Способ оптического отбеливания бумаги

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cows Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07.79 (21) 2795752/29-12 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 22.05.81 (51) М.Кл з 9 21 Н 3/80

D 21 Н 1/46

Госудлрственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 676.1.023.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Чекунина, А. Т. Капанчан и В. В. Лапин (71) Заявитель Центральный научно-исследовательский институт бумаги (54) СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО ОТБЕЛИВАНИЯ БУМАГИ

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и касается оптического отбеливания бумаги.

Оптическое отбеливание бумаги производится или путем введения оптического отбеливающего вещества в бумажную массу, или нанесением его в виде водных растворов на поверхность бумажного полотна (1).

Более эффективным и экономичным является поверхностное отбеливание бумаги (2). Для повышения эффективности действия оптических отбеливателей их используют чаще всего с различными видами связующих и полимерных добавок: крахмалом, карбоксиметилцеллюлозой, поливиниловым спиртом, альгинатом натрия и, соответственно, с различными композициями этих соединений. При этом готовят водные растворы крахмала или другого вида связующего 20 и оптического отбеливателя, смешивают их при рН 5,5 — 7,0 и полученным составом об рабатывают бумагу в клеильном прессе с последующей термообработкой.

Однако эффект отбеливания в указан- 25 ном диапазоне значений рН не достигает своей максимальной величины.

Ближайшим к предлагаемому является способ поверхностного отбеливания бумаги водной дисперсией стильбентриазиновых отбеливателей в присутствии органических связующих водорастворимых полимерных соединений (3). В качестве связующего используют полиамиды, содержащие амидные группировки, в том числе и полиакриламид.

Используют водную дисперсию отбеливателя и полимера в весовом соотношении от

10:1до1:10 при рН7.

Однако использование кроющих систем оптических отбеливателей с водорастворимыми полимерами с молекулярной массой

<1000, как в данном способе, недостаточно эффективно. Такие системы очень подвижны и легко проникают в объем бумаги-основы, что вызывает значительную потерю в действии оптических отбеливателей за счет экранирующего рассеяния. Кроме того, в виду гидрофильной природы низкомолекулярных полимерных соединений гидрофобные свойства бумаги возрастают незначительно.

Цель изобретения — повышение белизны бумаги при одновременном улучшении ее физико-механических показателей.

Это достигается тем, что в способе оптического отбеливания бумаги путем поверхностной обработки ее отбеливателем стиль бен-триазинового ряда в присутствии органического связующего на основе полиакри827669

20 ламида в качестве органического связующего используют полиакриламид, модифицированный глиоксалем при молярном соотношении полиакриламида и глиоксаля от

1: 5 до 1: 15, а процесс ведут при рН среды 7,2 — 9,0.

Обработку бумаги отбеливателем ведут при температуре 40 — 60 С.

В предлагаемом способе необходимым условием процесса модификации полиакриламида являются количественные соотношения между глиоксалем и виниламидными группировками полиакриламида, количество реагентов должно быть достаточным для связывания молекул полиакриламида и глиоксаля между собой и глиоксаля с целлюлозой. В то же время не должно быть избытка глиоксаля, который может привести к ухудшению действия оптических отбеливателей за счет кислой среды глиоксаля и его интенсивного поглощения в УФ части спектра.

Авторами было установлено, что для достижения максимального значения белизны бумаги и ее прочностных показателей соотношение полиакриламида и глиоксаля от

1: 5 до 1: 15 должно находиться в указанных пределах.

Приготовление органического связующего в предлагаемом способе осуществляют следующим образом.

К водному 0,2%-ному раствору полиакриламида добавляют при интенсивном перемешивании расчетное количество 40%-но го водного раствора глиоксаля, продолжают перемешивание в течение 10 — 15 мин, а затем вводят щелочной раствор оптического отбеливателя стильбен-триази нового ряда.

Перемешивают смесь до небольшого повышения вязкости, поддерживая рН раствора равным 8. В качестве щелочного реагента используют гидроокись натрия или кальцинированную соду.

Таким образом получают светло-желтую смесь вязкостью 20 — 25 сП при 25 С, в которой выдержано соотношение полиакриламида и глиоксаля в пределах от 1: 5 до !

: 15.

Предлагаемый способ оптического отбеливания бумаги проводят следующим образом.

Готовую бумагу с остаточной влажностью 10 — 15% обрабатывают на клеиль.. ом прессе 5 — 10%-ным щелочным раствором оптического отбеливателя стильбенгриазинового ряда в присутствии полиакриламида, модифицированного глиоксалем по вышеописанной методике. Процесс отбеливания проводят при рН 7,2 — 9 и температуре, предпочтительнее, 40 — 60 С. Затем бумагу досушивают при 90 — 120 С обычным .-.пособом в сушильной части бумагоделательной машины.

Предлагаемым способом обрабатывают бумагу, включающую волокнистый мате5

l0 !

60 риал, наполнитель, канифольный клей и коагулянты. Возможна обработка бумаги, не содержащей наполнитель и проклеивающее вещество. При этом значительно возрастает белизна бумаги с одновременным улучшением механической прочности и влагопрочности бумаги. Улучшаются ее гидробофные свойства, уменьшаются расходы компонентов бумажной массы.

