Способ изготовления окрашенной бумаги

 

Союз Советских

Социалмстических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и>746О12

) (з (6f) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 300678 (2) ) 2635842/29-12 (53)М. Кл,х с присоединением заявки И9

D 21 Н 3/80

Государственный комитет

СССР п0 делам .изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0780. Бюллетень Н<2 2

Дата опубликования описания 070780 (53) УДК 676. 522 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л.И. Чекунина, A.T. Капанчан, В.В. Лапин, A.Â. Кучменко и Т.В. Самсонова

Центральный научно-исследовательский институт бумаги (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКРАШЕННОЙ

БУМАГИ

Изобретение относится к производству окрашенной бумаги из целлюлозных или древесных волокон, широко используемой в народном хозяйстве.

Известно крашение бумаги в массе и крашение поверхности готовой бумаги.

Крашение бумаги с поверхности целесообразно проводить на высокоскоростных машинах при непрерывном процессе и при получении бумаги с односторонним окрашиванием. Однако поверхностное крашение не обеспечивает достаточной интенсивности окраски и не позволяет красить клееные виды бумаги.

Известен способ изготовления окрашенной бумаги, согласно которому готовят бумажную массу, отливают бумажное полотно и обрабатывают его в красильной ванне в равномерно направленном электрическом поле., Одновременно создают ультразвуковое поле с частотой колебаний 800 кГц.

Этот способ поиводит к ускорению процесса крашения за счет сокращения времени обработки красителем и к некоторому повышению интенсивности окраски за счет увеличения диффузии, мрлекул красителя внутрь полотна бумаги (1), Однако он не обеспечивает достаточной интенсивности окраски бумаги и не устраняет разносторонность окрашивания. Кроме того, этот способ осуществим лишь при крашении бумаги, обладающей повышенными показателями механической прочности в сухом и влажном состоянии, яв- . ляется довольно сложным, так как требует установки специального приспособления для озвучивания готового бумажного полотна и требует создания дополнительного равномерно направленного электрического поля °

При получении интенсивно окрашенной. бумаги проводят крашение

20 бумаги в массе. При этом требуется значительный расход красителя и электролита. ОбязатеЛьное зВедение необходимого количества электроли" та, например сернокислого алюминия, 25 обусловлено режимом крашения в за-. висимости от характера красителя и композиции бумажной массы (для преодоления отрицательно заряженного силового поля.и для за30 крепления красителя на волокне).

/4601 2

Процесс крашения проводят при различных значениях рН бумажной массы.

Известен способ крашения путем использования различных вспомогательных средств. Так, для повышения растворимости красителя и увеличения диффузии его в волокйо используют гидрофильные органические растворители типа алкил- или ариламинов (2) °

Однако введение органических растворителей ухудшает санитарно-гигиенические условия труда из-за отрицательного токсикологического и пожароопасного воздействия.

Ближайшим к предложенному является способ крашения бумажной массы в водной среде метиновыми красителями, причем их берут в количестве 5

70 масс,Ъ (3), Недостатком данного способа является низкая светопрочность окраски, при этом не устраняется разносторонность окрашивания, Цель изобретения — повышение глубины прокрашивания бумаги.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления окрашенной бумаги путем приготовления бумажной массы, ее окрашивания и отлива бумажного полотна окрашивание бумажной массы ведут в поле ультразвуковых колебаний при частоте 22-44 кГц.

При обработке бумажной массы (суспензии волокна, наполнителя, клея и других составляющих компонентов) красителем в поле ультразвуковых колебаний уменьшается разносторонность окраски готовой бумаги, повышается ее интенсивность (глубина прокрашивания волокна) при одновременном возрастании физико-механических свойств, Интенсификация процесса крашения бумаж»ой массы в поле ультразвуковых колебаний происходит в совокупности эа счет активирования волокна и самого красителя. Известно, что целлюлоэные волокна, подвергнутые ультразвуковому облучению, сильнее набухают в воде, что приводит к расширению микронов волокна.

