Способ подготовки бумажной массы к отливу

 

Союз Совет сник

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii962399 (6l ) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 31. 03. 81 (21) 3269905/29 (51)М. Кл.

О 21 Н 3/38 с присоединением заявки М

9>вударетвеиый квинтет

СССР ао делан изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30. 09. 82. Бюллетень М 36

Дата опубликования описания 02 . 10 .82 (53) УДК 676,3 (088.8) В.В. Лапин, Т.В. Самсонова, А.В. Куч

А.Д. Абкин, А.П. Шейнкер и Н.И. Давы (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Центральный научно-исследовательски (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ

К ОТЛИВУ

Изобретение относится к способам подготовки бума>хной массы введением в волокнистую суспензию различных полиэлектролитов для удержания мелочи и наполнителя и может быть испольс зовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаги для печати и письма (типографской, офсетной, для глубокой печати, тетрадНой писчей, рисовальной, чертежной и т.д.).

Известен способ подготовки бумажной массы путем обраб>отки отдельных потоКов различных видов волокна соответствующими добавками, согласно которому отдельно обрабатываемые потоки волокна выбирают по способу варки целлюлозы (сульфатная, сульфитная и т.д.), но не учитывают фракционный состав целлюлозы. 20

Используемые добавки могут быть как ионные, так и не ионогенные, а выбор сочетаний химических добавок не систематизирован в отношении знака заряда добавки. В качестве добавок могут быть.использованы акриловые полимеры, сополимеры бутадиена с акрилонитрилом, латексы: бутадиенстирольный, бутадиенвинил-хлоридный, фенолформальдегидные смолы, меламиноформальдегидные смолы, анионные и катионные мочевино-формальдегидные смолы, полиакриламид и его сополимеры с акриловой кислотой или с ее эфира ми и солями, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоэа и метилцеллюлоза. Обработанные соответствующими добавками потоки различных видов волокон далее смешиваются и из полученно.

ro общего потока формируется бумага (1).

Этот способ приводит, к повышению прочности бумаги в сухом и вла>ином состоянии. Однако он не пригоден для волокнйстых композиций, включающих целлюлозу иэ лиственной древесины.

Э 9623

25 рабатывают катионным полиэлектролитом, зо например полиалкиленполиаминами, поли35 ацетата, винилметилового эфира и мале- о инового ангидрида, метакриловой кисло50

При приготовлении бумажной массы с использованием коротковолокнистой целлюлозы, к которой относится и лиственная .целлюлоза, имеют место трудности при формовании полотна бумаги на сетке бумагоделательной машины, заключающиеся в ухудшении обезвоживания целлюлозной папки.и, как следствие, заливе сетки. Решение этой задачи обусловлено возрастанием тенденции использования лиственной древесины для производства целлюлозы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ подготовки бумажной массы к отливу, включающий смешение потоков размолотой коротковолокнистой и длинноволокнистой древесной целлюлозы и адсорбционную .обработку их катионным и анионным полиэлектролитами, Согласно этому способу, раздельно размолотую коротковолокнистую древесную целлюлозу (целлюлозу, полученную из лиственных пород древесины) смешивают с длинноволокнистой древесной целлюлозой (из хвойных пород древесины), полученную смесь разделяют на два потока, каждый из которых обамидами, полиамидэпихлоргидриновыми продуктами, взятыми в количестве от, 0,1 до 10 от массы абсолютно сухого волокна, и анионным полиэлектролитом, например бентонитом, карбоксиметилцеллюлозой, этоксилированными сульфоспиртами, поликарбоновыми кислотами и ангидридами, полиакрилатами, сополимерами малеинового ангидрида и винилты и акриламида, метилметакрилата и малеинового ангидрида, акриловой кислоты и стирола, взятым в количестве от 0,1 до 103 от массы абсолютно сухого волокна. Обработанные потоки подвергают повторному смешению для получения бумажной массы, из которой формуют бумажное полотно (2 j.

Однако такой способ не обеспечивает достаточно хорошего обезвоживания волокнистой массы,; так как не учитывает фракционный состав и специфическое влияние коротковолокнистой фракции на обезвоживающую способность бумажной массы.

