Способ изготовления бумаги и картона
Способ касается изготовления бумаги или картона и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ включает приготовление водной целлюлозной суспензии, добавление в эту целлюлозную суспензию системы удерживания, дренирование суспензии на сетке с формованием бумажного полотна и сушку этого бумажного полотна. Система удерживания включает набухающую глину, показатель белизны которой по АЦБПр составляет по меньшей мере 70. Техническим результатом является повышение белизны бумаги с улучшенным удержанием наполнителя. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл.
Настоящее изобретение относится к изготовлению бумаги или картона по способу, включающему приготовление водной целлюлозной суспензии, добавление в эту целлюлозную суспензию системы удерживания, дренирование суспензии на сетке с формованием бумажного полотна и сушку этого бумажного полотна, при осуществлении которого система удерживания включает набухающую глину. Способы изготовления бумаги этого типа хорошо представлены в литературе и включают, например, способ Hydrocol (товарный знак), в котором предусмотрено применение бентонита (т.е. анионоактивной набухающей глины) в качестве части системы удерживания. Такие способы описаны, например, в ЕР-А 235893, US 4913775 и ЕР-А 707673.
В ЕР-А 235893 предлагается способ, при осуществлении которого перед стадией сдвигового воздействия в волокнистую массу для изготовления бумаги вводят водорастворимый по существу линейный катионоактивный полимер с последующей повторной флокуляцией после этой стадии сдвигового воздействия добавлением бентонита. Осуществление этого способа обеспечивает усиленный дренаж, а также хорошие формование и удерживание. Этот способ, который нашел промышленное применение благодаря фирме Ciba Specialty Chemicals под товарным знаком Hydrocol®, подтверждает свою эффективность в течение вот уже более десятилетия.
Было установлено, что системы для изготовления бумаги, в которых в качестве части системы удерживания применяют набухающую глину, обычно обеспечивают значительные повышение скорости дренирования и улучшение удерживания. Как правило, набухающие глины включают бентониты, сепиолиты, аттапульгиты и т.д. Бентониты включают общий класс глин, известных как смектиты, к которым относятся глины таких разновидностей, как монтмориллониты, сапониты, армаргозит, нонтронит и гекторит. Во многих случаях системы удерживания, которые включают набухающие глины, обеспечивают намного улучшенные дренаж и удерживание по сравнению даже с такими другими системами микрочастиц, в которых применяют, например, коллоидный диоксид кремния и поликремниевую кислоту.
Однако особый недостаток систем удерживания на основе глин состоит в том, что бумага, изготовленная с их использованием, страдает ухудшенными оптическими свойствами. Хотя включение оптических отбеливателей (ООтб) в процесс изготовления бумаги, в котором используют бентонит, может повысить белизну бумаги, часто такое улучшение оказывается незначительным и недостаточным для изготовления большинства высококачественной бумажной продукции, например бумаги с высокой степенью белизны, с показателями белизны по АЦБПр (Ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности) свыше 92, предпочтительно в интервале от 96 до 99 или выше. Таким образом, с целью обеспечить эти высокие показатели белизны бумаги системы удерживания на основе набухающих глин как правило рассматривают как неприемлемые и, следовательно, их применения избегают.
В WO-A 98/23815 описана попытка разрешить эту проблему совмещением оптического отбеливателя с суспензией анионоактивного мостикового коагулянта, такого как бентонит, и затем подмешиванием этого сочетания в волокнистую массу для изготовления бумаги. Хотя с применением этого способа добивались значительных улучшений степени белизны бумаги, все еще существует, как было установлено, потребность в еще большем повышении белизны, особенно базовой белизны.
Когда используют системы удерживания на основе глин для изготовления бумаги с всего лишь умеренной белизной, оптические отбеливатели (ООтб) необходимо, по-видимому, применять в высоких концентрациях. Однако, как было установлено, в ходе проведения процессов изготовления высоконаполненной бумаги присутствие оптических отбеливателей в высоких концентрациях может оказать ухудшающее влияние на удерживание наполнителя.
