Способ изготовления бумаги

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалксткческик

Республик (в 834292 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.12.79 (21) 2860128/29-12 с присоединением заявки ¹ (23) П риоритет

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.81 (53)M. Кл.

Э 21 Н 3/00

Гаоударстввикый комитет ао девам изооретеиий н открытий (53) УДК 676.33 (088.8) Л. И, Чекунина, А. Т. Капанчан, В. В. Лапин н А. В. Кучменко (72) Авторы изобретения т j

Центрапьный научно-исспедоватеньский институт маги" (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ

Изобретение относится к производств наполненных видов бумаги и может быть испопьзовано при изготовлении высокозопьных видов бумаги, к которым предьявпяются повышенные требования по оптическим и копористическим.свойствам, пре- 5 имущественно печатных видов бумаги.

В настоящее время получают высоконаполненные виды бумаги, преимущественно печатные (бумага для глубокой печати, 0 офсетная, типографская и т.a.). При большом содержании золы (15-35%) бумага должна одновременно иметь повышенную механическую прочность, высокую бепнзну, равномерную окраску по сторонам писта.

Это требует испопьзования сразу нескопьких компонентов, придающих бумаге нужные свойства: высокомолекупярных анионных и неионогенных попимеров, оптических отбепиватепей, органических краситепей .и пигментов. Известен способ изготовления высоконапопненных видов бумаги, в кото- ром дпя лучшего удержания различных на» попннтелей н мелкого вопокна фпокупянты

2 вводят в бумажную массу непосредственно перед бумагодепатепьной машиной, предпочтитепьнее в напорный ящик Pl).

При комбинации разпичных флокулянтов эффект фпокупяции упучшается. Известен способ нзготовпения бумаги с использованием полиэтипенокснда (ПЭО) и IIOBHsz». рипамида (ПАА), которые вводят в бумажную массу в напорном smaze, что повышает удержание наполнитепя и мелких вопокон Г2).

Недостаток данных способов — большая разйостронность по белизне. Вспедствие неравномерного распределения наполнителя и мелкого волокна по сторонам бумажного листа и различной сорбционной способности оптических отбепиватепей к цеппюлозным волокнам и напопнитепю бумага приобретает разпичие в оттенках интенсивности цвета и белизне. Опасность возникновения цветовой разносторонности сушест вует тем больше, чем выше напопнение

:бумаги. Кроме того, введение различных количеств наполнителей с низким значе4292 4 постоянном перемешивании при 20-80ОС, преимущественно 50-60, в течение 0,5««

2,5 ч, преимущественно 30-60 мин при . рН 5,5 9,5. для лучшего растворения и распределения компонентов температуру

5 смеси не следует понижать менее 20 С, о повышение же температуры более 80 С может привести к разложению используемых соединений. Предварительное смешивание полимернов с отбеливателем или красителем увеличивает сродство последних к наполнителям, вследствие чего молекулы отбеливателей или красителей за счет электростатического взаимодействия

15 с функциональными группами флокулянта более прочно адсорбируются и закрепляются на минеральных веществах. Кроме того, образование кроющих систем полиакриламид — отбеливатель ипи краситель, поли20 этиленоксид — отбеливатель и краситель предотвращает проникновение молекул отбеливателя или красителей вглубь волокна и способствует закреплению их на поверхности волокнистого материала. При этом устраняются потери в оптическом отбеливании или окрашивании за счет экранирующего рассеяния. Введение оптического отбеливателя или красителя в среду полимера непосредственно перед отливом

30 бумаги уменьшает обратную десорбцию молекул отбеливателей и красителей в водную фазу. Все это в итоге приводит к увеличению и выравниванию белизны и интенсивности окраски по сторонам бумажного

35полот аизготовляемойбумагиприсохранении ее физико-механических показателей.

Предлагаемым способом можно получить бумагу, включающую волокнистый материал (целлюлозу, -древесную массу, 40 макулатуру и т.п.), наполнители, канифольный клей или синтетические прокленвающие материалы и:коагулянты.)

Пример 1. К 3 ч (0,03% от массы абсолютно сухого волокна) 0,2%45 ного раствора полиакриламида (ПАА молекулярная масса 2 ° 106) добавляют при перемешивании 15 ч (0,15% от массы абсолютно сухого волокна) 1%-ного водного раствора оптического отбелива тели. Смесь продолжают перемешивать при комнатной температуре (.20 С) в течение30-40 мин,, поддерживая рН 6,5-7,5. Полученную смес вводят в напорный ящик при напуске бумажной массы, включающей 100% беленой сульфитной целлюлозы 30% (от . массы абсолютно сухого волокна) каолина с белизной 70, 1,5% канифольного клея, Бель изобретения - улучшение оптических и колористических свойств бумаги при сохранении ее физик< -механических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления бумаги, включающем приготовление бумажной массы, введение оптического отбеливателя или красителя, напуск массы в присутствии анионного или неионогенного флокулянта перед напуском оптический отбеливатель или краситель смешивают с анионным илй неионогенным флокулянтом,и полученную смесь выдерживают при температуре 200

80 и перемещивании в течение 0,52,5 ч.