Цель изобретения - улучшение обезвоживания массы и повышение удержа5

1О

99 4 ния волокна при сохранении физикомеханических показателей бумаги.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки бумажной массы к отливу, включающему смешение потоков размолотой коротковолокнистой и длинноволокнистой древесной целлюлозы и адсорбционную обработку потоков катионным и анионным полиэлектролитами, обработке катионным полиэлектролитом подвергают поток коротковолокнистой древесной целлюлозы, а анионным полиэлектролитом - поток длинноволокнистой древесной целлюлозы перед их смешением.

В качестве катионного полиэлектролита используют предпочтительно поли" этиленимин и его модификаты акриламидом и акриловой кислотой, сополимеры акриламида или винилпирролидона с уксуснокислыми или солянокислыми солями аминоэфира метакриловой кислоты, катионный полиакриламид, продукты поликонденсации дициандиамида, формальде1ида и уротропина, а в качестве анионного полиэлектролита используют гидролизованный полиакриламид.

В качестве коро т ко воло кни стой древесной целлюлозы используют целлюлозу со средней длиной волокна

0,8-2 мм, а в качестве длинноволокнистой древесной целлюлозы используют целлюлозу со средней длиной волокна

2,4-Й мм.

При этом используют коротковолокнистую древесную целлюлозу, полученную из лиственных пород древесины (осина, береза, бук и другие), а также лиственную целлюлозу с примесью хвойной целлюлозы или древесной массы, и длинноволокнистую древесную целлюлозу, полученную из хвойных пород древесины (ель, сосна, пихта).

Предпочтительная молекулярная масса используемых анионных полиэлектролитов составляет 10 -1О, а кати7 онных полиэлектролитов - 104-10

Помимо указанных предпочтительных полиэлектролитов, могут быть использованы различные полиамины, например полиамиды, полиамидамины, различные производные целлюлозы, .сополимеры на основе четвертизованного винилпиридина. При использовании в качестве анионного полиэлектролита гидролизованного полиакриламида предпочтительно использовать указанный продукт со степенью гидролиза 10-2 3.

9б239

Как катионные, так и анионные полиэлектролиты вводят в массу в количестве 0,01-103 к массе абсолютно сухого вещества. Соотношение потоков коротковолокнистой и длинноволокнистой 5 древесной целлюлозы выбирается в зависимости от требуемых свойств бумажного листа и колеблется от 9:1 до

1:9 °

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Размолотую коротковолокнистую древесную целлюлозу, которой преимуцественно является целлюлоза из листвен = ной древесины, например березы, и име-1> ющую длину волокна 0,8-2,0 мм подвергают обработке катионным полиэлектро, -., литом.

Размолотую длинноволокнистую древесную целлюлозу, которой преимущест- 20 венно является целлюлоза из хвойной древесины, например сосны, и имеющую длину волокна 2,4-4,0 мм обрабатывают анионным полиэлектролитом.

Обработанные таким образом потоки 25 сливают вместе для получения волокнистой суспейзии, иэ которой формуют бумажное полотно.

Предлагаемый способ подготовки бумажной массы к отливу может быть эв осуществлен в производстве бумаг как беэ введения различных химических добавок, так и с их введением (при ,изготовлении клееных и наполненных

1 видов бумаг).

3S

В качестве наполнителя могут быть использованы: мел, тальк, двуокись титана, гипс, бланфикс и др. В качестве проклеиваюц их агентов можно использовать, кроме канифольного клей, Ю различные синтетические смолы. Напол; нители и проклеивающие агенты вводят по традиционным схемам подготовки бумажной массы как раздельно в оба потока хвойной и лиственной целлюлозы, так и только в один поток, либо лиственной, либо хвойной целлюлозы.

При необходимости.в бумажную массу могут быть введены различные химические добавки, например красители, отбеливатели и прочие химические вспомогательные вещества.

3а счет обработки потока коротковолокнистой древесной целлюлозы катионным полиэлектролитом, а потока длинноволокнистой древесной целлюлозы анионным полиэлектролитом происходит увеличение эйфективных размеров

9 6 коротковолокнистой древесной целлюлозы, при смешении потоков флокуляции массы происходит по механизму ге тероадегуляции, при этом соблюдаются условия для наилучшего обезвоживания целлюлозной папки и максимального удержания волокна в сочетании с оптиФ мальной однородностью структуры бумажного листа (просвет).