Хотя были предприняты самые разнообразные попытки повышения эффективности оптических отбеливателей, до сих пор не было создано ни одного эффективного оптического отбеливателя, который можно использовать совместно с системами удерживания на основе набухающих глин.
Таким образом, все еще существует потребность в разработке способа повышения белизны бумаги или картона, когда используют систему удерживания на основе набухающей глины (например, бентонита). Так, в частности, существует необходимость в разработке способа изготовления бумаги, в котором сочетаются достоинства высоких содержаний наполнителя и удерживания волокон и быстрое дренирование, например, как это наблюдается при использовании систем удерживания на основе набухающих глин, с получением бумаги с высокой общей белизной, в особенности при применении уменьшенных количеств оптических отбеливателей.
Кроме того, существует также потребность в изготовлении бумаги с наполнителем с высокой степенью белизны и улучшенным удерживанием наполнителя.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предлагается способ изготовления бумаги или картона, включающий приготовление водной целлюлозной суспензии, добавление в эту целлюлозную суспензию системы удерживания, дренирование суспензии на сетке с формованием бумажного полотна и сушку этого бумажного полотна, характеризующийся тем, что система удерживания включает набухающую глину, показатель белизны которой по АЦБПр составляет по меньшей мере 70.
Таким образом, было установлено, что общая степень белизны бумаги может быть улучшена применением набухающих глин с белизной по АЦБПр по меньшей мере 70. В качестве набухающей глины могут быть использованы, например, бентониты, сепиолиты, аттапульгиты и т.д. при условии, что эти глины проявляют белизну по АЦБПр по меньшей мере 70. Бентониты включают глины общего класса, известные как смектиты, к которым относятся глины таких разновидностей, как монтмориллониты, сапониты, армаргозит, нонтронит и гекторит. Предпочтительной набухающей глиной является бентонит.
Испытание на белизну по АЦБПр представляет собой стандартный метод испытания для определения, например, белизны волокнистой массы, бумаги и картона, но его можно также применять в отношении набухающих глин, таких как бентонит. Конкретные подробности этого метода приведены, например, в опубликованном АЦБПр стандартном методе испытаний Т 452 on-92 от 1992 г., озаглавленном Brigtness of pulp, paper and paperboard (по непосредственному отражению при длине волны 457 нм).
Было установлено также, что набухающим глинам, например бентонитам, которые содержат небольшие или незначительные количества примесей переходных металлов, свойственно проявление показателей белизны по АЦБПр по меньшей мере 70. Так, в частности, при создании настоящего изобретения было установлено, что белым бентонитам свойственно содержание меньше 1% примесей переходных металлов, которыми могут быть, например, оксиды железа или другие соединения железа. И наоборот, как было установлено при создании настоящего изобретения, бентониты, которые содержат намного больше 1 мас.% переходных металлов, обладают показателями белизны существенно ниже 70. Это особенно верно для бентонитов, которые содержат вплоть до 10% примесей переходных металлов, в особенности когда примеси включают оксиды железа или другие соединения железа.
В качестве набухающей глины может быть использовано любое число технически доступных глин, которые проявляют показатель белизны по АЦБПр по меньшей мере 70. Набухающая глина может представлять собой, например, натриевый бентонит, включающий меньше 1% соединений переходных металлов и проявляющий показатель белизны по АЦБПр 81, который производят на заводе в Уэйверли в шт. Джорджия, США.
В соответствии со всеми объектами изобретения предлагается, кроме того, способ изготовления бумаги или картона, включающий
приготовление водной целлюлозной суспензии, добавление в эту целлюлозную суспензию системы удерживания, дренирование суспензии на сетке с формованием бумажного полотна и сушку этого бумажного полотна,
характеризующийся тем, что система удерживания включает набухающую глину, которая содержит меньше 1 мас.% одного или нескольких соединений переходных металлов.