Кроме того, ультразвуковые колебания способствуют фибрилляции волокон, увеличению субмикроскопических пор, поэтому краситель проникаеч в поры волокна и интенсивнее его

Нрокрашивает ° Интенсификация процесса крашения идет и за счет увели1. ения диффузии красителя - одного иэ важнейших факторов процесса крашения. Упругие колебания ультразвукоэого диапазона частот увеличивают кинетическую подвижность молекул красителя, что равносильно действию высоких температур, способствуют дезагрегации ассоциатов красителей, т.е, поддержанию молекулярно-дисперс ного состояния растворов красителей. Увеличению фибрилляции волокна способствует образованию более плотной малорассеив ающей поверхнос . бумаги.

Все перечисленные факторы приводят к уменьшению разносторонности эа счет более глубокого прокрашивания всего волокна, наполнителя и т.д., увеличению интенсивности окраски эа счет более глубокого прокрашивания и образования малорассеивающей поверхности бумаги с одновременным возра-. станием физико-механических покаэа телей прочности, сокращению расхода сернокислого алюминия при изготовлении проклеенных видов бумаги или ведению процесса крашения без него при изготовлении неклееных видов бумаги, упрощению технологического процесса крашения. . Используемый интервал ультраэвуковйх частот 22-44 кГц является наиболее приемлемым для предложенного способа крашения. Однако интервал значений ультразвуковых частот может быть расширен до 800 кГц. Для работы на ультразвуковых частотах использован магнитострикционный генератор УЗДН-1У.2 мощностью 1,4 кВт с частотами в пределах 22-44 кГц.

Бумажную массу озвучивают в специальном стеклянном сосуде с излучателем диаметром 15 мм из титанового сплава марки ВТ3-1.

Пример 1. В бумажную массу, включающую 100Ъ сульфитной беленой целлюлозы и размолотую до 32 ШР, добавляют в следующей последователь-. ности,Ъ: канифольный клей 2,5, каолин 20, анионный краситель прямой ярко-голубой светопрочный 0,5 (при

20 С и рН 7-8). Озвучивают бумажную массу 5 мин, затем добавляют сернокислый алюминий до рН 5,5-6.

Иэ полученной бумажной массы в лабораторных условиях на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен отливают бумагу массой 70 г/м

Параллельно изготовляют окрашенную бумагу в аналогичных условиях, но без применения ультразвуковых колебаний..

Результаты анализа полученных отливок сведены: в таблицу.

Полученная бумага Отличается большей интенсивностью окраски и чистотой оттенка по сравнению с контрольными образцами, полученными в аналогичвых условиях без применения ультразвуковых колебаний.

Пример 2, Крашение бумажной

Массы, включающей,Ъ: небеленую сульфитную целлюлозу 100, канифольный клей 2,5, каолин 20 и краситель прямой ярко-голубой светопрочный

0,5 Ъ от массы абсолютно сухого волокна, проводят аналогично примеру 1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

746012

Пример 3. В бумажную массу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы и размолотую до 32 ШР, добавляют последовательно, %: канифольный клей 2,5, каолин 20, сернокислый алюминий 2,5, катионоактивный краситель основной метиленовый хлоргидрат 0,5 (при 20 С и при рН 5,5-6,0). Озвучивают бумажную массу 5 мин. Бумагу массой 70 г/м отливают на,аппарате Рапид-Кеттен.

Результаты анализа полученных отливок приведены в таблице.

Пример 4, Крашение бумажной массы, включающей 100% небеленой сульфитной целлюлозы, проводят аналогично примеру 3.

Результаты испытаний приведены в таблице.

П. р и м е р 5. Кращение бумажной массы, включающей 100% беленой суль-фитной целлюлозы и 0,5% органического пигмента ярко- фиолетового антрахинонового, проводят аналогично примеру 3. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6, Озвучивают бумажную массу, включающую 100% беленой афльфитной целлюлозы и 0,5% анионного красителя прямого ярко-голубого светопрочного, в течение 5 мин без добавления сернокислого алюминия (при 20оС и рН 7,0-7,5).

Бумагу массой 30 г/м отливают на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен.

Пример 7, В бумажную массу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы и размолотой до 32ОШР, добавляют последовательно, %: канифольный клей 2,5, каолин 20, сернокислый алюминий 4,5 до рН 5.

