Состав для проклейки волокнистого материала в массе
Сущность изобретения: состав для проклейки волокнистого материала в массе содержит следующие компоненты, мас.%: экстракционная модифицированная осветленная канифоль 42-70; живичная канифоль , модифицированная малеиновым ангидридом , 22-44 и омыляющий агент 8-14. В качестве экстракционой канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 4,5- 6,0% от массы экстракционной канифоли, обработанную ксилитаном в количестве 0,1-0,8% от массы модифицированной канифоли и осветленную паракрезолформальдегид-блокпаракрезолполисульфидом. В качестве живичной канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 1,5-2,0% от массы канифоли. В качестве омыляющего агента используют каустическую или кальцинированную соду. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862365/12 (22) 27.08.90 (46) 30.04.92. Бюл. ¹ 16 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги и Центральный научноисследовательский и проектный институт лесохимической промышленности (72) С.С. Стаильский, Ю.А. Крылатов, В.Я, Падерин, А.А. Попов, И.П. Лисс, Г.М. Минин, Т.А. Романина и З.И. Петровская (53) 676,1.023,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 896135, кл. D 21 Н 3/34, 1980.
Авторское свидетельство СССР
N1444428,,кл,,D 21 Н 3/34, 1987. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА В МАССЕ (57) Сущность изобретения: состав для проклейки волокнистого материала в массе соИзобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги и картона, к которым предъявляются требования по влагостойкости, например картона для плоского слоя гофрирования.
Известен состав для проклейки волокнистого материала, включающий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную серосодержащими алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль и омыляющий агент.
Однако наличие в составе талловой канифоли, склонной к кристаллизации, затрудняет процесс приготовления клея ввиду высокой температуры размягчения, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав, вклю(s1)s D 21 Н 21/16//D 21 Н 17:62 держит следующие компоненты, мас.%: экстракционная модифицированная осветленная канифоль 42-70; живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом, 22 — 44 и омыляющий агент 8 — 14.
В качестве экстракционой канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 4,5—
6,00 от массы экстракционной канифоли, обработанную ксилитаном в количестве
0,1 — 0,8% от массы модифицированной канифоли и осветленную паракрезолформальдегид-блок- паракрезолполисульфидом. В качестве живичной канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 1,5 — 2,0%. от массы канифоли, B качестве омыляющего агента используют каустическую или кальцинированную соду. 1 з.п; ф-лы, 1 табл. чающий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль, .диспропорционированную смесью паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфид и алкилфеноламинов, и омыляющий агент.
Этот состав содержит указанные компоненты в следующем количестве, мас,%:
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль 26-66
Талловая диспропорционированная канифоль 26 — 66
Омыляющий агент, 8 — 14
В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.
1730306
Применение такого состава позволяет повысить стабильность гидрофобных свойств и белизны бумаги и снизить смоляные затруднения.
Однако использование такого состава для проклейки бумаги не позволяет получить высокой водостойкости, поскольку продолжительное воздействие влаги на волокнистый материал, в частности картон, вызывает растворение частиц клеевого осадка на целлюлозных волокнах, что определяет полную пропитку картона влагой, что вызывает ухудшение его прочностных и защитн ых свойств.
Целью изобретения является повышение водостойкости волокнистого материала при одновременном снижении его впитываемости при одностороннем смачивании.
Указанная цель достигается тем, что состав для проклейки волокнистого материала, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную па ра крезол пол исул ьфидом, до пол н ител ьный канифольный продукт и омыляющий агент, согласно изобретению, в качестве экстракционной модифицированной осветленной канифоли содержит канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном в количестве 0,1 — 0.8 от массы экстракционной модифицированной осветленной канифоли, а в качестве дополнительного канифольного продукта содержит живичную канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 1,5 — 2,0 от массы канифоли, при следующем соотношении указанных компонентов, мас. .