В соответствии с обоими объектами изобретения набухающую глину можно использовать в сочетании с другими удерживающими добавками в качестве части многокомпонентной системы удерживания. Так, например, согласно одному предпочтительному варианту системы предлагается система изготовления бумаги, которая дополнительно включает полимерную удерживающую добавку. Полимерную удерживающую добавку можно вводить в целлюлозную суспензию одновременно с набухающей глиной, хотя в предпочтительном варианте полимерную удерживающую добавку и набухающую глину вводят последовательно. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения полимерную удерживающую добавку вводят в целлюлозную суспензию перед набухающей глиной. В более предпочтительном способе полимерную удерживающую добавку вводят в целлюлозную суспензию, тем самым флокулируя целлюлозную суспензию, и необязательно оказывают на суспензию сдвиговое воздействие пропусканием флокулированной суспензии через одну или несколько стадий сдвигового воздействия, выбранных из стадий перекачивания, смешения и очистки, с последующим добавлением набухающей глины с целью повторной флокуляции целлюлозной суспензии. Средства сдвиговой обработки включают, например, лопастные насосы и центробежные сортировки, но ими могли бы служить любые другие средства, применяемые в процессе, в котором происходит воздействие сдвиговым усилием.
Стадию воздействия на флокулированную суспензию сдвиговым усилием необходимо осуществлять таким образом, чтобы разрушить хлопья. Перед стадией сдвигового воздействия можно добавлять все компоненты флокулянтной системы, хотя в предпочтительном варианте по меньшей мере последний компонент флокулянтной системы вводят в целлюлозную суспензию в той точке технологического процесса, после которой до дренирования с формованием бумажного полотна сколько-нибудь существенное сдвиговое воздействие отсутствует. Следовательно, в предпочтительном варианте в целлюлозную суспензию добавляют по меньшей мере один компонент флокулянтной системы, а затем флокулированную суспензию подвергают механической сдвиговой обработке, во время которой хлопья механически разрушают, после чего добавляют по меньшей мере один компонент флокулянтной системы для повторной флокуляции суспензии перед дренированием.
Полимерная удерживающая добавка может быть дериватизирована из любых приемлемых природных или синтетических полимеров. В целесообразном варианте они могут быть выбраны из водорастворимых природных полимеров и водорастворимых синтетических полимеров с характеристической вязкостью по меньшей мере 1 дл/г. Полимерной удерживающей добавкой может быть, например, водорастворимый крахмал, выбранный из катионоактивного крахмала, амфотерного крахмала, анионоактивного крахмала и неионогенного крахмала. Однако в предпочтительном варианте полимерная удерживающая добавка является синтетической и включает высокомолекулярный полимер, который по характеру является ионогенным. Более предпочтителен водорастворимый катионоактивный синтетический полимер, полученный из одного или нескольких этиленово-ненасыщенных мономеров и обладающий характеристической вязкостью по меньшей мере 4 дл/г.
