Бумажная масса для изготовления водостойкого картона

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сетез Советски в

Сецмапнстичесиив

Республик (п)931883 (61 ) Дополнительное к а вт. с вид- ву (22) Заявлено 09. 09. 80 (2! ) 2979506/29-12 с ярисоединением заявки № (23) П риоритет (5I)M. Кл.

D 21 Н 3/00 тввудвРвтввввыв 4 I>»

ВОСР де дедам вввбувтвввй и етврытв1 (53) УДК 676.612 (088. 8) Опубликовано 30. 05. 82 Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30 05 82

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (7l ) Заявитель (54} БУМАЖНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОСТОЙКОГО

КАРТОНА

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в качестве водостойкого обивочного материала, например, в автотракторной и других отраслях промышленности.

Известен обивочный, водостойкий картон марки ВО, который изготавливают из. 303 сульфатной небеленой целлюлозы марки НС-2 по ГОСТУ

11208-73 (или 304 сульфитной небеленой. целлюлозы марки Ж-4 по ГОСТУ

6501-73) и 703 макулатуры группы I c введением проклеивающих веществ. В качестве проклеивающих веществ в производстве применяют церезиновую эмульсию в количестве 5 ь к волокну, 5ь латекса и 04 глинозема.

Картон изготовляют следующим образом.

Целлюлозу и макулатуру вместе размалывают в гидроразбивателях при концентрации 3,0-3,53 до 20-30 lllP, затем в размолотую массу задают латекс и масса поступает на конические мельницы, где ее размалывают до 55-60 ШР. После мельнйц масса поступает в мешальный бассейн, S куда задают краситель, церезиновую эмульсию и глинозем до рН 4,5-5,0.

Отлив картона производят на круглосеточных машинах - папмашинах.

После отлива картон прессует в гидравлических прессах при давлении

50 кг/см . Листы картона по 420 штук укладывают в пресс, чередуя с хлопчатобумажными салфетками, а через каждые 20 листов - с.металлическим листом. Сушку картона производят в пятиярусной роликовой 17-ти секционной сушилке при температуте от 50 от 120 С до влажности 5,0-8,0 .

После двухдневной отлежки картон каландрируют(11 °

Существенным недостатком картона указанной марки является то, что одновременно с низкой линейной деформацией величина которой в попе1881

3 93 речном направлении после выдержки образца в воде составляет 0,4>,а после сушки при 105 С до абсолюто но cyxoro состояния - 0,73, картон обладает недостаточной водостойкостью (103), а также низким пределом прочности (2,0 кг/мм ).

Наиболее близким к предлагаемом является обивочный водостойкий картон следующего состава: 403 целлюлозы сульфатной марки НС-2 по ГОСТУ

11208-73, 404 макулатуры марки MC-2

МС-3 и МС-4 по ГОСТУ .10700-75 с добавлением к волокну 63 каолина, 34 канифоли, 23 парафина и 94 глинозема.

Для изготовления картона целлю— лозу при концентрации 4,03 размалы. вают до 60-65ОШР, макулатуру до

55 ШР, затем после смешения и тщао тельного перемешивания к волокну добавляют коалин, проклеивающие вещества (канифоль, парафин) и глинозем.

Отлив,.прессование, сушку и каландрирование картона ведут по существующей технологии,т.е. после размола масса поступает в мешальный бассейн, в котором поддерживают концентрацию 4,0-4,53. Отлив картона производят на плоскосеточных Ьашинах.

После отлива картон полистно прессуют в гидравлическом моноударном прессе до сухости 453 и затем он поступает в 18-секционную двухъярусную сушилку, где его сушат при 60-.120 С до сухости 4-51. Изготовленный картон после двухдневной отлежки каландрируют при давлении 50 атм.(2J.

Картон марки ОВП-3 обладает высо" кой механической прочностью (4,,5 кгlмм ), повышенной водостойкостью (9i), а также повышенной линейной деформацией как после сушки до постоянной . массы, так и после выдержки образца в воде (0,8i).

Наряду с этим картон имеет и такие свдйства как жесткость, каркасность, что отрицательно оказываетcR при дальнейшей его переработке.

Цель 1эобретения — повышение физико-механических показателей картона.

