Способ крашения бумажной массы

 

Со оз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ 1

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 051079 (21) 2824523/29-12 (51)М. Кл. с присоединением заявки №

0 21 Н 3/80

Государственным комитет

СССР. ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300481.бюллетень ¹ 16 (53) УДК 676.1.023..5(088.8) Дата опубликования описания 300481 (72) Авторы изобретения

Л.И. Чекунина, A.Â. Кучменко, В.В. Лапин, В.A. Чертов и Б.P. Фейгельсо, 1 " -«Р

Ъ

Центральный научно-исследовательс кий институт бумаги

-:=: 1 (71) Заявитель ( а ! (54 ) СПОСОБ КРАШЕ НИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к способам крашения бумажной массы иэ целлюлоэных или древесных волокон и может быть использовано при изготовлении любого вида цветной бумаги.

При производстве окрашенных видов бумаги ее эстетический и товарный виды во многом зависят от цвета бумаги, равномерности и светопрочности окраски, от вида используемых красителей.

Крашение бумаги производят или непосредственным введением красителей в бумажную массу перед ее формовани. ем, или нанесением красящих составов иа готовое бумажное полотно. Используют преимущественно прямые и основные красители, органические и минеральные пигменты (1(.

Растущие требования к качеству окрашенной бумаги вызывают необходи-. мость постоянного совершенствования способов крашения и ассортимента применяемых красителей.

Так, для повышения устойчивости окраски бумаги к свету и физико-химическим воздействиям, а также для одновременного придания бумаге раэличных физико-механических свойств применяют металлосодержащие красители, у которых хромогенные группы химически связаны с полимерами. В этих способах в качестве хромофоров используют фталоцианиновые пигменты.

Комплексооб аэующими металлами служат медь, кобальт и никель. Окрашенная бумага обладает яркой окраской с. высокой прочностью к свету и фиэико-химическому износу 2 и .3 .

Однако металлосодержащие окрашенные полимеры на основе пигМентов плохо растворяются в воде, эффект окраски и закрепление красителей на волокне ослаблены, в результате чего увеличивается расход укаэанных красителей. для увеличения растворимости красителей требуется дополнительная обработка — сульфирование фталоцианиновых пигментов. Кроме того, красители на основе фталоциа нина меди отличаются высокой стоимостью от обычных аэо- и диаэокрасителей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ крашения бумаги в массе или с поверхности иметаллосодержащим диазокрасителем — проиэвод8257á0 ным диаминобифенила (бензидина) формулы

НОЗЗ 0- Си- О О- Си-0

Ж33 о,нВ качестве азосоставляющих исполь- fQ зуют оксисоединения нафтенового ряда, обуславливающие способность красителя к комплексообразованию с металлами. Краситель используют в количестве 0,75-1% от массы волокна 54

Этот способ крашения не обеспечивает необходимого качества бумаги: для закрепления красителя на целлюлозных волокнах. требуется тепловая обработка, окраска бумаги не обладает достаточной чистотой — .бумага окра-2О шивается в синий цвет с красноватым оттенком. Нет достаточной гаммы цвета, поскольку в качестве комплексообразователя взят один вид металла— медь. 25

Кроме того, данные красители, вырабатываемые из канцерогенного сырья (бензидина), являются канцерогенными и создают угрозу здоровью персонала, занятого в процессе их производства 3t) и использования.

Цель изобретения — улучшение физико-механических показателей бумаги при одновременном сохранении интенсивности и чистоты ее окраски. 35

Поставленная цель достигается тем, что в способе крашения бумажной массы водным раствором азокрасителя в качестве .азокрасителя используют металлосодержащее азопроиэводное резорцин-формальдегидной смолы формулы 1 — (сн, - )

ОН ОН

45 или

2feI

ОН

L где R — Н, В1 Н21

Х 2-10

Y 1-2

Ие — cu в количестве волокна.

С0ОН,ОН

S0 H, ОООН

Fe., Cr

О, 5-10% от массы сухого

Используемые соединения представляют собой продукты конденсации резорцин-формальдегидной смолы с солями диаэония бензольных и нафтеновых углеводородов с последущей обработкой комплексообраэующими металлами.

В качестве диаэосоставлякщих используют соли диаэония — 2-аминофенол-4-.сульфокислоту или 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоту, в качестве комплексообразующих металлов используют соли меди, железа и хрома.

Технология получения указанных типов красителей включает 4 основные стадии:.поликонденсацию смолы, диазотирование аминофенолов и аминонафтолов, реакцию азосочетания реэорцин-формальдегидной смолы с солями диазония и комплексообразование полимерсодержащих красителей с солями меди, железа и хрома.

Цвет образующихся компонентов зависит от природы металла — комплексообразователя. Например, при введении меди получают кирпично-красный цвет, железа — оливковый. указанные красители вводят в бумажную массу в виде 10-20%-ного раствора при рН 4-7, предпочтительно

5,0-5,5 ° При последних значениях .наблюдается максимальная адсорбция красителя волокном. Расход красителя зависит от требуемых интенсивности окраски и физико-механических показателей бумаги и составляет в преде.лах от 0,5 до 10%.

