Способ приготовления бумажной массы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 528366

Союз Советских

Социалистических

Республик,л

1 к;i б .: < ° т: (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.07.74 (21) 2044133. 12 с присоединением заявки М (51) Ч. 1хл. - D 21Н 3/70

Совета Министров СССР по делам изобретений ч открытий (53) УДК 676.16.02 (088.8) Опубликовано 15.09.76. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 17.09.76 (72) Авторы изобретения

А. С. Смолин, В. А. Амосов, В. М. Михайлова, Б. И. Энтин, П. Ф. Белогуров, А. М. Гущо и А. Ю. Скайсгирис

Всесоюзное н.,учно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к способу приготовлеHèÿ бумажной массы, используемой затем для производства бумаги.

Известный спосоо .приготовления бумажной массы осуществляют путем размола целлюлозы в присутствии щелочного раствора цинката натрия (ча ХпОе), вводимого в количестве

0,1 — 0,25 ; с на размалывающих аппаратах периодического действия с последующим сортированием. Цинкат натрия вводят в оумажную массу непосредственно перед размолом в виде щелочного раствора, состоящего из

33 " 0 цинката натрия (Ха Лп02), 40% едкого натра (NaOH) и 27 хлорида натрия .хаС1 (от общего количества растворенных веществ) при общем содержании во вводимом в массу растворе 4,5 г л сухого вещества.

Недостатком известного способа приготовления бумажной массы является сравнительно невысокий эффект влияния «рольной добавки» (|цинкатсодержащего щелочного раствора), из-за чего невозможно применять его в условиях непрерывного размола, а применение его для размола небеленой целлюлозы малоэффективно в любом случае. Г1рисутствие хлорида натрия в цинкатном растворе и в массе снижает эффект влияния на целлюлозу цинката натрия.

Цель изобретения — повышение прочности получаемой бумаги, ее жиронепроницаемости и прозрачности.

Поставленная цель достигается тем, что в бумажную массу перед размолом вводят в качестве вещества, спосооствующего набуханию целлюлозы, гидротропное вещество в нейтральной или щелочной среде или смесь гидротропного вещества и вещества, усиливающего действие гидротропного вещества на целлюлозу в щелочной среде. В качестве гидротропного вещества используют карбамид, его

)О производные, или сульфосалицилат, или тиоцианат натрия в количестве 0,1 — 2,0% от веса целлюлозы, а в качестве вещества, усиливающего действие гидротропного вещества, используют цинкат натрия или лития или станнат,ще15 лочного металла в количестве 0,05 — 0,5 /с от веса целлюлозы.

Способ приготовления бумажной массы осуществляют следующим образом.

Перед размолом в бумажную массу вводят

20 0,1 — 2,0% гидротропного средства или смесь химикатов из 0,1 — 0,2% гидротропного средства и 0,05 — 0,5% вещества, усиливающего его действие в щелочной среде. Далее проводят размол при требуемой концентрации мас25 сы любым периодическим или непрерывным способом с последующим сортированием.

Влияние гидротропных средств в нейтраль,ной или щелочной среде на бумажную массу зависит от их концентрации.

30 Содержание 0,01 —.1,5% пидротропното средства (к воде бумажной массы) усиливает и

528366 ускоряет набухание целлюлозы в процессе размола, в результате улучшаются механические свойства бумаги и снижается расход энергии на размол (та бл. 1 — 3). При повышеH}IH концентрации тидротропных средств до 2 — 3 /о и более процесс размола еще более интенсифицируется, в результате этого при продолжительном размоле целлюлоза может перейти в гелеподобное состояние (садкость около О), что позволяет использовать ее для связывания волокон в сухом волокнистом слое путем пропитки последнего такой однородной субстанцией.

С ростом концентрации гидpoTponHblx добавок жиронепроницаемость и прозрачность бумаги возрастают, однако при содержании их в размалываемой массе более 2 — 3 /о прочность бумажного листа падает из-за снижения,подвижности системы межволоконных связей в листе.

Повышение эффекта влияния гидротропных средств на целлюлозу (или снижение их эффективных концентраций) вызывают в щелочной среде специальные вещества, такие как цинкат натрия NagZnOg, цинкат лития LigZnOg, станнат натрия Na SnOq, станнат лития LiqSnO>, при концентрации О,О5 — 0,5О/о от веса волокна.