Водорастворимый синтетический полимер может быть получен из водорастворимых этиленово-ненасыщенных мономеров. Под водорастворимым подразумевают то, что мономер обладает растворимостью в воде по меньшей мере 5 г/100 куб.см. Когда полимер является ионогенным, его получают из по меньшей мере одного водорастворимого ионогенного мономера. Водорастворимый полимер может быть неионогенным и, таким образом, полученным из одного или нескольких неионогенных мономеров, например из акриламида, метакриламида, 2-гидроксиэтилакрилата или N-винилпирролидона. Водорастворимые анионоактивные полимеры могут быть получены из по меньшей мере одного анионоактивного мономера, например, выбранного из акриловой кислоты, метакриловой кислоты и 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты. Целесообразная водорастворимая полимерная удерживающая добавка представляет собой катионоактивный полимер, который может быть получен из водорастворимого этиленово-ненасыщенного катионоактивного мономера или смеси мономеров, причем меньшей мере один из мономеров в этой смеси является катионоактивным или потенциально катионоактивным. В предпочтительном варианте катионоактивный мономер выбирают из диаллилдиалкиламмонийхлоридов, кислотно-аддитивных солей и четвертичных аммониевых солей либо диалкиламиноалкил(мет)акрилата, либо диалкиламиноалкил(мет)акриламидов. Катионоактивный мономер может быть полимеризован самостоятельно или сополимеризован с водорастворимыми неионогенными, катионо активными или анионоактивными мономерами. Предпочтительные из таких полимеров обладают характеристической вязкостью по меньшей мере 3 дл/г, например, достигающей 16 или 18 дл/г, но обычно находящейся в интервале от 7 или 8 до 14 или 15 дл/г. Особенно предпочтительные катионоактивные полимеры включают сополимеры метилхлоридных четвертичных аммониевых солей диметиламиноэтилакрилата или метакрилата.
Водорастворимый катионоактивный полимер также может обладать слегка разветвленной структурой, что достигается, например, введением небольших количеств агента образования ответвлений, в частности до 20 мас.част./млн. Как правило, агенты образования ответвлений включают любые из агентов образования ответвлений, которые в настоящем описании определяют как приемлемые для получения разветвленного анионоактивного полимера. Такие разветвленные полимеры могут быть также получены включением в мономерную смесь регулятора степени полимеризации. Регулятор степени полимеризации может быть включен в количестве по меньшей мере 2 мас.част./млн и может быть использован в количестве вплоть до 200 мас.част./млн. Как правило содержание регулятора степени полимеризации находится в интервале от 10 до 50 мас.част./млн. В качестве регулятора степени полимеризации может быть использовано любое приемлемое химическое вещество, например гипофосфит натрия, 2-меркаптоэтанол, яблочная кислота или тиогликолевая кислота. Разветвленные полимеры, включающие регулятор степени полимеризации, могут быть получены с использованием увеличенных количеств агента образования ответвлений, например до 100 или 200 мас.част./млн, при условии, что количества используемого регулятора степени полимеризации оказываются достаточными для гарантии водорастворимости получаемого полимера. Разветвленный катионоактивный водорастворимый полимер, как правило, может быть получен из водорастворимой мономерной смеси, включающей по меньшей мере один катионоактивный мономер, по меньшей мере 10 молярных част./млн регулятора степени полимеризации и меньше 20 молярных част./млн агента образования ответвлений. В предпочтительном варианте разветвленный водорастворимый катионоактивный полимер характеризуется реологическим осцилляционным значением тангенса дельта при 0,005 Гц больше 0,7 (определено по методу, приведенному в настоящем описании). Разветвленные катионоактивные полимеры, как правило, обладают характеристической вязкостью по меньшей мере 3 дл/г. Как правило, эти полимеры могут обладать характеристической вязкостью в интервале от 4 или 5 до 18 или 19 дл/г. Предпочтительные полимеры обладают характеристической вязкостью от 7 или 8 до примерно 12 или 13 дл/г.
Полимерная удерживающая добавка может также представлять собой амфотерный полимер в том отношении, что он включает как анионоактивные, так и катионоактивные группы. Таким образом, амфотерный полимер может быть получен из по меньшей мере одного катионоактивного мономера и по меньшей мере одного анионоактивного мономера и необязательного неионогенного мономера. Следовательно, амфотерный полимер может быть дериватизирован из любого из вышеупомянутых анионоактивных, катионоактивных и необязательных неионогенных мономеров.
Водорастворимые полимерные удерживающие добавки могут также быть получены по любому удобному методу, например полимеризацией в растворе, полимеризацией в суспензии воды в масле или полимеризацией в эмульсии воды в масле. В результате полимеризации в растворе образуются водные полимерные гели, которые в высушенном состоянии можно резать и измельчать с получением порошкообразного продукта. Эти полимеры могут быть получены в виде бисера суспензионной полимеризацией или эмульсионной полимеризацией в эмульсии воды в масле с продуктом в эмульсии или дисперсии воды в масле, например в соответствии со способом, представленным в ЕР-А 150933, ЕР-А 102760 или ЕР-А 126528.