Поставленная цель достигается тем, что бумажная масса для изготовления водостойкого картона, включающая волокнистый материал - макулатуру, каолин, канифольный клей, пара5

1S

45 финовую эмульсию и глинозем, согласно изобретению, содержит в качестве волокнистого материала сборную макулатуру с содержанием золы 5-103 при следующем соотношении компонентов,Ф:

Сборная макулатура 80-90

Каолин 4-8

Канифольный клей 2-4

Парафиновая эмульсия 0,5-2

Глинозем 3,5-6

Для выработки водостойкого обивочного картона предлагается использовать сборную макулатуру (марок

МС-1, МС-2, МС-З, МС-4,МС-5, МС-6, МС-7 по ГОСТ 10700-75), характеризующуюся повышенным содержанием минеральных наполнителей и эольностью 5-104 что благоприятно сказывается на снижении линейных деформаций картона. .

Показатель зольности 5-10 относится к макулатуре - исходному сырью для изготовления картона.

Необходимо отметить, что масса из сборной макулатуры имеет исходный помол 28-30 ШР, что в два раза выше, чем у целлюлозы — 14-25 ШР, поэтому на переработку волокон макулатуры до

40-55ОИР, как ранее подвергавшихся размолу, требуется меньше электроэнер. гии, чем на размол целлюлозы.

Масса из сборной макулатуры содержит большое количество мелкого волокна и картон из нее получается более сомкнутой структуры. Чтобы избежать увеличения плотности, а тем самым избежать повышения линейной деформации, в макулатуру вводят каолин.

Наличие мелкого волокна увеличивает удержание наполнителя в картоне.

Частицы наполнителя, находящиеся в порах бумаги, препятствуют взаимному сближению волокон, разъединяет их, увеличивая тем самым общую пористость бумажного листа. Это, в свою очередь, обычно влечет за собой повышение впитывающей способности бумаги, снижение ее склонности к деформации при увлажнении.

Кроме того, бумага с наполнителем после каландрирования становятся более гладкой. Частицы наполнителя при каландрировании заполняют углубления на шероховатой поверхности листа, чем способствуют увеличению его гладкости. Это особенно важно дпя внешнего вида картона и для дальнейшей его обработки (поверхностного покрытия

9318

5 красками, лаками и т.д.). Упругие свойства картона от введения минерального наполнителя снижаются,и, следовательно, пластичность увеличивается, что является немаловажным факто- 5 ром при использовании его .как отделочного материала при монтаже иэделий в салон автомобиля, Применение сборной макулатуры в композиции картона ведет к снижению потребления более дефицитной целлюлозы, что позволяет значительно расширить сырьевую базу для изготовления этого вида картона.

Кроме того, применение такого деше-15 вого сырья как сборная макулатура в производстве обивочного водостойкого картона приводит к снижению стоимости готовой продукции.

Приготовление бумажной массы в ла- 20 боратории осуществляют следующим образом.

В ролл загружают макулатуру укаэанных марок, где ее распускают в течение 30-40 мин., а затем раэмалывают 25 до 40-55 ИР. По достижении степени помола в ролл задают каолин с концентрацией 200 г/л, канифольныи клей концейтрацией 40 г/л, парафиновую эмульсию (клей) концентрацией 50 г/л З0 и после тщательного перемешивания в течение 15-20 мин в ролл добавляют сернокислый алюминий (глинозем) концентрацией 100 г/л до рН среды

4,5-5,0..

3S

Отлив картона производят на листо. отливном аппарате (ЛОА) путем наложения элементарных слоев. Масса элементарного слоя 50-60 г/м, количество слоев 32-37 штук.

Отлитый картон прессуют в гидравлическом прессе при постоянном поднятии, давления до 50 кг/см и выдер 1 живают при этом давлении 50-60 мин.

Сушат картон на цилиндре при температуре от 80 до 130 С. Затем картон выдерживают в кондиционных условияхпри относительной влажности воздуха 65+23 и температуре 20+5 С s Teе

50 чение 77 ч, после чего испытывают на физико-механические показатели.

На основании проведенных исследодостойкого картона-основы в СССР ! не выпускаются.

Пример 1. Из бумажной массы состава, мас.Ф:

Сборная макулатура 90

Каолин 4,0

Канифоль 2,0

Парафин 1,0

Глинозем 3,0 изготовлен картон"основа, результаты физико-механических испытаний которого представлены в таблице.

