Способ получения наполненной бумажной массы


 


Владельцы патента RU 2546721:

ЗАО (р) "Туринский целлюлозно-бумажный завод" (RU)
ОАО "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (RU)

Изобретение относится к способу получения наполненной бумажной массы для изготовления разных видов бумаги для печати, например, типографской, офсетной, газетной, с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция. Способ включает размол целлюлозы до заданной степени помола и приготовление суспензий размолотой целлюлозы и карбоната кальция. Затем осуществляют обработку суспензии карбоната кальция модифицирующим агентом, смешение суспензий волокна и обработанного карбоната кальция с получением волокнистой массы. В волокнистую массу добавляют проклеивающий компонент и вспомогательное вещество с получением бумажной массы. В качестве модифицирующего агента используют нанопорошки оксида или гидроксидов алюминия или их смесей с его количеством 0,5-2,5% от массы карбоната кальция. В качестве проклеивающего компонента используют димер алкилкетена, а в качестве вспомогательного вещества - катионный крахмал в количествах 0,3-0,4 и 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в бумажной массе соответственно. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении степени удержания наполнителя. 1 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к производству наполненных видов бумаги для печати, например типографской, офсетной, газетной, и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

В производстве наполненной бумаги в качестве наполнителей используют карбонат кальция, двуокись титана, каолин, тальк, бентонит и многие другие неорганические материалы. В патентной литературе отмечается возможность использования в качестве наполнителей в бумажную массу предварительно обработанных неорганическими коллоидными частицами таких соединений, как оксид и гидроксид алюминия (WO 2004/092482, D21H 17/69, опубл. 28.10.2004).

Возможно также использование измельченного гидроксида алюминия Al(ОН)3 как в качестве наполнителя в бумажную массу, так и в качестве компонента меловального состава (US, 2010/0175844, D21H 19/36,17/69, опубл. 15.07.2010). Al(ОН)3 хорошо сочетается с другими неорганическими соединениями, например с карбонатом кальция, используемыми в указанных целях.

Известен способ получения пигмента, состоящего из частиц диоксида титана, покрытых частицами фосфата или оксида алюминия (RU, 2008135143, С09С 1/36, опубл. 10.03.2010). Модифицирование диоксида титана упомянутыми частицами проводят их химическим осаждением, а полученный при этом пигмент предлагают использовать в качестве компонента в меловальных составах.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ изготовления бумаги для печати путем приготовления бумажной массы с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция и формования из нее бумажного полотна (пат. RU №2213822, D21H 23/02, опубл. 10.10.2003 г.). В способе бумажную массу получают следующим образом. Готовят 2,2%-ную суспензию целлюлозы со степенью помола 26-280ШР, суспензию мела и 2,2%-ный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), обладающей модифицирующими свойствами. Этим раствором обрабатывают суспензию карбоната кальция путем его введения в суспензию и перемешивания смеси в течение 60 мин. Далее в нее подают смесь солей Na2SO4 и NaCl и получают суспензию модифицированного карбоната кальция. Na-КМЦ расходуют в количестве 2,5-5,0% от массы карбоната кальция.

Обработанную модифицирующим агентом суспензию карбоната кальция смешивают с суспензией целлюлозных волокон с учетом его расхода 180 кг на 1 т бумаги и получают наполненную волокнистую массу.

В нее в качестве проклеивающего агента вводят модифицированный канифольный клей, а также, в качестве вспомогательного вещества, глинозем. Из полученной бумажной массы формуют бумажное полотно, высушивают его и получают наполненную бумагу.

Недостатками этого способа являются низкая степень удержания наполнителя в бумаге.

Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является повышение степени удержания наполнителя.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе получения наполненной бумажной массы для изготовления разных видов бумаги с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция, включающем размол целлюлозы до заданной степени помола, приготовление суспензий размолотой целлюлозы и карбоната кальция, обработку суспензии карбоната кальция модифицирующим агентом с его количеством 0,5-2,5% от массы карбоната кальция, смешение суспензий волокна и обработанного карбоната кальция с получением волокнистой массы, добавление в нее проклеивающего компонента и вспомогательного вещества с получением бумажной массы, согласно изобретению в качестве модифицирующего агента используют нанопорошки оксида или гидроксидов алюминия или их смесей, в качестве проклеивающего компонента используют димер алкилкетена, а в качестве вспомогательного вещества - катионный крахмал в количествах 0,3-0,4 и 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в бумажной массе соответственно. Количество модифицированного карбоната кальция в бумажной массе в расчете на ее сухие вещества составляет 18-22%.

Способ осуществляют следующим образом.

В емкость с водой при перемешивании подают карбонат кальция в количестве 180-190 г/дм3 и получают суспензию наполнителя. Ее перемешивают в течение 20-40 мин и затем при перемешивании в нее подают модифицирующий агент в виде нанопорошков оксида алюминия, гидроксидов алюминия или их смесей с его количеством 0,5-2,5% от массы карбоната кальция или от 5 до 25 г на 1 кг карбоната кальция в емкости и получают суспензию модифицированного карбоната кальция. После дополнительного перемешивания в течение 10-15 мин ее перекачивают в расходную емкость, снабженную перемешивающим устройством.