Красители обладают свойством ок. рашивать различные волокна: беленую и небеленую целлюлозу, древесную массу. Оптимальным расходом красителя можно считать расход в пределах 0,61% от массы сухого волокна. При таком расходе красителя бумага обладает ,достаточной интенсивностью окраски и наиболее резко возрастают ее физико-механические показатели. При введении большего количества красителя— более 1%, интенсивность окраски возрастает, показатели механической прочности и влагопрочности изменяют- ся незначительно.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в производстве широкого ассортимента цветных бумаг, в том числе и многих окрашиваемых влагопрочных видов бумаги, где используют меламин- и мочевино-формальдегидные смолы для придания бумаге проч ностных свойств во влажном состоянии.

Предлагаемый способ крашения бумажной массы позволяет совместить про-, цессы окрашивания и упрочнения бумаги, сократить расходы упрочняющих агентов, оптимизировать сам технологический процесс получения бумаги. Данные красители обеспечивают широкую гамму цвета для любого. вида бумаги.

Для оценки эффекта действия предлагаемого способа крашения, бумажной, 825760

Fe (сн, =N

ОН

0<

803п

-(Сн, ОН

Введение раствора красителя в бумажную массу в количестве 0,5Ъ от мас-20 сы абсолютно сухого волокна осуществляют после введения остальных компонентов при рН 4-7 предпочтительно при рН 5,0-5,5.

Из полученной бумажной массы отли- 25 вают бумагу массой 80 г/м на экспе2 риментальной бумагоделательной машкне.

Параллельно получают в аналогичных условиях неокрашенную партию бумаги.

Результаты испытаний бумаги представлены в таблице.

Пример 2..В бумажную массу, включающую,Ъ: сульфитной небеленой целлюлозы 50, белой древесной массы 50, канифольного клея 1,5, каолина 15 и сульфата алюминия 4,5, вводят 10Ъ-ный раствор красителя кислотного темно-коричневого КМШ, формула которого приведена в примере 1.

Введение раствора красителя осу.ществляют в количестве 0,5Ъ от массы .абсолютно сухого. волокна при рН 5,05,5. Из полученной бумажной массы отливают бумагу ма coA 80 г/м на 45 Fe экспериментальной бумагоделательной машине. Параллельно готовят в аналогичных условиях неокрашенную бумагу ,этой же композиции.

Результаты испытаний бумаги пред- 50 ставлены в таблице.

Пример 3. Бумажную массу ,аналогично примеру 1 обрабатывают

10Ъ-ным раствором красителя кислотного фиолетового M!I формулы

ОН

OH

ОН ОК (сн, ) ОН

Си

ОН

6S массы на экспериментальной буммашине изготовлены 10 вариантов окрашенной бумаги массой 80 г/м различного цвета в зависимости от вида крашения при расходе его — 0,5Ъ от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 1. В бумажную массу, включающую, Ъ: сульфитной беленой целлюлозы 100, канифольного клея 1,5, каолина 15 и сульфата алюминия 4,5, вводят 10Ъ-ный раствор красителя кислотного темно-коричневого КМШ формулы

ОК ОН

Из окрашенной бумажной массы от.ливают бумагу согласно примеру 1.

Параллельно готовят для сравне ня нсокрашенную партию бумаги.

Результаты испытаний бумаги представлены в таблице.

Пример 4. Бумажную массу аналогично примеру 2 обрабатывают

10Ъ-ным раствором красителя кислотного фиолетового ИИ, формула которого приведена в примере 3. Для сравнения параллельно готовят бумагу беэ красителя.

Результаты испытаний бумаги пред- . ставлены в таблице.

Пример 5. Бумажную массу аналогично примеру 1 обрабатывают

10Ъ-ным раствором красителя кислотного оранжево-коричНевого NJI формулы

Иэ окрашенной бумажной массы отливают бумагу согласно примеру 1. Параллельно готовят бумагу без красителя.

Результаты испытаний бумаги представлены в таблице.

Пример б. Бумажную массу аналогично примеру 2 обрабатывают

10Ъ-ным раствором красителя кислотного оранжево-коричневого ИШ, формула которого приведена в примере 5.

Для сравнения готовят бумагу без введения красителя согласно примеру 2.

Результаты испытаний бумаги представлены в таблице.

Пример 7. Бумажную массу аналогично примеру 2 обрабатывают

10Ъ-ным раствором красителя кислотного оливкового Na Формулы

0H ОК

Из полученной бумажной массы отливают бумагу согласно примеру 2. Параллельно получают в аналогичных условиях неокрашенную партию бумаги. Результаты испытаний бумаги представлены в таблице.

Н р и м е р 8. В бумажную массу вводят 10Ъ-ный раствор красителя кислотного ремно-коричневого КМЩ, формула которого приведена в примере 1, в количестве 10Ъ от массы абсолютно сухого волокна.

Из окрашенной бумажной массы отливают бумагу. Параллельно для сравнения готовят бумагу без красителя. Результаты испытаний бумаги приведены в таблице.