Для предпочтительного процесса изготовления бумаги предлагается способ, в котором катионоактивный полимер вводят в целлюлозную суспензию раньше полимерной удерживающей добавки. В одном варианте способа катионоактивный полимер, который вводят раньше полимерной удерживающей добавки, представляет собой низкомолекулярный катионоактивный коагулянт. В предпочтительном варианте катионоактивный полимер выбирают из группы, включающей полиДАДМАХ (полидиаллилдиметиламмонийхлорид), полиимин, полиамин и дициандиамидные полимеры.
Способ изготовления бумаги может также включать применение оптического отбеливателя. Оптический отбеливатель может быть введен непосредственно в целлюлозную суспензию или, по другому варианту, вместе с компонентом системы удерживания, например с набухающей глиной или полимерной удерживающей добавкой.
Оптический отбеливатель может быть нанесен на поверхность отформованного бумажного полотна в виде меловального пигмента. Композиция меловального пигмента включает, например, один или несколько наполнителей или пигментов, флуоресцентный оптический отбеливатель (ФОО), связующее вещество, модификатор реологических свойств и необязательные другие химические агенты. Наполнитель или пигмент обычно представляет собой белый неорганический порошкообразный материал и может быть выбран, например, из группы, включающей карбонат кальция, предпочтительно осажденный карбонат кальция или измельченный карбонат кальция, каолин, диоксид титана и тальк. Обычно количество наполнителя или пигмента составляет по меньшей мере 75%, часто по меньшей мере 85 мас.%, в пересчете на композицию меловального пигмента.
Флуоресцентные оптические отбеливатели (ФОО), также известные как оптические отбеливатели (ООтб), повышают светоотражающую способность и, таким образом, белизну листа с покрытием. Связующее вещество добавляют для фиксации пигмента на листе бумаги или картона с покрытием, оно как правило представляет собой адгезивный полимерный материал в форме водного латекса. Реологические свойства композиции меловального пигмента как правило регулируют с тем, чтобы она была приемлема для конкретной цели применения.
При выполнении настоящего изобретения оптическим отбеливателем (ООтб) или флуоресцентным оптическим отбеливателем (ФОО) может служить любое химическое средство с флуоресцентными свойствами, способное поглощать излучение из ультрафиолетовой части светового спектра и испускать излучение в видимой части спектра. В предпочтительном варианте флуоресцентный отбеливатель представляет собой стильбеновый флуоресцентный оптический отбеливатель, такой как описанные в GB-A 2026566 и GB-A 2026054, или бисстильбеновый флуоресцентный оптический отбеливатель, такой как описанный в ЕР-А 624687. К флуоресцентным оптическим отбеливателям относятся производные диаминостильбендисульфоновой кислоты, тетрааминобисстильбендисульфоновая кислота и ее производные, тетрааминобисстильбентетрасульфоновая кислота и ее производные, а также тетрааминобисстильбенгексасульфоновая кислота и ее производные. В предпочтительном варианте флуоресцентные оптические отбеливатели готовят в форме водной концентрированной суспензии, обычно концентрацией по меньшей мере 30 мас.%, в частности примерно 60 мас.%.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения его объектом являются бумага и картон, которые могут быть изготовлены в соответствии с предлагаемым по изобретению способом.
В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является композиция, включающая набухающую глину, обладающую белизной по АЦБПр по меньшей мере 70, и полимерную удерживающую добавку. Эта набухающая глина и удерживающая добавка обладают такими свойствами, как представленные выше.
В предпочтительном варианте этой композиции она представляет собой композицию, в которой набухающей глиной служит бентонит.
