаги сухого формования осуществляют следующим образом.

Изготавливают в газовой фазе сухой волокнистый слой. Перед пропиткой волокнистого слоя в дисперсию синтетического полимерного вещества вводят концентрат технического лигносульфоната в виде спиртовой барды или сульфитно-дрожжевой бражки до их соотношения в пересчете на абсолютно сухие вещества, мас.00: синтетический полимер 60 — 90 и лигносульфонат

10 — 40. Затем волокнистый слой пропитывают полученной дисперсией, прессуют и сушат при 120 — 180 С.

Пример 1 (известный способ). В газовой фазе формукэт сухой волокнистый слой из!

401094

3 верхностные слои 16 — 25Я и 9 — 30 ). Одновременно повышается прочность бумаги.

Эффективность технического лигносульфоната при сушке образцов на цилиндре с температурой поверхности 110 С практически отсутствует (фильтрационная способность и процентное распределение ПВА в табл. 1 и 2 при 110 С практически одинаковы).

Сушка при 189 С вызывает снижение прочностных характеристик бумаги, а фильтрующая способность и равномерность распределения ПВА по толщине ухудшаются по сравнению с образцом, высушенным при 180 С.

Пример 3. Волокнистые слои, сформованные согласно примеру I, пропитывают дисперсией связующих веществ, в которой 23О„

ПВА заменяют техническим лигносульфонатом и высушивают контактным способом при

110 — 190 С. Характеристики полученных образцов приведены в табл. 3.

Из табл. 3 следует, что присутствие 23О", технического лигносульфоната в связующем составе на основе ПВА приводит к повышению фильтрационной способности бумаги с 1120 в известном способе до 1450 мл/см- х хмин в образце 4 (табл. 2 и 4), а неравномерность распределения клеевого вещества снижается по сравнению с известным способом (внутренние слои — наружные слои 16 — 26Я, против 9 — ЗОО в известном способе) . Наибольший эффект технический лигносульфонат дает при сушке с температурой 180 С, высушивание при 110 С малоэффективно, при сушке с температурой

190 С снижается прочность образцов.

Пример 4. Волокнистые слои формуют в газовой фазе аналогично примеру 1, пропитывают дисперсией связующих веществ, в которой 40 мас.о сухого ПВА заменяют на технический лигносульфонат. Образцы высушивают при 110, 120, 140, 180 и 190 С на электрообогреваемом цилиндре диаметром

950 мм с сукном.

Характеристики полученных образцов приведены в табл. 4.

Приведенные в табл. 4 данные свидетельствуют о том, что замена в дисперсии связующего вещества 40Я ПВА на технический лигносульфонат приводит к улучшению основных характеристик длинноволокнистой бумаги. По сравнению с известным способом в 2 раза возрастают равномерность распределения связующего по ее толщине.

Фильтрующая способность образцов возрастает на 20 — 25Я, разрывная длина — на

5 — бо. Наиболее эффективная температура сушки 180 С. Сушка при 110 С не дает эффекта, а при 190 С снижается прочность бумаги. Пример 5. Волокнистые слои, сформованные аналогично примеру 1, пропитывают водной дисперсией на основе ПВС, содержащей 10 мас.о ПВС метазина. О, 7; 10; 25;

40 и 46Я Г1ВС в опытных образцах заменено на технический лигносульфонат, всего дисперсия содержит 4 1ас.Я ПВС плюс лигносульфонат.

Прессование и сушку образцов осуществляют по режиму, указанному в примере 1.

Характеристика полученных образцов приведена в табл. 5.

Приведенные в табл. 5 данные сви 0 детельствуют о том, что введение технического лигносульфоната в дисперсию на основе ПВС улучшает фильтрационные характеристики получаемой бумаги и снижает неравномерность распределения связующих веществ по толщине бумажного листа по сравнению с известным способом -- на

1 5 — 35 и 1 00 — 200 Я соответственно.

Эффективным является замена 10

40 мас.о, ПВС на технический лигносульфонат, но только если высушивание образцов ведется при 120 С и выше. Сушка при температуре выше 180 C вызывает снижение прочностных показателей бумаги.

Сушка опытных образцов при температуре ниже 120 С не позволяет достичь цели изобретения, фильтрационная способ25 ность образцов 5 и 1 практически одинакова, а неравномерность распределения связую.цих веществ различается всего на 2О., .

Введение менее 10Я технического лигносульфоната неэффективно, так как неравномерность распределения связующего прак30 тически не изменяется.

Пример 6. Сухой волокнистый слой, сформованный из волокон нитрона и вискозы (40Я нитрона, 60Я вискозы) аэродинамическим способом, пропитывают ЗЯ-ным раствором хитозана, прессуют и сушат аналоЗ5 гично примеру 1. Получают образцы массой

1 м - 75 г.

Пример 7. Сухой волокнистый слой согласно примеру 6 пропитывают Зф-ным раствором хитозана, 18 мас.о заменено на те..4г нический лигносульфонат, прессуют и сушат аналогично примеру 1, получают образцы массой 1 м- 70 г.

Пример 8. Сухой волокнистый слой согласно примеру 1 пропитывают 2,5",г„ -ным раствором 1Х)аКМЦ. прессуют и сушат согласно

45 примеру 1. Получают образцы массой

1 м- 88 г.

Пример 9. Сухой волокнистый слой согласно примеру 7 пропитывают 2,5Я-ным раствором 1х(аКМЦ, 7 мас.оо заменено на технический лигносульфонат. После прессования и

50 сушки аналогично примеру 1 получают образцы массой 1 м- 90 г.