Э кстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 42-70
Живичная модифицированная канифоль 22-44
Омыляющий агент 8 — 11
В качестве экстракционной канифоли состав содержит канифоль, с содержанием модификатора — малеинового ангидрида—
4,5-6,0.
В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду, Получение используемой в предлагаемом составе экстракционной модифицированной осветленной канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, осуществляют следующим способом.
В расплав экстракционной канифоли одновременно загружают паракрезолформал ьде гид-блок-паракрезол полисульфид (Октофор-S) в количестве 0,15 — 0,2 к массе этой канифоли и малеиновый ангидрид в количестве 4,5 — 6,0 от массы канифоли.
После перемешивания рекационную массу выдерживают при температуре 170 — 190 С в течение 1 — 2 ч. После этого в реакционную смесь загружают ксилитан в количестве 0,1—
0,8 от массы канифоли, После перемешивания реакционную массу нагревают до температуры 235 — 245 С и выдерживают при этой температуре 1 ч.
При таком способе дополнительной обработки экстракционной модифицированной осветленной канифоли происходит присоединение ксилитана к ангидридному кольцу. В результате снижается кислотное число канифоли, возрастает молекулярная масса.
Смоляные кислоты получаемой канифоли характеризуются повышенной гидрофобностью.
Применение такой канифоли в качестве одного из компонентов проклеивающего состава дает возможность сократить расход омыляющего агента, упрощает процесс нейтрализации канифоли. Использование такой пасты для проклейки волокнистого материала усиливает его водостойкость и снижает впитываемость воды волокнистым материалом при его одностороннем смачивании.
Эффект повышения водостойкости и снижения впитываемости при одностороннем смачивании волокнистого материала при использовании экстракционной модифицированной канифоли, осветленной паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфидом и дополнительно обработанной ксилитаном, проявляется в сочетании с живичной канифолью, модифицированной малеиновым ангидридом при соотношении компонентов указанных видов канифоли в указанных пределах. Это обусловлено определенным сочетанием карбоксильных групп смоляных и жирных кислот, а также карбоксильных групп малеинового ангидрида и гидроксильных и метилольных групп ксилитана.
Пример 1. Экстракционную канифоль для проклеивающего состава готовят следующим образом. В расплав канифоли загружают пара крезолформал ьдегидблок-паракрезолполисульфид (смола Октофор-S) в количестве 5 от массы канифоли, После перемешивания реакционную смесь выдерживают при температуре 190 С в течение 2 ч. После этого в реакционную массу добавляют 0,5 ксилитана от массы канифоли. После перемешивания реакционную смесь нагреваютдо температуры 235 — 245 С и выдерживают при этой температуре 1 ч.
1730306
Пример 2. Состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 42
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве
1,5% от массы канифоли
Каустическая сода
44
С использованием полученной модифицированной экстракционной осветленной канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, готовят состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:
Э кстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 70
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,75% к массе канифоли 22
Каустическая сода 8
Состав готовят следующим образом.
Канифольную смесь в указанном соотношении нейтрализуют каустической содой. Полученную после нейтрализации пасту с содержанием сухих веществ 70% разводят в две ступени: сначала горячей водой до концентрации 250 г/л, затем в холодной воде до концентрации 25 г/л. .
Проклеивающий состав вводят в волокнистую массу из небеленой сульфатной целлюлозы, размолотой дс 30-35 ШР, Расход проклеивающего агента составляет 1% от массы абсолютно сухого волокна. Проклеивающий состав осаждают раствором сульфата алюминия при его расходе 4% от массы абсолютно сухого волокна. С использованием проклеенной волокнистой массы из небеленой сульфатной целлюлозы изготавливают картон для плоского слоя гофрокартона, причем из сульфатной небеленой целлюлозы изготавливают только покровный слой картона, составляющий около 30% от общей массы картона (средний и нижний слои картона, составляющие 70% от общей массы картона изготавливаются из макулатуры и не проклеиваются).