Анионный полиэлектролит предпочти;, тельно вводить эа 20-30 мин до выпус- ка массы на сетку бумагоделательной машины в условиях хорошего перемешиванил.

Катионный полиэлектролит вводят- за

30-60 с перед выпуском массы на сетку. Смешение потоков предпочтительно производить за минимально короткое время перед выпуском на сетку (эа 5-10 с, преимущественно в напорном ящике) .

Из подготовленных таким образом волокнистых потоков изготавливают бумагу с примейением различных проклеивающих и наполняющих веществ, обуславливающих требуемые свойства.

Пример 1. В суспензию размо-. лотой хвойной целлюлозы, имеющей среднюю длину волокна 4,0 мм, при интен- сивном перемешивании вводят раствор гидролизованного полиакриламида в ко личестве 0,5 ; к массе абсолютно сухого волокна и обрабатывают массу в течение 20-30 мин.

Суспензию размолотой лиственной целлюлозы, имеющей длину волокна

0,8 мм, обрабатывают при перемешивании полиэтиленимином, модифицированным акриламидом (403) и акриловой .кислотой (10 ) в количестве 0,5 к

"массе абсолютно сухого волокна. Пере1>ешивание осуществляют в течение 30

Далее эти два потока сливают вместе, соотношение потоков составляет

1:1. На аппарате Поппер-Риглера определяют время обезвоживания массы по времени истечения 700 мл воды. На аппарате Рапид-Кеттен получают отливки бумаги, которые далее подвергают физико-механическим испытаниям.

Пример 2. Потоки лиственной и хвойной целлюлоз подготавливают и обрабатывают аналогично примеру 1.

Вместо модифицированного полиэтиленимина поток лиственной целлюлозы обрабатывают сополимером винилпирролидона с солянокислой солью аминоэфира метакриловой кислоты.

7 9623

Пример 3. Потоки лиственной

h хвойной целлюлоз подготавливают и обрабатывают аналогично примеру 1.

Вместо модифицированного полиэтиленМмина поток лиственной целлюлозы обрабатывают сополимером акриламида с уксусной солью аминоэфира метакриловой кислоты.

Пример 4. Потоки лиственной и хвойной целлюлоз подготавливают и обрабатывают. аналогично примеру 1.

Вместо модифицированного полиэтиленимина поток лиственной целлюлозы обрабатывают катионным полиакриламидом, 15 полученным из гидролизованного полиакриламида по реакции Гофмана.

Пример 5. В суспензию размо-. лотой хвойной целлюлозы, имеющей среднюю длину волокна 2,4 мм, при интен- 20 сивном перемешивании вводят раствор гидролизованного полиакриламида в количестве 0,53 к массе абсолютно сухо го волокна и обрабатывают массу в течение 20-30 мин. Суспензию размолотой 25 лиственной целлюлозы, имеющей среднюю длину волокна 2,0 мм, обрабатываЮт продуктом поликонденсации дициандиамида, формальдегида и уротропина в количестве 0,53 к массе абсолютно 30 сухого волокна, массу перемешивают

30 с. Потоки сливают вместе и форму, ют бумагу аналогично примеру

В примерах 6 и 7 приведены опыты подготовки бумажной массы по известному способу.

Пример 6. Суспензию размолотой хвойной целлюлозы, имеющей среднюю длину волокна 4,0 мм, смешивают с суспензией размолотой лиственной 4в целлюлозы, имеющей среднюю длину волокна 0,8 мм. Полученную массу разде- ляют на две части, обрабатывают мочевино-формальдегидной смолой в количестве 0,53 к массе абсолютно сухого 45 вещества.

Вторую часть обрабатывают карбоксиметилцеллюлозой в количестве 0,54 к массе абсолютно сухого волокна, Потоки вновь сливают. Определяют время обезвоживания массы на аппарате Uîïnep-Риглера. Формуют отливки бумаги на аппарате Рапид-Кеттен и подвергают их физико-механическим испытаниям.