В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является применение набухающей глины, обладающей белизной по АЦБПр по меньшей мере 70, для изготовления бумаги или картона.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является применение вышеописанной композиции для изготовления бумаги или картона.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является бумага или картон, который включает набухающую глину, обладающую белизной по АЦБПр по меньшей мере 70.
В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является вышеописанная бумага или картон, который дополнительно включает полимерную удерживающую добавку.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения его объектом является целлюлозная суспензия, включающий систему удерживания, содержащую набухающую глину, которая обладает белизной по АЦБПр по меньшей мере 70.
В предпочтительном варианте объектом изобретения является целлюлозная суспензия, дополнительно включающая полимерную удерживающую добавку.
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1
Готовят волокнистую массу с доведением ее консистенции (содержание сухого вещества) до 0,78 мас.%, включающую 37,5 мас.% древесины лиственных пород, 37,5 мас.% хвойной древесины и 25 мас.% осажденного карбоната кальция. В 500-миллилитровые аликвоты этой волокнистой массы добавляют раствор сополимера акриламида с метилхлоридной четвертичной аммониевой солью диметиламиноэтилакрилата (в массовом соотношении 75/25) с характеристической вязкостью выше 11,0 дл/г с расходом 0,75 фунта/т (375 част./млн) и перемешивают в течение 10 с. В эти аликвоты с расходом 4 фунта/т (2000 част./млн) добавляют бентонит А, поставляемый заводом в Уэйверли, шт.Джорджия, США и обладающий белизной 81. После 10 с сдвиговой обработки при 1000 об/мин волокнистую массу выливают в ручную листоотливную форму. Из каждой аликвоты волокнистой массы вручную в трех повторных экспериментах изготавливают листы и определяют белизну, флуоресценцию и непрозрачность. Для каждого листа рассчитывают среднее значение из двух показаний. По завершении испытаний на определение оптических свойств определяют зольность листа.
Примеры 2-4
Эксперимент примера 1 повторяют с использованием бентонита Б, который является технически доступным бентонитом, поставляемым из шт.Техас, США, и проявляющим показатель белизны 56, бентонита В, который является технически доступным бентонитом, поставляемым из Великобритании, со значением белизны 33, и микрогеля полидиоксида кремния Particol®™ ВХ (получен в соответствии с примером 1 заявки WO-A 98/30753) с расходом 1 фунт/т (500 част./млн).
Примеры 5-20
Эксперименты примеров с 1 по 4 повторяют, за исключением того, что перед добавлением акриламидного сополимера в каждую аликвоту в поставляемой форме вводят с расходом 10, 20, 30, 40 и 60 фунтов/т (соответственно 5000, 10000, 15000, 20000 и 30,000 част./млн) оптический отбеливатель (ООтб) Tinopal®™ PT Liquid New и осторожно перемешивают в течение 10 мин с последующим перемешиванием при 1000 об/мин в течение 10 с.