Из данных таблицы следует, что опытный картон композиции по приМеру 1 обладает линейной деформацией после сушки 0,60, а после выдержки образца в воде - 0,324, т.е. стабильность размеров улучшается по сравнению с нормами на серийный картон марки ОВП-3 соответственно в

2,5 и 1,3 раза. По сравнению с аналогом снижается в 2 раза величина показателя стрелы прогиба с 30 мм до 15 мм (таблица, пример 1)

Одновременно повышается водостойкость опытного картона, т.е. впитываемость картона снижается с 9 до 6,6i.

Пример 2. Из бумажной массы, мас. 1

Сборная макулатура 85

Каолин 6

Канифоль 3 . Парафин 1 5

Глинозем ",5 изготовлен картон-основа, результа- ты физико-механических испытаний которого представлены в таблице.

Сравнивая результаты испытаний опытного картона композиции примеров

1 и 2 можно сказать, что показатели качества картона второй композиции несколько улучшились по-сравнению с композицией примера 1, так, линейная деформация после выдержки образца в воде составляет 0,303 против 0,32ь, линейная деформация после сушки -0,56 против 0,604, ве" личина показателя стрелы прогиба снижается с 15 до 10 мм.

Водостойкость картона и предел прочности при растяжении почти не. изменяются и соответствуют 6,5Ф и

3,0 кгlмм. ваний сделан сравнительный анализ предлагаемой композиции, обивочного . Из данных таблицы следует, что водостойкого картона-основы марки

55 картон композиции по примеру 2 облаОВП-3, выпускающегося по ТУ 81-04- дает линейной деформацией после суш492-77 и картона марки ВО по ГОСТУ ки 0,563, а после выдержки образца

6659 -73. Другие виды обивочного во в воде 0,30 ь, т.е. показатели улучшились по сравнению с нормами на картон марки ОПВ 3 соответственно в

2,6 и в 1,4 раза.

Величина показателя стрелы прогиба снижается по сравнению с данными аналога в 3 раза - с 30 мм до 10 мм (таблица, пример 2).

Пример 3. Из бумажной массы, мас.Ф:

Сборная макулатура 80 е

Каолин 8,0

Канифоль 4,0

Парафин 2,0

Глинозем 6,0 изготовлен картон-основа. Данные ана- лиза картона предствалены в таблице.

Как следует из данных таблицы, увеличение в композиции каолина и проклеивающих веществ (канифольного клея и парафиновой эмульсии) по срав- 20 нению с композицией примеров 1 и 2 также дает воэможность получить хорошие линейные деформации, как после выдержки образца в воде (0,28 ), так и после сушки до абсолютно сухого сос- 25 тояния (0,541), при этом предел прочности при растяжении и водопоглощении практически остаются на одном уровне..

По сравнению с серийной маркой

ОПВ-3 линейная деформация картона ЭО (пример 3) после сушки составляет

0,543 против 0,83, а после выдержки образца в воде -0,283 против 0,83, т.е. линейная дефоряация улучшается соответственно в 1,5 раза и в

2,8 раза.

Показатель стрела прогиба снижается по сравнению с данными аналога с 30 до 8 мм, т.е. в 3,7.

Иэ данных сводной таблицы следу- в ет, что предлагаемая композиция картона из сборной макулатуры, характери зующаяся эольностью 5-104, с введением в нее 4-83 каолина,2-44 канифоли, 0,5-24 .парафина и 3,5-6> глинозема по сравнению с картоном марки

ОВП-3, выпускаемый по ТУ, позволяет получить обивочный водостойкий кар93188 8 тон-основу с показателями линейной деформации после выдержки образца в воде 0,32-0,284 против 0,84, после сушки до абсолютно сухого состояния

0,60-0,543 против 0,83. Кроме того, картон предлагаемой композиции имеет показатель стрела прогиба 8-15 мм против 30 мм по сравнению с данными аналога.

Зольность картона, изготовленного иэ предлагаемой бумажной массы (8121) изменяется незначительно по сравнению с прототипом, так как в композицию вводят каолин, который выравнивает показатель зольности готового продукта. Кроме того, показатель зольности не является эксплуатационным и поэтому не нормируется.