825760

0- CQ-0

Влагопрочность

Наличие красителя

Зольность

Проклейка, мм

3изуальная

Расход красителя, В

Сопротивление излому (число двойных перегибов) Разрывная остав умажной ассы по олокну, Ъ

При

Með длина, м характеристика цвета

По предлагаемому способу

1 Целлюлоза сульфитная беленая

100

Краситель кислотный темнокоричневый (КМШ) Равномерная окраска темнокоричневого цвета

0,5 3114 17,5 2

8,9 10

7,5 7

2550 9,2 1,0

Без красителя

2 Целлюлоза сульфитная небеленая

50, белая древесная масса 50

Краснокоричневый цвет

Краситель кислотный темнокоричневый (КЩД ) 0,5 3321 17,8 2

10 8 13

9,35 5

Без красителя — 2910 12,0 1,75

Краситель кислотный фиолетовый (ма) 3 Беленая целлюлоза

100

Чистый фиолетовый цвет

15,8 1,75-2,0 8,9 28

12,3 1,25 7,2 11

0,5 4067

2975

Беэ красителя

Краситель кислотный фиолетовый (мш) Фиолетовый цвет с красноватым оттенком

4 Небеленая сульфитная целлюлоза

50, белая древесная масса 50

0,5 2855 18,7 1,5-1,75 12,0 6,5

Без красителя — 2835 12,1 1-1,25 9,0 5

Пример 9. (по известному

Способу для сравнения). В бумажную массу, включающую,%г беленой сульфитной целлюлозы 100, канифольного клея

1,5, каолина 15 и сульфата алюминия

4,5, вводят 10%-ный раствор красителя следующей формулы

Введение раствора красителя в бумажную массу в количестве 0,5% от массы абсолютно сухого волокна осуществляют после введения других компонентов при рН 5,0-5,5.

Из полученной бумажной массы отливают бумагу массой 80 г/м на экспериментальной бумагоделате".üíîé машине. Параллельно -oroâÿò бумагу этой же композиции без введения красителя.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно иэ таблицы, предлагаемый способ крашения бумажной массы позволяет увеличить разрывную длину бумаги на 15-30%, влагопрочность на

5-7% и повысить проклейку в 1,5-2 раза.

Бумага, полученная по предлагаемому способу, обладает чистотой оттенка и достаточной интенсивностью окраски.

Способ также эффективен с точки зрения экономии упрочняющих агентов при производстве окрашенных влагопрочных видов бумаги, канифольного клея, волокнистых полуфабрикатов.

825760

Продолжение табли

4 5

Краситель кислотный оранжевокоричневый

5 Беленая целлюлоза

100

Яркооранжевый цвет (мш) 0 5 2999 14,8 2

2544 11,7 1,25

9,85 11

Беэ красителя

9,0

7,0

6 Небеленая Краситель сульфитная кислотный целлюло- оранжевоза 50, бе- коричневый лая древес- (мш) ная масса 50

0,5 2864 15,9 2

8 10 8,0

2592 11,2 1,25-105 9,9 4,0

Без красителя

Краситель кислотный оливковый

Оранжевый цве с зеле14 . ным оттенком

0,5 3235 16,8 1,75-2 (мш) 12

10, 6 11

Беэ красителя — 2708 12, 3 1,25

Целлюлоз а сульфитная беленая

100

Краситель кислотйый темнокоричневый

Темнокоричневый цвет (кшм) 10 2985 18,1 2,0

2750 9,5 1,0

8,7 9,0

8,2 8,0

Беэ красителя

По иэвестному способу

Беленая сульфитная целлюлоза

100

Краситель голубой

2560 10,2 1,25

9,5 10

Голубой с красноватым оттенко

Беэ красителя — 2540 10,9 1,25

9,35 10

Формула изобретения

Способ крашения бумажной массы йутем обработки ее водным раствором аэокрасителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения фи- 50 вико-механических показателей бумаги при одновременном сохранении ин тенсивности и чистоты ее.окраски, в качестве аэокрасителя используют металлосодержащее производное резорцин- 55 формальдегндной смолы формулы р1 сц

_#_B — (СН ) где R4 — водород, амин, карбоксигруппа, оксигруппа;

R < — водород, S G H, S G< NH, Х = 2-10

У = 1-2

Me — Cu, Fe, Cr, в количестве 0,5-10% от массы абсолютно сухого волокна.

Небеленая сульфитная целлюлоза

50, белая древесная масса 50

Оранжевый цве с ярковыражен ным кра ным оттенком

825760

Составитель Л. Лукашевич

Техред А.Савка Корректор О. Вилах

Редактор М. Ткач

° Ь &e0 Ч

Тиуаж 407 Подписное

ВНИнПИ Государственного комитета СССР о двлам иэобретений и открытий

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

Закаэ 2307/17

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники инрормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пушкин A. И. и др. Теория и практика крашения бумаги. М., Гослесбумиздат, 1962, с. 76.

2. Патент Великобритании

Р 1167161, кл. С 3 Р, 1969.

3. Патент Великобритании

9 116762, кл. С 3 Р, 1969.

4. Патент Великобритании

Р 1354790, кл. Х) 21Н 3/80,1974 (прототип.