Результаты экспериментов примеров с 1 по 20 представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||||
| Пример | ООтб (фунтов/т) | Бентонит или микрогель диоксида кремния | Средняя общая белизна | Средняя флуоресценция | Средняя базовая белизна листа | Средняя непрозрачность | Средняя зольность листа (%) |
| 1 | 0 | А | 92,6 | 0,0 | 92,6 | 90,9 | 23,4 |
| 2 | 0 | В | 91,6 | 0,0 | 91,6 | 90,1 | 23,2 |
| 3 | 0 | Б | 92,0 | 0,0 | 92,0 | 91,2 | 23,1 |
| 4 | 0 | Particol ВХ | 92,5 | 0,0 | 92,5 | 90,1 | 23,0 |
| 5 | 10 | А | 96,1 | 3,8 | 92,3 | 90,4 | 21,5 |
| 6 | 10 | В | 95,6 | 3,8 | 91,8 | 90,1 | 20,8 |
| 7 | 10 | Б | 96,4 | 3,8 | 92,5 | 90,1 | 21,3 |
| 8 | 10 | Particol ВХ | 96,6 | 3,9 | 92,7 | 90,1 | 21,1 |
| 9 | 20 | А | 97,8 | 5,2 | 92,6 | 89,6 | 19,8 |
| 10 | 20 | В | 97,0 | 5,3 | 91,7 | 89,5 | 18,9 |
| 11 | 20 | Б | 97,3 | 5,2 | 92,1 | 89,6 | 19,0 |
| 12 | 20 | Particol ВХ | 98,1 | 5,6 | 92,5 | 88,6 | 18,5 |
| 13 | 30 | А | 98,3 | 6,1 | 92,2 | 88,8 | 18,3 |
| 14 | 30 | В | 97,2 | 6,0 | 91,2 | 89,3 | 17,5 |
| 15 | 30 | Б | 97,9 | 6,1 | 91,8 | 88,2 | 17,4 |
| 16 | 30 | Particol ВХ | 98,2 | 6,2 | 92,1 | 89,1 | 17,0 |
| 17 | 40 | А | 98,7 | 6,6 | 92,1 | 88,2 | 16,9 |
| 18 | 40 | В | 97,8 | 6,5 | 91,3 | 87,5 | 16,1 |
| 19 | 40 | Б | 98,2 | 6,6 | 91,6 | 87,7 | 16,0 |
| 20 | 40 | Particol ВХ | 98,7 | 7,0 | 91,7 | 87,3 | 15,5 |
| 21 | 60 | А | 98,7 | 7,4 | 91,3 | 86,8 | 15,0 |
| 22 | 60 | В | 98,6 | 7,5 | 91,1 | 86,6 | 13,9 |
| Пример | ООтб (фунтов/т) | Бентонит или микрогель диоксида кремния | Средняя общая белизна | Средняя флуоресценция | Средняя базовая белизна листа | Средняя непрозрачность | Средняя зольность листа (%) |
| 23 | 60 | Б | 98.7 | 7,4 | 91,4 | 85,9 | 13,8 |
| 24 | 60 | Particol ВХ | 99,0 | 7,8 | 91,2 | 85,5 | 12,5 |
Общая белизна
В таблице 1 представлена общая степень белизны отформованных вручную листов, изготовленных при каждой концентрации ООтб. С увеличением добавляемого количества продукта Tinopal®™ PT Liquid New белизна листов повышается. Таким образом, можно четко отметить, что при использовании бентонита с повышенной белизной белизна листов повышается. Можно также видеть, что когда используют бентонит А, требуется меньше ООтб по сравнению со случаями применения бентонитов с пониженной белизной. С целью добиться белизны 98 ед. для бентонита А требуются всего 20 фунтов/т ООтб, тогда как для того чтобы добиться той же белизны с применением бентонитов Б и В требуются соответственно 40 и 60 фунтов/т ООтб.
Флуоресценция
При испытаниях всех бентонитов никаких существенных различий показателей флуоресценции между ними не отмечают. Это указывает на то, что вклад в лист, обуславливаемый ООтб, в каждом случае оказывается аналогичным, вследствие чего общая степень белизны листов варьируется в зависимости от белизны бентонитов (как это следует из данных таблицы 1). Несколько более высокие значения флуоресценции достигаются обработкой листов микрогелем полидиоксида кремния Particol ВХ.
Базовая белизна
В таблице 1 также представлена базовая белизна листов, т.е. белизна, не повышаемая ООтб. Приведенные значения показывают, что с увеличением расхода ООтб при всех испытанных микрочастицах базовая белизна уменьшается. Это обусловлено уменьшением удерживания по мере повышения анионной активности с добавлением продукта Tinopal. В этом эксперименте с целью исследования различий белизны при обычном содержании бентонита удерживание за первый проход на постоянном уровне не поддерживают. Вследствие уменьшения удерживания понижается содержание ОКК (осажденный карбонат кальция) листов, которое воздействует на базовую белизну листа.