Показатель жесткости картона не нормируется в технических условиях и не является целью изобретения, поэтому картон на этот показатель не испытывается.

Эффективность предлагаемой композиции выражается не только в приме нении дешевого волокнистого сырья, а также в улучшении физико-механических показателей. Так, показатель линейной деформации после выдержки образца в воде уменьшается в 2;5-2,8 раза, деформации после сушки до абсолютно сухого состояния уменьшается

1,3-1,5 раза, показатель водостойкости увеличивается в 1,3-1,4 раза, а показатель стрела прогиба уменьшается в 2-3,7 раза.

Кроме того, применение сборной макулатуры в качестве основного волокнистого сырья позволяет получить картон с меньшей жесткостью, технологичным в применении, что благоприятно сказывается при дальнейшей его переработке,.«вырубке деталей и снижении трудоемкости при монтаже в салон автомобиля.

Зкономический эффект от внедрения новой композиции получается эа счет прибыли на тонну картона 200 руб.

931883

»

1 о оаэи х

Л с о

СО

z x

I о а а

C LD

1 о а

IСЭ

CD м.Ф

IU o8 о!

IQ с

+1 л

I о

IQ

Cl

z а с

I о а

C с

-1 а

»»

- Ф 4Г о

» м

CD

1 !

Э а

Ю о о

z о ! 1 О о 1- о !

С@О л с о о о о

OLD 1zeo

3 Х

»о» со ооо а z

6) с о э о

cz c

fQ

Ст 1а о

IQ ао

LD О о и

CD е х

3 z

» а о с О

» о

С7 О

CD

СО

» о л

Z

z а о

I о о

Э

СС с о z

z z

z z

Ф Ф а с о Ф щ О о а

C C

fQ а z

CD м

С4 м

CD!

f, fQ

z зх

Ф

z

1СО

CD о

z а о в

1> а сч о э а+

3(ол

»m z аe z z аazxQ ое с с о о

»м

Х X CZ охое

zzmm

М 1

1- с о о о

E о

О

CD о

О.

IX

Л о о

Iо с (У1

О1

CD

CV

О 1

CD

О1 о

»

fQ

X

У

1 о

ICV о

+ о

»

С! (М

»

CD

СЭ

CV о

СМ м

Ю

СМ

X а с

I (Э ! ° о Z о

1а

CQ

И о

C! м л о сm о о

С0 с0

>z л

3 О

Э о

1

I

1

I

I !

IQ о

z о !

" а

fQ

М !

>Х

Э

С

Э

1IQ

Щ

Y о

1 х

Х о

Э

z

Х

Щ х

Э

Z 1

1 1 о

М

CO в

:У

z !

fQ

I- 1

I

IQ о а

1 <

I

°

I

I !

cz z c о

a z и»

m tt L г

Х Ф4

X Z

zooz х с

z e к е ах

1» Х C -

o s ое

z асчсч

Y +! !

Фоo а счх ф IQ Z

CKMXO з е а> а (6 с о а

AID а

rО ХФ

1 ю

Э а !

Э Э а а с

fQ о 1 ю

X Е X

zox

Х Z

1 о

Сол IФ

1 00 (Ч

16 СО Э >а.- а

О!» С

СЧ

СО м О ъО

СО

CV

1l\

CD

СО

СЧ

»

CD м О

СО

CFl

» о

CD

1 1

СЧ м

931883

Формула изобретения

Сборная макулатура

Каолин

Канифольный клей

Парафиновая эмульсия

s Глинозем

80-90

4-8

2-4

0,5-2

3,5-6

Составитель Г, Кочеток

Техред Т.Маточка Корректор В. Бутяга

jь «В»

Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Редактор Л. Горбунова

Заказ 3683/39

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

Бумажная масса для изготовления водостойкого картона, включащая волокнистый материал " макулатуру, ка. олин, канифольный клей, парафиновую эмульсию и глинозем, о т .л и ч à е-щ а я с я тем, что, с целью повышения физико-механических показателей картона, она содержит в качестве волокнистого материала сборную макулатуру с содержанием эолы 5-103 при следующем соотношении компонентов, мас. ь:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Картон обивочный. ГОСТ 6659-73 ю 1973.

2. "Технологический регламент на обшивочный водостойкий картон-основу марки 08fl-.3" Каменской БКФ, 1977 прототип).