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, полученного с использованием проклеенной волокнистой массы из небеленой сульфатной целлюлозы, представлены в таблице, 60
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, готовят аналогично примеру 1, но с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана
5 составляет 6 и 0,8% от массы канифоли соответственноо.
Результаты испытаний картона для покровного слоя гофрокартона, проклеенного в массе указанным составом, представлены
10 в таблице.
Пример 3. Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:
Экстракционная модифи15 цированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 60
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым
20 ангидридом в количестве
2% к массе канифоли 30
Каустическая сода 10
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно об25 работанную ксилитаном, готовят аналогично примеру 1, с. той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 4,5 и 0,1% соответственно.
30 Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице, Пример 4 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей ком35 позиции, мас.%.
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном
40 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве
1,75% от массы канифоли 30
Кальцинированная сода 10
45 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и cocTBв для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что рас50 ход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 5 и 1,0% соответствен но.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного
55 указанным составом, представлены в таблице, Пример 5 (контрольный), Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:
1730306
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 60
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве
1,75 от массы канифоли 30
Каустическая сода 10
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру
1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана к массе канифоли составляет 5 и 0,05 соответственно.
- Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.
Пример 6(контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас. :
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 60
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,75 к массе канифоли 30
Каустическая сода 10
Экстракционную модифицировнаную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру
1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана к массе канифоnè составляет 4 и 0,5 соответственно.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.
Пример 7 (контрольный), Состав для проклейки картона в массе следующей композиции,мас. :
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 60
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,75 от массы канифоли 30
Кальцинированная сода 10
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для про60 клейки картона готовят аналогично примеру
1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана составляет 6,5 и 0,5 соответственно.
5 Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона представлены в таблице.
Пример 8 (контрольный), Состав для проклейки картона в массе следующей ком10 позиции, мас, :
Экстракционная моди— фицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 60
15 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве
1,0 от массы канифоли 30
Каустическая сода 10
20 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру
1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана в массе канифо25 ли составляет 5,0 и 0,5 соответственно.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона представлены в таблице.
Пример 9(контрольный). Состав для
30 проклейки картона в массе следующей композиции, мас. :
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно
35 обработанная ксилитаном
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве
2,3 от массы канифоли 30
40 Каустическая сода 10
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру
45 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана составляет 5 и
0,5 соответственно.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного.
50 указанным составом, представлены в таблице, Пример 10 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас. :
55 Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 72
Живичная канифоль, модифицированная мале1730306
70 иновым ангидридом в количестве 1,75% от массы канифоли 21
Кальцинированная сода 7
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 9.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.
Пример 11 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас, ;
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 38
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,75 от массы канифоли 47
Каустическая сода 15
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 9.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона представлены в таблице.
Пример 12 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей комГ10зиции, мдс. .
Экстракционная модифицированная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном
Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве
1,75% от массы канифоли 20
Кальцинированная сода 10
Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 9.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона представлены в таблице.
Пример 13 (по прототипу), Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:
Экстракционная модифицированная и осветленная, как в примере 1, канифоль 66
Талловая канифоль, 5 диспоопорционированная смесью паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфида и алкилфенолов 26
10 Кальцинированная сода 8
Талловую диспропорционированную канифоль и состав для проклейки готовят следующим образом. В расплав канифоли загружают паракрезолформальдегид-блок15 паракрезолполисульфид (смола Октофор-S) и алкилфенолы в соотношении 1:1 при общем расходе диспропорционированных агентов 0,2 от массы талловой канифоли.
Смесь перемешивают и выдерживают в те20 чение 2 ч при температуре 200 С.
С использованием талловой диспропорционированной канифоли готовят состав нейтрализацией реакционной массы каустической содой. Полученную после нейт25 рализации пасту 70 -ной концентрации разводят в две ступени: сначала горячей водой до концентрации 250 г/л, затем в холодной воде до концентрации 25 г/л. Состав вводят в волокнистую массу и осаждают
30 раствором сульфата алюминия, Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона представлены в таблице.