Смесь бисульфитной целлюлозы, состоящей, например, из 70-80% хвойных и 20-30% лиственных волокон при их концентрации 2,2-2,5% размалывают до степени помола 23-290ШР и направляют в бассейн с известным объемом.

Далее суспензии смешивают при их заданном соотношении и получают дисперсию волокнистой массы. В нее при перемешивании последовательно вводят проклеивающий компонент в виде эмульсии димера алкилкетена в количестве 0,3-0,4%, а также вспомогательное вещество в виде катионного крахмала в количестве 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в дисперсии и получают бумажную массу.

Из этой массы на БДМ формуют бумажное полотно массой 80 г/м.

Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.

Пример 1. В смесителе заданного объема готовят суспензию карбоната кальция с его концентрацией 185 г/дм3. В нее подают нанопорошок оксида алюминия в количестве 25 г на 1 кг карбоната кальция и получают суспензию модифицированного наполнителя.

Готовят также суспензию целлюлозных волокон, размолотых до степени помола 260ШР.

Обе дисперсии при заданном их соотношении смешивают, в полученную смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионного крахмала в количествах 0,3 и 0,6 мас.% соответственно, в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и окиси алюминия в сумме составляет 18% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 2. В отличие от примера 1 суспензию карбоната кальция готовят с его содержанием 180 г/дм, в нее вводят нанопорошок гидроксида алюминия в виде бемита в количестве 5 г на 1 кг карбоната кальция. Целлюлозу размалывают до 290ШР.

Обе дисперсии при заданном их количественном соотношении смешивают, в полученную смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионный крахмал в количестве 0,4 и 0,5%, в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и бемита составляет 22% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 3. В отличие от примера 1 суспензию карбоната кальция готовят с его содержанием 190 г/дм3, в нее вводят нанопорошок гидроксида алюминия в виде гидраргиллита в количестве 15 г на 1 кг карбоната кальция. Целлюлозные волокна размалывают до 230ШР и из них готовят суспензию. Обе суспензии смешивают, в смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионный крахмал в количестве 0,35 и 0,7% соответственно в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу.

Содержание в ней карбоната кальция и гидраргиллита составляет 20% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 4. В отличие от примера 1 в качестве модифицирующего агента используют нанопорошок смеси равных количеств оксида алюминия и бемита при ее расходе 20 г на 1 кг карбоната кальция. Степень помола целлюлозы в ее суспензии 260ШР. Обе суспензии при заданном их соотношении смешивают, в смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионный крахмал в количестве 0,4 и 0,5 мас.% в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и нанопорошка равно 19% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 5 (по аналогу). Готовят суспензию карбоната кальция с его концентрацией 185 г/дм3. Готовят 2,2%-ный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Готовят также суспензию целлюлозы со степенью помола 260ШР.

Раствором Na-КМЦ обрабатывают суспензию карбоната кальция путем их смешения с последующим перемешиванием в течение 60 мин с образованием суспензии карбоната кальция в растворе Na-КМЦ. Расход этого модифицирующего агента составляет 2,5% в расчете на массу наполнителя. Далее в эту суспензию добавляют смесь равных долей сульфата и хлорида натрия в количестве смеси 2,8% от массы сухих веществ Na-КМЦ. Обработанную суспензию карбоната кальция смешивают с суспензией целлюлозы при заданном их соотношении, в смесь добавляют модифицированный канифольный клей в количестве 1,1% в расчете на массу сухих веществ смеси и сульфат алюминия в качестве вспомогательного вещества и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция составляет 18% в расчете на массу сухих веществ.

Из бумажной массы по всем примерам формуют бумажное полотно массой 80 г/м2.

Показатели образцов бумаги по примерам приведены в таблице.

Влияние на характеристики бумаги изменений соотношения в смеси хвойной и лиственной целлюлозы в указанных выше диапазонах не обнаружено.

Таблица
Наименование показателей Примеры выполнения
1 2 3 4 5
Масса 1 м2, г 79,3 80,1 79,7 79,6 80,3
Разрывная длина, м 5090 5210 4990 5060 5020
Прочность на излом, ч.д.п. 70 68 72 65 66
Массовая доля золы, % 15,4 17,0 16,3 16,8 12,2
Белизна, % 95,1 95,0 94,3 94,3 94,7
Стойкость поверхности к выщипыванию, IGT, м/с 2,3 2,2 2,0 2,1 2,2
Удержание наполнителя, % 85,5 77,3 81,5 88,4 67,6

1. Способ получения наполненной бумажной массы для изготовления разных видов бумаги с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция, включающий размол целлюлозы до заданной степени помола, приготовление суспензий размолотой целлюлозы и карбоната кальция, обработку суспензии карбоната кальция модифицирующим агентом, смешение суспензий волокна и обработанного карбоната кальция с получением волокнистой массы, добавление в нее проклеивающего компонента и вспомогательного вещества с получением бумажной массы, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего агента используют нанопорошки оксида или гидроксидов алюминия или их смесей с его количеством 0,5-2,5% от массы карбоната кальция, в качестве проклеивающего компонента используют димер алкилкетена, а в качестве вспомогательного вещества - катионный крахмал в количествах 0,3-0,4 и 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в бумажной массе соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество модифицированного карбоната кальция в бумажной массе в расчете на ее сухие вещества составляет 18-22%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам изготовления проклеенной бумаги. .