Иэ полученной бумажной массы в лабораторных условиях на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен отлй- вают бумагу массой 70 r/ì . Готовую бумагу красят методом погружения в

1%-ный водный раствор красителя прямого ярко-голубого светопрочного в

Поле ультразвуковых колебаний. Образец бумаги озвучивают три раза по

3 мин, чтобы расход красителя составил 0,5% от веса образца.

Результаты анализа образцов бумаги приведены в,таблице.

Пример 8. В бумажную массу, включан)щую 100% небеленой сульфитной целлюлозы, размолотой до 32 ШР, 6 добавляют последовательно, % | канифольный клей 2,5, каолин 20, сернокислый алюминий 4,5 H 0,5% .от массы абсолютно сухого волокна полиметинового красителя катионного оранжевого К . Крашение ведут при 20 С и рН 5-5,8 в поле ультразвуковых колебайий.

Из полученной бумажной массы в лабораторных условиях на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен отли2О вают бумагу массой 70 г/м .

Параллельно изготовляют окрашенную бумагу в аналогичных условиях беэ озвучивания по известному способу, Результаты анализа полученных отливок сведены в таблицу.

Бумага, окрашенная в поле ультра» звуковых колебаний, отличается большей интенсивностью и равномерностью окраски по сравнению с контрольными образцами бумаги, полученными в аналогичных условиях беэ применения ультразвуковых колебаний.

Из данных таблицы следует, что крашение бумажной массы в процессе ее приготовления в поле ультразвуковых колебаний обеспечивает получение равномерно окрашенной с обеих сторон бумаги или уменьшение разносторонности окраски до 5-10% по сравнению с известным способом крашения в массе (20-50%). Кроме того, интенсивность окраски увеличивается в 1,5-4 раза, сокращается продолжительность процесса крашения на 15-20%.

746012

Сравнительная характеристика образцов бумаги, окрашенной в поле ультразвуковых колебаний

Интенсивность окрас- ) Продолжики,Ъ (визуальная тельность

I оценка) крашения, мин

Образец по при ðó

Характеристика образцов бумаги, окрашенной с ультразвуком

Вид красителя

Коъиюэиция по волокну без уль тра зву ка с ульт развуком сеточная лицевая сторона

% сторона с ультра- без ультра звуком звука

1 100% беленой сульфитной целлюлозы

150/150 100/80

15 Значительно синее

Прямой яркоголубой светопрочный

То же

2 100% небеленой суль» фктной целлюлозы

30 НескольКО ЭЕле нее

130/130 100/70

Основной метиленовый голубой хлоргидрат 130/125

3 100Ъ беленой сульфитной целлюлозы

100/б0

4 100Ъ небеленой суль- То же 200/200 100/90 фитной целлюлозы

5 100% белейой сульфит- Пигмент ной целлюлозы яркоголубой антрахиноновый 400/390 б ТО же Прямой яркоголубой светопрочный 200/200

1 Ф То же 115/100

100/50

100/90

5 .9.

5 15 Значи(по тельно про- ярче тотипу) 100/Ео (по прототипу) Ъв

П р и м е ч а н и е. Излом озвученной бумаги повышается в два раза. (Крашение готовой бумаги с поверхности в УЗ-поле)

По приме- 1003 небеленой

РУ 8 сульфитной целлюлозы

Полимети-, новый ., 130/130 краситель катионный оранжевый К

30 Значительно ярче

15 Несколь< .. О ЧНШЕ, начительно синее

Значительно синее, очень интенсивная

30 окраска

Значительно ярче, синее

Очень неравномерная окраска, сильно выраженная мраMOP = ность

10 74 601 2

1. Патент ЧССР Р 105376, кл. 8 m 1/01, 1962.

2. Патент Бельгии 9 701734, кл. D 06а, 1971.

3. Заявка Франции 9 2344673, кл. D 21 Н 3/80, 1977 (прототип).

Составитель В.. Безбородова

Редан тор Т. Порт н ая Те хред T. Лев адс к ая Корректор М. Демчик

Заказ 4086/12 Тираж 430 Подписное

IQIHH1IH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ изготовления окрашенной бумаги путем приготовления бумажной массы, ее окрашивания и отлива бумажного полотна, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения глубины прокрашивания,окрашиваиие бумажной массы ведут в поле ультразвуковых колебаний при их частоте 22-44 кГц. источники информации, принятые во внимание при экспертизе