В качес-.ве флокулирующих веществ могут быть использованы аниойные,например полиакриламид с М.м. 1 ° 10 -6 10, и неионогенные, напримео полиэтиленоксид

O с М.м. 1 10 -6 -10, полимеры, взятые в количестве 0;005-0,1% от массы абсолютно сухого волокна. Расход оптического отбеливателя или ..красителя составляет 0,01-10% от массы абсолютно сухого волокна в зависимости от требуемых значений белизны и интенсивности окраски. Водные растворы полимеров с

;концентрацией 0,05-0,2 г/л и оптического отбеливателя (красителя) с концентрацией 5-25 гlл смешивают при соотношении (1:2)-(1:100) данных компонентов. Полученную смесь выдерживают при

3 83 нием белизны (до 67%) значительно сни- . жает белизну самой бумаги.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления бумаги, включающий введение в бумажную массу полиакриламида, оптического отбеливателя и красителя. Причем полиакриламид вводят в бумажную массу в напорном ящике, и для повышения удержания наполнителя и проклейки бумаги перед добавлением полиакриламида бумажную массу обрабатывают определенным количеством алюмината нат» рия, чтобы поддерживать значение рН бумажной массы в пределах 6,5-7,5 3).

В этом способе при соблюдении данного порядка ввода компонентов (полиакриламид для удержания наполнителя в напорный ящик, а оптический отбеливатель или краситель - в бумажную массу) бумага имеет различную интенсивность окрашивания или отбеливания по сторонам листа. Кроме того, : данном диапазоне значений рН 6,5-7,5 эффективность действия полиакриламида как удерживающего агента не является максимальной.

4,5% сернокислого алюминия. Отлив и сушку бумажного полотна производят по

5 834 обычному технологическому процессу получения бумаги.

Пня сравнения эффективности предлагаемого способа в аналогичных условиях параппепьно изготовляют бумагу по двум вариантам: смесь полиакрипамида (ПАА) и оптические отбеливающие вещества (ООВ) вводят в бумажную массу; оптический отбеливатель вводят в бумажную массу, попиакриламид — в напорный ящик. перед отливом бумаги.

Расход оптического отбеливатепя составляет 0,15 от массы абсолютно сухого волокна, расход попиакрипимида—

0,03%.

Бумага, полученная при введении смеси ПАА и ООВ в напорный ящик перед напуском бумажной массы, отличается повышенными показателями белизны и наименьшей разносторонностью по белизне. Физико-механические показатели бумаги не ухудша ются.

Пример 2. Опыт проводят аналогично примеру 1 с той разницей, что смесь оптического отбеливатепя и полиак- gg риламида выдерживают в течение 30—

40 мин при 80 С.

Пример 3. К 0,5 ч. (0,005 от массы абсолютно сухого волокна)

0,1Ъ-ного раствора полиэтиленоксида щ (ПЗО) (Р"1,м. 5 ° 10 ) добавляют при перемэынаании 15 ч. (0,15% от массы абсолютно сухого вблокна) 1%-ного водного раствора оптического отбеливатепя. Смесь продолжают перемешивать при 45-60 в з5 о течение 30 40 мин, поддерживая рН

6,5-7,5. Полученную смесь. вводят в напорный ящик при напуске бумажной массы, включающей 100 беленой сульфитной ! целлюлозы, 30 (от массы абсолютно су-40 хого волокна) каолина с белизной 68—

70%, 1,5% канифольного клея и 4,5% сернистого алюминия. Отлив и сушку бумажного полотна производят по обычному тех-, нологическому процессу. 45

Дпя сравнения эффективности предлагаемого способа пыралпельно в аналогичных,, условиях изготовляют бумагу по двум вариантам: смесь полиэтипеноксида (ПЭО) и оптически отбеливающего вещества (OOB) вводят в бумажную массу; опти-. ческий отбеливатель вводят в бумажную массу, полиэтипеноксид — a напорный тцик перед отливом бумаги. Расходы ПЭО и

ООВ остаются равны 0,005 и 0,15% от массы абсолютно сухого волокна. Бумага, по пученная при введении смеси ПЭО и . ООВ в напорный ящик1отличается повышен292 6 ной белизной и равномерностью белизны по сторонам бумажного полотна.

Пример 4. К 3 ч. (0,03% от массы абсолютно сухого волокна) 0,2%ного раствора попиакрипамида (М.м.

2 10 ) добавляют при перемешивании ь

50 ч. (0,5% от массы абсолютно сухого волокна) 50%-ного водного раствора красителя прямого алого. Смесь выдерживают при постоянном перемешивании при

80 С в течение 1 ч. Затем аналогично примеру 1 полученную смесь вводят в напорный ящик п1.и напуске бумажной массы. для сравнения также проводят два конт- рольных варианта изготовцения бумаги при введении готовой смеси ПАА и красителей в массу и раздельном введении красителя в массу, а ПАА в напорный ящик.