Результаты испытаний образцов по примерам 6 — 9 приведены в табл. 6.

Приведенные в табл. 6 данные свидетельствуют о том, что введение технического лигносульфоната дисперсии на основе ХаКМЦ и хитозана также приводит к улучшению фильтрационных характеристик

1401094

5 бумаги и повышению ее однородности по толщине.

Формула изобретения

Т а б л и ц а 1

Разрыв- ВлагоСодержание ПВА в бумаге, 7

ФильтОбразец

Темпе.— рующая способпроч— ная ра тура сушки, С

По слоям

Среддлина, ность, 7, ность мл/см нее

II III

IV мин

5150 45

4950 34

5100 42

5450 52

5350 50

10 26

18 22

16 23

19 30

20 31

1200

10 29

14 23

11 20

8 29

10 32

140

1230

110

1220

120

1120

180

1110

190

Т а б л и ц а 2

Фильт—

ОбТемпе—

Содержание ITBA в бумаге, 7.

Разрывная длина, м

ВлагопрочПотеря массы рарующая способность, мл/см мин рат ура сушки, СредПо слоям зсц ность, 7. после

5 мин нее

I IT.

IV кипячения в воде, 7

1 110 5100 (Конт роль— ная) 38

18 21 15 15

4,3

1300

2 120 5250

3 148 5500

4 180 5900

42 18 22 15

42 19 23 16

49 21 25 16

54 20 20 14

1420

4,0

13

1390

3,4

13

1320

3,1

5 189 5450 (Конт1360

14

3,0 рольная) Таким образом, предлагаемый способ получения длинноволокнистой бумаги позволяет улучшить фильтрационные свойства бумаги и снизить ее расслаиваемость за счет уменьшения неравномерности распределения связующего по ее толщине, а также сократить расход связующих веществ.

1. Способ изготовления дл и н новолокнистой бумаги, преимущественно фильтровальной, включающий формование волок6 нистого слоя в газовой фазе, пропитку его водной дисперсией синтетического полимера, прессование и сушку, отличающийся тем, что, с целью улучшения фильтрационных свойств бумаги и снижения ее расслаиваемости, перед пропиткой в водную дисперсию синтетического полимера вводят концентрат технического лигносульфоната в виде спиртовой барды или сульфитно-дрожжевой бражки до их соотношения в пересчете на абсолютно

10 сухие вещества, мас.%:

Синтетический полимер 60 — 90

Технический лигносульфонат 10 — 40

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку проводят при 120 — 180 С.

l401094

Т а б л и ц а 3

Содержание ПВА в бумаге, 7

Об—

ТемпеРазрывВлагопрочФильтПотеря массы ратура сушки, С раная рующая способСреднее

По слоям зец ность, 7 длина, м после

5 мин ность

МЛ/CM МИН

I II II I

IV кипячения в воде, 39

4,3

19 22 16 15

23 1340

4, 4,1

4,0

5450

3,6

Таблица4

Влаго- Содержание ПВА в бумаге, Е

ОбТемпеРазрывПотеря массы прочратура сушки, С ная раность

По слоям после

5 мин ред— ее длина, м зец

I II

IV кипячения в воде, 7.

1 110 5100 35 18 20 15 16 21 1420 4, 9

2 120 5250 16 1480 4, 9

3 140 5400 41 18 22 13 13 22 1420 4,6

4 180 5750 46 20 24 16 16 25 1400 4,3

5 190 5200 49 21 25 16 15 27 1360 4, 1

1 110 5000 (Контрольная) 2 120 5150

3 146 5650

4 180 5850

190 (Конт— рольная) 46 17 20 14 15

46 19 24 15 15

49 21 26 16 16

53 21 26 17 17

20 1520

24 1480

26 1450

26 1409

Фильтрующая способность, мл/см мин!

401094

Таблица5

Темпе- Раз—

Потеря массы

Содержание техни— ческого лит но сульфс—

ВлагопрочОбратура сушки, ОС рывная ющая способpagец

СредПо слоям при длина, м ность, /а кипячениии ность, мл/см нее

1 II мин в воде

5 мин, 7. ната, Х

3,3

3,0

3,2

3,2

10

3,1

18 13 11 19 1140

3,1

10

3,0

3,2

14

i8 11 11

17 11 12

17 1350

17 1360

3,6

15 9 10 14 1440

46

5,9

4,9

14 10 10 14

1310

12

Таблицаб

Состав волокнистого слоя

Об—

Содержание

Состав связуФильт— разец рующая способлигносульфо- Средющего, 7. полиПо слоям ность мл/см- мера ната в связунее

III IV мин ющем, %

22 10

11 20 931

18 22

17

21 1240

15 21

7 20 870

20 16

15 10 1110

Составитель Л. Моносов

Редактор В. Бугрснкова Текред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 2511129 Тираж 348 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР Ilo делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

120 4400 31

180 4900 49

110 5150 36

120. 5150 38

110 5300 49

120 5450 47

140 5600 51

180 5400 53

190 4800 56

120 4200 41

180 4750 43

1 407. нитрон 37. хитозан О

607. вискоза (известный) 2 40Х нитрон 3% хитозан 18

60Х вискоза

3 1007. хлопок 2,5% NaKMII О (известный) 4 100Х хлопок 2,57 NaKMU 7

Содержание ПВС в бумаге, % Фильтру21 8 7 22 1000

18 б 4 20 960

22 7 10 18 1000

22 8 8 22 1000

13 19 6 7 18 1010

13 17 10 9 16 1280

Содержание связующего в бумаге, 7