Пример 14(по прототипу). Состав для
35 проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%.
Экстракционная канифоль, модицифированная и осветленная, как в
40 примере 1 26
Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолформальдегид-блок-пара- .
45 крезолполисульфида и алкилфенолов 66
Каустическая сода 8
Состав готовят аналогично примеру 13, стой лишь разницей, что общий расход дис50 пропорционирующих агентов составляет
0,3 от массы талловой канифоли.
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона представлены в таблице.
55 Пример 15(по прототипу). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас, ;
Экстракционированная канифоль, модифицированная и осветленная, 1730306
12 как в примере 1 42
Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолформальдегидблок-паракрезолполисульфида и алкилфенолов 43
Каустическая сода 14
Состав готовят аналогично примеру 13, с той лишь разницей, что соотношение компонентов диспропорционирующей смеси составляет 2;1, а общий ее расход от массы талловой канифоли составляет 0,3
Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.
Картон для плоского слоя гофрокартона, проклеенный составами по примерам
1 — 15, подвергают испытаниям на водостойкость и впитывание при одностороннем смачивании.
Водостойкость картона определяют по методу Hегоdes Siring Test, Метод заключается в определении времени, необходимого для прохождения окрашенного водного раствора через толщу картонного (бумажного) листа. Чем выше значение показателя (измеряемого в секундах), тем выше водостойкость картона.
Впитываемость при одностороннем смачивании определяют стандартным методом, Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый состав для проклейки волокнистой массы характеризуется повышенной эффективностью, о чем свидетельствуют результаты определения водостойкости (по методу HST) и впитываемости при одностороннем смачивании.
Так, при использовании предлагаемого состава водостойкость картона для плоского слоя гофрокартона находится в пределах
2000 — 2100 с, в то время как картон, проклеенный известным составом, характеризуется показателем влагостойкости, не превышающим 1500 с. То есть использование предлагаемого состава дает возможность повысить данный показатель в среднем на 30 — 35% (по отношейию к известному).
Если сравнивать показатели впитывае1 мости при одностороннем смачивании,,то можно установить, что использование предлагаемого состава дает возможность достигать впитываемости 22 — 24 г/м против 28— г
29 г/м у картона, проклеенного известным составом, то есть улучшить данный показатель на 20 — 25%.
5 Нарушение предложенных предельных значений параметров приводит к снижению эффективности предлагаемого состава (контрольные примеры 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12).
Так, снижение расхода ксилитана на 0,2%
10 (пример 5) или его дозировка свыше 3% (пример 4) вызывает снижение водостойкости картона и повышение его впитываемости.
Более высокая эффективность предла15 гаемого состава может быть использована для снижения его дозировки в волокнистую массу по сравнению с известным составом на 15 — 20%, Формула изобретения
20 1. Состав для проклейки волокнистого материала в массе, преимущественно для плоского слоя гофрированного картона, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную паракре25 золформальдегид-блок-паракрезолполисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения водостойкости волокнистого материала при
30 одновременном снижении его впитываемости при одностороннем смачивании, в качестве экстракционной модифицированной осветленной канифоли он содержит указанную канифоль, дополнительно обработан35 ную ксилитаном в количестве 0,1 — 0,8% от массы экстракционной модифицированной осветленной канифоли, а в качестве дополнительного канифольного продукта — живичную канифоль, модифицированную
40 малеиновым ангидридом в количестве
1,5 — 2,0% от массы живичной канифоли, при следующем соотношении указанных компонентов, мас,%:
Экстракционная моди45 фицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном 42-70
Живичная канифоль, 50 модифицированная малеиновым ангидридом 22-44
Омыляющий агент 8 — 14
2. Состав по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что он содержит осветленную экстра55 кционную модифицированную канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида — 4,5 — 6,0 мас.%.
17.30306
13
15
25
Составитель О, Маслаченко
Редактор Т. Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор Q. Кравцова
Заказ 1496 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно.-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