Интенсивность окраски полученных образцов бумаги оценивается визуально, и дпя выявления лучшего эффекта окрашивания между вариантами окраска лицевой сторонь. бумаги, полученной при введении красителей в бумажную массу, а попиакрипамида в напорный ящик, принимается за

100%.

Результаты анализа колористических показателей полученных образцов бумаги сведены в таблицу.

Бумага, полученная при введении смеси ПАА и красителя в напорный ящик, отличается большей чистотой и интенсивностьо окраски (на 25 30 ), равномерностью скрашивания бумажного полотна по всей длине и по сторонам. Физико-механические показатели бумаги не ухудшаются.

Пример 5. К 0,5 ч. (0,005% от массы абсолютно сухого волокна 0,1 ного раствора попиэтипеноксида (ПЭО) (И.м. 5 ° 10 ) добавляют при перемешивании 50 ч. (0,5% от массы абсолютно сухого волокна) 5%-ного водного раствора красителя прямого алого. Смесь выдерживают при йостоянном перемешивании при 80 С в течение 1 ч. Затем анапогичо но примеру 1 полученную смесь вводят в напорный ящик перед отливом бумаги.

Дпя сравнения изготавливают два контрольных варианта бумаги при введении смеси ПЭО и краситепя в бумажную массу и раздельном введении красителя в массу, а ПЭО в напорный ящик.

Интенсивность окраски также оценивается визуально по отношению к эталонному образцу бумаги, подученному в конт ропьном варианте примера 4, Бумага, подученная при введении смеси ПЭО и красителя в напорный. ящик, отличается большей интенсивностью. особен7 834292 . 8 но чистотой окраски и равномерностью ок-,показателями (увепичение степени белизрашивания по сторонам бумажного листа. ны на 3-4%, интенсивности окраски на

Пример 6, (сравнительный). В 30-45%) с бопее равномерными покаэабумажную массу, вкпючающую 100% бе- тепями белизны и интенсивности окраски леной супьфитной целлюлозы, 30% от мас- по сторонам бумажного листа при сохрасы абсолютно сухого вопокна каолина, пении ее физико-механических показате1,5% канифопьного клея, 1,5% алюмината лей. натрия, добавляют 15 ч. (0,15% от

Использование предпагаемого способа массы абсолютно сухого вопокна) оптичесполучения бумаги позволяет не только кого отбеливателя, 3 ч. (0,03%) попиакриламида вводят в напорный ящик при H совместить пРоцессы отбеливаниЯ или окпуске бумажной массы, имеющей РН 6,5 РашиваниЯ и фпокуппции бумажной массы, Иэ данных таблицы видно, что пред- но и эначитепьно интенсифицировать бумалагаемый способ изготовления бумаги да- годепатепьный процесс в цепом за счет ет возможность получить бумагу с упуч- сокращения времени крашения и отбепива!

5 шенными оптическими и колористическими ния бумаги.

HB ин ость ок ситеп ость рь д м апьная а), % не и и ности

Пример по сто ажного се ст

85,5/85) 3

0,2

18,8 2448

Сравните льные:

83,2/8 1,9

15,1 2515

ООВ+ПАА в массу

1,3

ООВ в массу, ПАА в напорный ящик

18,3 2428

18,6 2440

17,8 2435

84,3/82, 5

85, 9/85,8 . 87,7/87,7

1,8

0,1

Сравнительные:

ООВ+ПЭО в массу

84,5/83,3

1,2

14,8 2490

OOB в массу, ПЭО в напорный ящик

86,5/85,3

130/125

1,2

17,5 2420

18,7 2426 Оттенок несколько чище

15,3 2500 Несколько

Сравнительные:

ПАА+краситель в массу 85/65 желтее

Краситель в массу, ПАА в напорный ящик

100/85

125/125

18,4

17,5 2430

Продолжение таблицы

834292 равните льны

15,0 2485

Краситель в массу, ПЭО в напорный яшик

17,5 2425

95/75

6 (прототип) 83,8/82,0

14,8 2480

1,8

Составитель В. Ьезбородова

Редактор Л. Филь Техред М. Гопинка Корректор В. Бутяга

Заказ 4022/55 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4

ПЭО+краситепь в массу 110/90

Формула изобретения

Способ изготовления бумаги, включающий приготовление бумажной массы, введение красителя ипи оптического отбепивателя, напуск массы в присутствии анионного или неионогенного фпокупянта, отпив бумажного полотна и его сушку, о т - о п и ч а ю шийся тем, что, с цепью улучшения оптических свойств бумаги при сохранении ее физико-механических показателей, перед напуском краситель или оптический отбеливатель смешивают с. анионным ипи неионогенным фпокупянтом, полученную смесь выдерживают при температуре.20-80 С и перемешивании о в течение 0,5-2,5 ч.

Иоточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фпяте l3. М. Свойства бумаги, 1976, с. 118.

2. Дг есКег k.F., Ма ег А. "Раритет, 1975, 29, N< 10-А, 32-43.

3..Патент Франции М 1279460, кп. 2 21 Н 1961 (прототип).