Наличие в бумажной массе гидротропного средства в сочетании с веществами, усиливающими гидротропное действие на целлюлозу, приводит к качественно новому эффекту. Если гидротропное средство, осооенно в щелочной среде, стимулирует набухание целлюлозы при размоле, то в присутствии цинката, образующего комплексное соединение с целлюлозой, набухание переходит в частичное, или даже полное растворение. При этом (что особенно важно для бумажной массы высокой степени помола) используемые добавки не затрудняют обезвоживания и не требуют специальных приемов для фиксации ча целлюлозном волокне. В то же время карбамид (мочевина) практически нацело сорбируется волокном, что положительно сказывается на характеристике стоков.

Удерживаемость мочевины в производственных условиях составляет 95 — 9i8О/О. Предла,гаемые вещества являются недефицитными и недорогими реактивами, имеющими минимальную токсичность или совершенно нетоксичными. Так, окись цинка сравнительно дешева, малотоксична и производится в промышленности в значительных количествах. Карбамид также не является токсичным веществом, его добавляют в корм скоту, применяют в медицине для заживления ран и язв, применяют для удобрения рыбоводных прудов.

B опытах с применением кар бамида в щелочной и нейтральной среде, проведенных в производственных условиях, получают более качественный подпергамент, а также снижают расход электроэнергии на размол.

Применение предлагаемого способа приготовления бумажной массы не требует установки специального сложного оборудования или изменения технологического режима. Применение гидротропных средств условиях приготовления оумажной массы повышает механические свойства получаемой бумаги, снижает расход электроэнергии на размол, повышает прозрачность и жиронепроницаемость бумаги. Указанные средства можно применять в производстве бумаги и картона в широком ассортименте.

10

Как показано в табл. 1, добавка гидротропных средств в количестве (0,05 — 0,5/о, раствор) положительно сказывается на прочностных показателях бумаги. В то же время увеличение дозировки до 2 — 3%-:ной концентрации приводит к падению физико-механических хара ктеристик.

Как следует из табл. 2, размол целлюлозы в присутствии гидротропного вещества в щелочной среде повышает механические показатели бумаги в среднем на 10 — 30%. Так, размол целлюлозы в среде карбамида повысил разрывную длину бумаги с 4070 до 4500 м, сопротивление излому с 469 до 1917, сопротивление продавливанию возросло с 2,6 до

3,2 кг/см . Размол целлюлозы в среде тиокарбамида дал в результате бумажный лист с разрывной длиной 9390 против 8420 м— для контрольного опыта, сопротивлением излому 4211 против 3107 и сопротивлением продавливанию 6,7 против 6,1 кг/см . В табл. 3, в опытах 1, 2 и 5 — 8 используют сульфатную небеленую целлюлозу, в опытах 3, 4 — сульфитнсю оеленую.

Как следует из данных таол. 3, размол целлюлозы в среде гидротропное вещество-усиливающее вещество дает возможность получить бумажный лист повышенной механической прочности. Так, размол в среде цинкаткарбамид повышает разрывную длину бумаги с 7480 до 90i80 м, а сопротивление продавливанию с 5,0 до 6,6 кг/см — для сульфатной целлюлозы, и разрывную длину с 3600 до

4600 м, сопротивление продавливанию с 1,9 до

2,2 кг/см - — для сульфитной беленой. Размол сульфатной небеленой целлюлозы в среде станнат-карбамид повысил разрывную длину бумаги с 7520 до 9600 м, а сопротивление продавливанию с 5,0 до 6,2 кг/см - .

Из данных табл. 4 следует, что размол целлюлозы в среде вода-карбамид-едкий натр при рас.ходе этих химикатов 0,5 — 1,0 /о от веса волокна существенно повышает жиронепрони цаемость бумаги (с 30 до 180 c).

Из данных табл. 5 следует, что размол целлюлозы в среде гидротропных веществ при расходе последних в количестве 0,5 — 1,0 /о от веса волокна повышает прозрачность бумаги.

Так, в опытах с добавкой мочевины прозрачность бумаги возросла с 31,7 до 37,2 /о, на

5,5%, т, е. более чем на 17 /О от первоначальной величины.!

528366

Таблица 1

Размол сульфитной беленой целлюлозы в присутствии гидротропного вещества, среда нейтральная

Сопротивление излому, циклы

Масса

1 кР, г азрывная астяжидлина, м мость, :, Количество дооавки, Х сШР

Тиомочевина

) т

2,4

5980

62

2 6

2,9

2 4

2 7

420

П р и м е ч а н и е. Целлюлоза с тиомочевиной желтеет.

Табл rцa 2

Размол сульфатной небеленой целлюлозы на лабораторной мельнице ЦРЛ в присутствии гидротропного средства, среда щелочная!