Изобретение относится к технологии изготовления бумаги или картона. .

Изобретение относится к технологии изготовления бумаги или картона. .
Изобретение относится к технологии изготовления бумаги или картона. .
Изобретение относится к технологии получения бумаги и картона. .

Изобретение относится к технологии изготовления бумаги из водной суспензии, содержащей целлюлозные волокна и необязательные наполнители. .

Изобретение относится к технологии изготовления шлихтованной бумаги. .

Изобретение относится к способам изготовления бумаги (включая картон) и, в частности, к способам изготовления бумаги, упрочненной крахмалом. .

Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Удерживающая система, добавляемая в поток бумажной массы для производства бумаги или картона, включает водорастворимый катионный полимер и наноцеллюлозу.
Настоящее изобретение относится к способу получению гетерогенной смеси, используемой в бумажной промышленности. Описан способ изготовления гетерогенной смеси полимеров, включающий: (a) введение в раствор первой порции инициатора полимеризации и одного или нескольких анионных или катионных мономеров, причем мономеры несут один и тот же заряд; (b) введение в раствор второй порции инициатора полимеризации и одного или нескольких неионных мономеров; (c) введение третьей порции инициатора полимеризации и одного или нескольких ионных мономеров, заряд которых противоположен заряду мономеров из (а); (d) постепенное введение четвертой порции инициатора полимеризации для реакции любого оставшегося мономера с образованием гетерогенной смеси полимеров; и (е) при необходимости нейтрализацию полученной гетерогенной смеси полимеров, при этом анионные мономеры выбирают из группы, состоящей из: (1) акриловой кислоты, (2) метакриловой кислоты, (3) стиролсульфокислоты, (4) винилсульфокислоты, (5) акриламидо метилпропансульфокислоты и (6) их смесей; катионные мономеры выбирают из группы, которая включает: (1) диаллилдиметиламмоний хлорид, (2) акрилоилэтил триметиламмоний хлорид, (3) метакрилоилэтилтриметиламмоний хлорид, (4) акрилоилэтилтриметиламмоний сульфат, (5) метакрилоил этилтриметиламмоний сульфат, (6) акриламидопропилтриметиламмоний хлорид, (7) метакриламидопропилтриметиламмоний хлорид, (8) некватернизованные формы (2)-(7), (9) винилформамид (впоследствии гидролизуемый в виниламин) и (10) их смеси, и неионные мономеры выбирают из группы, состоящей из: (1) акриламида, (2) метакриламида, (3) N-алкилакриламида, (4) винилформамида и (5) их смесей.
Изобретение может быть использовано в химической и целлюлозно-бумажной отраслях промышленности. Золь на основе диоксида кремния имеет концентрацию растворимого диоксида кремния менее примерно 800 мг SiO2/л, содержание SiO2 по меньшей мере 3 масс.
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, к составу массы для производства мелованных сортов бумаги, требующих высокого качества бумаги-основы, в частности может использоваться при получении легкой мелованной бумаги.

Изобретение относится к способу производства бумаги с наполнителем или картона. .

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для использования в производстве печатных видов бумаги аэродинамическим способом формования с целью повышения индекса прочности бумаги, увеличения удержания наполнителя в полотне бумаги и улучшения оптических свойств бумаги.

Настоящее относится к композициям альдегид-функционализированных полимеров, стабилизированных неорганическими солями, органическими добавками или их комбинациями, к способу увеличения срока хранения композиции. Стабилизирующие добавки могут добавляться к альдегид-функционализированным полимерам до образования стабилизированной альдегид-функционализированной полимерной композиции на любой стадии реакции функционализации. Композиция содержит один или более альдегид-функционализированных полимеров со средневесовой молекулярной массой по крайней мере приблизительно 50000 г/моль. По крайней мере одна стабилизирующая добавка содержит в качестве неорганической соли соли щелочных, щелочноземельных металлов, их гидратов и любую комбинацию из них. В качестве органической добавки стабилизирующая добавка может содержать диолы, триолы, полиолы, глицерин, этиленгликоль, сахариды, мочевину и любую комбинацию из них. Также описан способ получения материала, имеющего целлюлозные волокна, и использование композиции для производства волоконно-целлюлозных изделий в бумагоделательном процессе. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл., 8 пр.
Наверх