Пример 1. К 71 г (! г.моль) 0,2%ного раствора полиакриламида (молекуляр ная масса 2 . 10 ) добавляют при перемешивании 725 г (5 г моль) 40%-ного водного раствора глиоксаля, перемешивают в течение 5 — 10 мин, затем сюда же приливают

5% -ный щелочной раствор (рН 8 — 9) оптического отбеливателя. Смесь продолжают перемешивать в течение 15 — 20 мин до небольшого повышения вязкости, поддерживая рН равным 8 — 9. Полученной смесью оптического отбеливателя и модифицированного полиакриламида пропитывают готовую бумагу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы; 20% (от массы абсолютно сухого волокна) каолина; 1,5% канифольного клея; 4,5% сернокислого алюминия, с остаточной влажностью 10 — 15% с обеих сторон в клеильном прессе при температуре 40 С. Затем бумагу досушивают при 90 — 120 С обычным способом в сушильной части машины.

Для сравнения эффективности обработки бумаги по предлагаемому способу параллельно в аналогичных условиях пропитывают бумагу той же композиции следующими составами:

5%-ным раствором оптического отбеливателя; смесью 5%-ного водного раствора отбеливателя с 0,2%-ным раствором полиакриламида; смесью 5%-ного водного раствора отбеливателя с 2%-ным раствором глиоксаля.

Бумага, пропитанная щелочным раствором смеси модифицированного полиакриламида и оптического отбеливателя, отличается более высокими показателями белизны, механической прочности, влагопрочности и более гидрофобна.

Пример 2. К 71 г (! г моль) 0,2%-го раствора пол иакрила мида (молекулярная масса 2 10 ) добавляют при перемешивании 2200 г (15 г моль) 40%-ro раствора глиоксаля, перемешивают в течение 5—

10 мин, а затем приливают щелочный раствор (рН 8 — 9) оптического отбеливателя.

Смесь продолжают перемешивать в течение

15 — 20 мин до небольшого повышения вязкости, поддерживая рН 8 — 9.

Полученной смесью отбеливателя и мо дифицирова нного поли акриламида аналогично примеру 1 обрабатывают бумагу той же композиции в клеильном прессе при

40 С.

827669

Пример 3. Модифицирование полиакриламида и смешение его с оптическим отбеливателем проводят аналогично примеру 1. Полученной смесью пропитывают готовую бумагу того же состава с обеих сторон в клеильном прессе при температуре 20 С.

Пример 4. Проводят все, как в примере 1, с той лишь разницей, что готовую бумагу пропитывают смесью в клеильном прессе при температуре 60 С.

Пример 5 (по известному способу для сравнения). К 71 г (1 г моль) 0,2%-го

Физико-механические показатели влагопрочной оптически отбеленной бумаги

0 о 0 ,а

Х

4 0

0 «o.l»

1 О

0

Д И.

Ох ! с о

О

, CCI

Е» Я

CCC д а

О и о

0 а !

» =

Пропиты вающая смесь, соотношение (г - моль) Е»

QU а о

=1

» о

О.о

О о д"

О

Д о

Й

И ч

X о

О. ч

М

О

О а ссс

О О аа

CCC сь г

Бумага глиполиакриоксаль ламид !

4(Э

89,.5 6,5

2520 (2116

25» 7

83.0

1,25 (1,51,76

i 1,.5 — 1»75

)2

)2

4!0

4!0

12.5

2405

16.i0

40 2260

41) 2460

20 2485

610 i 2600 !

20 2320

3,8

4,9

5,5

8.2

79.2

87.,9

88.5

91.2

17„5

24,2

24.8

25.0

1

15 !!

1,75

85.0

2,0

15.8

Предлагаемый способ позволяет повысить белизну бумаги на 5,0 — 8,5%.

Он также обеспечивает повышение разрывной длины на 20%, влагопрочности на

50% и проклейки в 1,5 раза в сравнении с бумагой той же зольности, полученной по известному способу. Кроме того, предлагаемый способ позволяет повысить зольность бумаги в 1,5 раза при сохранении ее физико-механических показателей и, следо вательно, сократить расход волокна и проклеивающих материалов.

Формула изобретения

1. Способ оптического отбеливания бумаги путем поверхностной обработки ее отбеливателем стильбен-триазинового ряда в присутствии органического связующего на основе полиакриламида, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения белизны

Составитель Л. Лукашевич

Техред И. Заболотнова Корректор И. Осиповская

Редактор Т. Клюкина

Заказ 571/510 Изд. ¹ 369 Тираж 419 Подписное

НПО «!1оиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ

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

Тип. Харьк. фил. прел. <Патент»

По примеру 1

Сравнительные опыты: обработка раствором отбе-, ливателя обработка смесью отбелива- теля и полиакриламида обработка смесью отбеливателя и глиоксаля !

По примеру 2

По примеру 3

По примеру 4

По примеру 5 (обработка смесью отоеливателя и почнакриламида) раствора полиакриламида (молекулярная масса 1 10 ) добавляют при перемешивании 720 г (2 г моль) 5%-ro водного раствора оптического отбеливателя, смесь пе5 ремешивают в течение 15 — 20 мин. Полученной смесью аналогично примеру 1 обрабатывают бумагу в клеильном прессе при температуре 20 С.

Расход оптического отбеливателя во всех

10 примерах составляет 0,2% от массы абсолютно сухого волокна.

Результаты анализа полученных образцов бумаги сведены в таблицу. бумаги при одновременном улучшении ее физико-механических показателей, в качестве органического связующего используют полиакриламид, модифицированный глиоксалем при молярном соотношении полиакриламида и глиоксаля от 1: 5 до 1: 15, а процесс ведут при рН среды 7,2 — 9.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку бумаги ведут при температуре 40 — 60 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Емельянов А, Т. Оптически отбеливающие вещества и их применение в тек30 стильной промышленности. М., 1971, с. 103, 2. Патент Швейцарии № 582275, кл. D 21 Н 3/80, 1976.

3. Патент Великобритании № 1304156, кл. С 3 Р, 1973 (прототип).