Способ изготовления гидрофобной бумаги

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.12.76 (21) 2434890/29-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.09.78.Бюллетень ¹ 35 (11) 624981 (51) М. Кл

Q 21 Н 3/38

Государстоенни и комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 676.49 (088.8) (45) Дата опубликования описаниями/.09 78

Д. А. Данилова, В. А. Динер, B. В. Лани

В. А. Полушкин, А.В, Власов и Б. Л. 1.светл (72) Авторы изобретения

Центральный научно-исследовательский ин и Центральный научно-исследовательский институт хлопчатобумажн ой промышленности (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИДРОФОБНОЙ БУМАГИ

Изобретение относится к бумажному производству и может быть использовано при изготовлении гидрофобной бумаги, а также других волокнистых материалов.

Известны способь-, придания бумаге гидрофобности путем проклейки ее в массе гидрофобизирующими веществами, например канифолью и ее производными.

Однако такие способы требуют применения дорогостоящих проклеивающих веществ.

Известны также способы придания бумаге гидрофобности путем введения в бумажную массу гидрофобного наполнителя без использования специальных проклеивающих веществ.

Так, известно введение в бумажную массу наполнителя-мела, предварительно обработанного гидрофобизирующим веществомполиорганогидросилоксановой жидкостью

ГКЖ-94 с последующим отливом бумажного полотна. Полученная бумага требует термической обработки, проходящей при температуре 120 — 130 С.

Однако такое техническое решение предполагает стадию предварительной обработки на пол нител я. Получение высокой степени проклейкк возможно только при условии термообработки бумаги при температуре выше 125 С, а не при 105 С, по существующей технологии получения бумаги. Такой способ возможен только при использовании в качестве наполнителя мела, в то время как наиболее распространенным наполнителем для бумаги является каолин.

Кроме того, известная обработка наполнителя не обеспечивает равномерного расйределения гидрофобизированного наполнителя и равномерной проклейки бумаги. Для

>о повышения равномерности распределения гидрофобизированного наполнителя могут быть использованы диспергаторы и смачиватели, что приводит к гидрофилизации и, тем самым, к снижению эффективности гидрофобизированного наполнителя.

Цель изобретения — экономия энергозатрат за счет снижения температуры термообработки.

Это достигается тем, что при реализации способа изготовления гидрофобной бумаги, включающего введение наполнителя в бумажную массу, его гидрофобизацию, отлив бумажного полотна и термообработку бумаги, гидрофобизацию наполнителя осуществляют после отлива бумажного. полотна б2498

3 путем вакуумирования полотна и последующей обработки его парами стирола, а в качестве наполнителя используют каолин.

Может быть также использован другой алюмосиликатный наполнитель, инициирующий полимеризацию стирола. Стирол берут в количестве 0,1 — 4О/р от массы коалина, предпочтительно 0,1 — 0,2 /ц.

Для повышения степени удержания каолина может быть использован полиэтизенимин в количестве 0,02 — 0,05 /о от массы

1О абсолютно сухого волокна.

При проведении этого процесса на каолине, равномерно распределенном в полотне, происходит спонтанная полимеризация стирола. Образующийся слой полистирола равномерно обволакивает частицы каолина. При контакте бумажного полотна с поверхностью сушильных цилиндров бумагоделательной машины термопластичный полистирол частично смачивает поверхность волокон целлюлозы, вследствие чего и достигается эффект проклейки бумаги, а также улучшение ее механических свойств в сухом и влажном состоянии.

Явление спонтанной полимеризации стирола на каолине обусловлено особым кристаллохимическим строением алюмосиликатных наполнителей, в частности каолина, и не обнаружено на других минеральных наполн ител ях.

Пример 1. На лабораторном листоотливном аппарате изготовляют обычным способом образцы бумаги из целлюлозы (сульфитная беленая марки А-1, степень помола 35—

37 ШР) и каолина Просяновского месторождения. Проводили три опыта с различным содержанием каолина в бумаге и четвертый опыт — без каолина. В таблице 1 приведе35 ны композиция полученных образцов бумаги, их качественные показатели и расход стироЛ Q..

С полученных образцов бумаги удаляют кислород вакуумированием до 1 мм ртутного столба, выдерживают их в парах стирола при комнатной температуре в течение 30 мин и подвергают термообработке при температуре 105 С.

Как видно из приведенных результатов, предлагаемая обработка не придает гидро- 45 фобности ненаполненной каолином бумаге.

Для иллюстрации важности гидрофобизации наполнителя именно после введения

4

его в бумагу были поставлены следующие контрольные опыты.

Пример 2. В условиях, приведенных в примере 1, на поверхности частиц каолина полимеризуют стирол. Полученный гидрофобный каолин, модифицированный полистиролом, вводят в бумажную массу и формуют на листоотливном аппарате образцы следующей композиции: целлюлоза сульфатная беленая, степень помола 35 — 37 ШР— 85 /р, каолин — 15О/О. При этом гидрофобный наполнитель не распределяется равномерно в бумажной массе, что приводит к образованию крупных агрегатов каолина на поверхности бумажного полотна.

Пример 3. Формуют отливки композиции, приведенной в примере 2, но для диспергирования гидрофобного каолина вводят смачиватель алкамон ДС в количестве 0,1О/, от массы каолина.

Свойства полученной бумаги приведены в таблице 2.

При сравнении предложенного способа обработки с известным видно, что показатели гидрофобности остаются примерно на том же уровне, а большая эффективность проведения процесса по предложенному способу определяется возможностью изготовления бумаги из волокнистого сырья и каолина обычным способом без предварительной стадии гидрофобизации наполнителя и его диспергирования в бумажной массе, а также дополнительной термоооработки полотна при повышенной температуре (120 — 130 С).

Таким образом, использование предлагаемого способа гидрофобизации бумаги обеспечивает по сравнению с существующими способами (в том числе и известныч) возможность формирования бумаги обычным спо собом без необходимости обработки бумаги при температуре 120 — 130 С вместо принятой 100 — 105 С; исключение дорогостоящих природных и синтетических проклеивающих веществ, а также глинозема; использование мономерного соединения и, тем самым, исключение стадии его предварительной полимеризации; исключение стадии предварительной гидрофобизации наполнителя и необходимости его последующего диспергирования, а также сохранение прочностной структуры бумажного полотна, нарушаемой при проклейке в массе известными способами.

624981

Т а б л и ц а

18,6

2500 2800

27 00 2600

4,8

1,75 4,0

19,2

2200 2100

2550 2550

5,4 - 7,2

4,8

4,8

П р и м е ч а н и е: В опытах 1,2,4 испытываются образцы бумаги массой 60 г/м, в опыте 3 - массой 65 г/м

2 2

Таблица 2

3700 3500

15

Формула изобретения

Составитель О. Маслаченко

Редактор Н. Разумова Текред О. Луговая Корректор Л. Небола

3 а к а з 536 /27 Тираж 497 Подписное

LLHHHllH Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4>5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4

1 26 02

2 48 02

3 146 01

4, 0 0

Способ изготовления гидрофобной бумаги включающий введение наполнителя в бумажную массу, его гидрофобизацию, отлив бумажного полотна и термообработку бумаги, отличающийся тем, что, с целью экономии энергозатрат за счет снижения температуры термообработки, гидрофобизацию наполнителя осуществляют после отлива полотна путем вакуумирования полотна и последующей обработки его парами стирола, а в качестве наполнителя используют каолин.