Однако базовая белизна листов указывает на то, что на белизну листов влияет белизна бентонита. Данные таблицы 1 показывают также, что листы с бентонитом В обладают меньшей белизной, чем с бентонитом Б, у которых она ниже, чем у содержащих бентонит А. При использовании бентонита А обеспечивается такая же белизна, как и в случае продукта Particol ВХ.
Непрозрачность
Как упомянуто в случае с базовой белизной листов, по мере увеличения расхода ООтб благодаря повышению анионной активности содержание ОКК уменьшается. Это ослабляет влияние удерживания компонентов зольности на непрозрачность листа, а также белизну. Из данных таблицы 1 очевидно также, что с увеличением расхода ООтб непрозрачность уменьшается. При различных микрочастицах никаких существенных различий непрозрачности не отмечают.
Зольность листа
Для каждого листа, изготовленного по ходу этого исследования, определяют зольность листа. Данные таблицы 1 показывают, что с увеличением расхода ООтб зольность листа уменьшается. Это подтверждается уменьшением удерживания, базовой белизны листов и непрозрачности вследствие повышенного содержания продукта Tinopal при сохранении количества удерживающей добавки. Приведенные значения также показывают, что благодаря бентониту А в листе удерживается больше компонентов зольности, чем в случаях других бентонитов или продукта Particol ВХ.
Таким образом, в заключение можно отметить, что применение бентонита с показателем белизны по меньшей мере 70 повышает белизну листов бумаги в сравнении с листами, отформованными с использованием других бентонитов, с пониженными показателями белизны.
Более того, можно легко заметить, что когда используют бентониты с пониженной белизной, для достижения аналогичной белизны листов требуются увеличенные количества ООтб.
Эквивалентная общая степень белизны и увеличенное удерживание компонентов зольности могут быть достигнуты при использовании бентонита с показателем белизны по меньшей мере 70. Это означает, что листы с эквивалентной белизной и увеличенным удерживанием наполнителя могут быть изготовлены с использованием бентонита с показателем белизны по меньшей мере 70.
1. Способ изготовления бумаги или картона, включающий приготовление водной целлюлозной суспензии, добавление в эту целлюлозную суспензию системы удерживания, дренирование суспензии на сетке с формованием бумажного полотна и сушку этого бумажного полотна, отличающийся тем, что система удерживания включает набухающую глину, показатель белизны которой по АЦБПр составляет по меньшей мере 70.
2. Способ по п.1, в котором набухающая глина представляет собой бентонит.
3. Способ по п.1 или 2, в котором система удерживания дополнительно включает полимерную удерживающую добавку.
4. Способ по п.1 или 2, в котором в целлюлозную суспензию вводят оптический отбеливатель для бумаги и картона.
5. Способ по п.1 или 2, в котором бумага или картон содержит наполнитель.
6. Способ по п.5, в котором наполнитель выбирают из группы, включающей осажденный карбонат кальция, измельченный карбонат кальция, каолин, диоксид титана и тальк.
7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что система удерживания включает набухающую глину, содержащую меньше 1 мас.% одного или нескольких соединений переходных металлов.
8. Бумага и картон, которые могут быть изготовлены по пп.1-7.
9. Композиция, включающая набухающую глину, обладающую белизной по АЦБПр по меньшей мере 70, и полимерную удерживающую добавку.
10. Композиция по п.9, в которой набухающая глина представляет собой бентонит.
11. Бумага или картон, включающий набухающую глину, обладающую белизной по АЦБПр по меньшей мере 70.
12. Бумага или картон по п.11, дополнительно включающий полимерную удерживающую добавку.
13. Целлюлозная суспензия, включающая систему удерживания, содержащую набухающую глину, которая обладает белизной по АЦБПр по меньшей мере 70.
14. Целлюлозная суспензия по п.13, дополнительно включающая полимерную удерживающую добавку.