Сопротивле- Сопротивле

HlIL. излому, ние раздпЦИКЛЬ! Рàèi;Ю, ГС

Сопроти вление продавливанию (аосолютное), кг, c !-

51асса

1м-, г

Разрывная длина,. м

=ШР

Количество дооавкн,, 0,5)VaOH

1,,0OC(NH,1, 191 7

107

4500

250

469

4070

105

216

3821

8940!

142

6,8

2887!

158

6,0 (0,511аОН

О, оБС(1 (Н,)2

9390

4211

101

6 7

121

3107

8420

102

6,1

1ЗО

0,5NaOH

0,5

C HOSXa

39I 6

8780

105

6,7

161

105

2720

8300

)68 (6,0

Ыочевина ОС(МН2)

0,05

0,5

2,0

3,0

0,05

0,5

2,0

З,О

Натрий сульфосалициловокнслы!1

С,Н,О,ЯЫа

0,55 0,5г)аОН

1,0 (ОС(МН,>, 61

63

62

6;

62

61

94

106

102

1 I)() G8

63

98

106

53"0

5200

2.7

З,О

2 5

2,Э

Соп рот и влепии!е продав ти вагино, кг ск! - !

".6

,/

З,о

3,3

1,84

1.85

3,10

2,9)0

1,50

349

409

4 9

301

144

158

303

179

110 528366

Таблица 3

Таблица 5, Cii

io

t

-o

> о сд

1)розра ист) Отливок, ъ

Количество;(обавки, 1

0 г с> и

О о> о

1) 1= (3>) с» и Количество добавки, 31,7

10 10

О С()(Н), 0,5

)ч а ОН

8, 37,2

7480 3941

9080 378) 104

5,0

1,35 NaOH

0,44 ZnO

6,25 ОС()чН2)в

6."

105

2) 1,0

SC(N I) )

iUaOI

35,1

0,5 NaOH

0,2 ZnO

1,0 ОС())Н,), 4579 GÇ

3600 56

2,15

24 109

1,90

109

Формула изобретения

6 2

0,5 NaOI0,3 SnO

),0 ОС(ХН,), 9600 3845

75200 3310

7900 3811

9310 4040

20 100

5,0

105

5,3

G,4

2) 104

0,3 LiOH

0,2 ZnO

1,0 ОС(ХН,)2 /

102 о4

Таблица 4

)Кироненроницаемость

35 по методу Ai>pb, с

КоличестБО добавки, J по трансформаторному маслу, ыг

Менее 30

88

1,0ОС ())1-1,)

0,5NaOH

180

),IeIIee 30

1,0ХБК))!Ц (химически чистый) (. )c i IIIIITcль Г. Кочеток

Техред М. Семенов

Редактор Е. Хорина

Корректор А. Дзесова

Заказ !839 17 1)зд, М 15)5 ) Тираж 520 11одиисное

III IH!!IIII Государе)венного комитета Сове)а 5)инистро)3 Г(ГР."10 с.lа i изоорст(и .1Il II Открыт))Й

113035, Моск!Ia, j)(;35, Раушская нзб., д 4 5

Тю)ография, пр, Сапунова, 2

Размол целлюлозы на.мельнице ЦРА в среде гидротропного вещеетра в присутствии усиливающих веществ

)Киронепроницаемость подпергамента, полученного при размоле сульфитной беленой целлюлозы в различных средах

Прозрачность бумаги, полученной при размоле сульфитиой беленой целлюлозы в среде гидротропного вещества

1. Способ приготовления бумажной массы путем размола цел:полозы в среде водного раствора веществ, способствующих набуханию целлюлозы, с последующим сортированисм массы, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности получаемой бумаги, ее жиронепроницаемости и прозрачности, в бу,мажную массу перед размолом вводят в качестве вещества, способствующего набуханию целлюлозы, гидротропнос вещесто в нейтральной или щелочной среде или смесь гидротропного вещества и вещества, усиливающего действие гидротропного вещества на цс. )люлозу в щелочной среде.

2. Способ по и. 1, отлпчa îщпйся тсм, что в качестве п(дротропного всщсства пспольз) ют карбамид, сго производны, илп сульфосалицилат, плп тпоцианат натрия в количестве 0,1 — 2% от веса целлюлозы.

3. Способ по п. 1, отл и ч а ющи с я тем, ITo в качествс вещества, усиливающего действие гидротропного всщеста, используют цпнкат натрия илп лития H;IH станнат щ ло:IHOI мсгa;iла в коли:!сстве 0,05 0,5," от Вееа целлюлозы.