Пример 7. Потоки хвойной и

55 лиственной целлюлоз подготавливают и обрабатывают аналогично примеру 6.

Вместо мочевино-формальдегидной смолы используют полиакриловую кислоту, 99 8 а вместо карбоксиметилцеллюлозы - гидролизованный полиакриламид.

Il р и м е р 8 (контрольный). Потоки целлюлоз подготавливают аналогич но примеру 1. Иэ целлюлозной суспензии формует бумагу без применения полиэлектролитов.

Пример 9. Потоки целлюлоз подготавливают аналогично примеру

В каждый поток вводят каолиновую суспензию в количестве 1ОЖ к массе абсолютно сухого волокна. Поток лиственной целлюлозы обрабатывают полиэтиленимином, модифицированным акриламидом (403) и акриловой кислотой (103) в количестве 0,53 к массе абсолютно сухого волокна, поток хвойной целлюлозы обрабатывают гидролизованным полиакриламидом в количестве 0,53 к массе абсолютно сухого волокна. Потоки сливают вместе и из полученной массы формуют бумагу.

Пример 10. Потоки целлюлоз подготавливают аналогично примеру 1.

В каждый поток вводят канифольный клей в количестве 0,53 к массе абсолютно сухого волокна и сульфат алюминия до рН массы 5,5-6. Поток лиственной целлюлозы обрабатывают полиэтиленимином, модифицированным акриламидом (40 ) и акриловой кислотой (10Ф) в количестве 0,53 к массе абсолютно сухого волокна, поток хвойной целлюлозы обрабатывают гидролизованным полиакриламидом в количестве 0,53 к массе абсолютно сухого волокна. Потоки сливают вместе и из полученной массы формуют бумагу.

П р и и е р 11 (контрольный). Потоки целлюлоз подготавливают аналогично примеру 9, Потоки смешивают и из полученной массы формуют бумагу без обработки полиэлектролитами.

Пример 12 (контрольный). Потоки целлюлоз подготавливают аналогично примеру 10. Далее потоки смешивают и из полученной массы формуют бу. магу без обработки полиэлектролитами.

Пример 13 (известный). Потоки хвойной и лиственной целлюлоз подготавливают аналогично примеру 6. В полученную массу вводят каолиновую суспензию в количестве 104 к массе абсолютно сухого волокна. Затем массу разделяют на две части, одну часть обрабатывают полиэтиленимином модифицированным акриламидом .(40 ) и акриловой кислотой (10,) в количестве

0,53 к массе абсолютно сухого волок9623

Удержание волокна Д

Сопротивление. продавливанию,кгс/см

Время обезвоживания массы,с

Разрывная длина, м

Пример

98,7

1,12

3000

3080

1,20

98,0

3090

1,10

97,9

94,0

1,16

3100

94,3

1,15

3020

86,5

1,15

86,0

1,10

85,9

0,74

98,0

1,16

98,"

1,14

3070

84,0

0,73

85,5

0,75

87,2

1,14

88,0

1,14 на, другую часть - гидролиэованным полиакриламидом в количестве 0,5/ к массе абсолютно сухого волокна. Потоки сливают вместе и формуют бумагу.

Пример 14 (известный) . Потоки хвойной и лиственной целлюлоз подготавливают аналогично примеру 6.

Ц полученную массу вводят канифольный клей в количестве 0,54 к массе абсолютно сухого волокна и сульФат алюми-1о ния до рН массы 5,5-6. Затем массу разделяют на две части, одну часть обрабатывают полиэтиленимином, моди6 (известный) 3050

7 (известный) 3000

8 (контрольный) 2550

9 3000

11 (контрольный) 2340

12 (контрольный) 2480

13 (известный) 3000

14 (известный) 2980

Формула изобретения

1. Способ подготовки бумажной массы к отливу, включающий смешение потоков размолотой коротковолокнистой и длинноволокнистой древесной целлю" лозы и адсорбционную обработку их ка55 тионным и анионным полиэлектролитами, отличающийся тем, что,с целью улучшения обезвоживания

99 . 10 фицированным акриламидом (403) и акриловой кислотой (103) в количестве

0,5Ъ к массе абсолютно сухого волокна. Потоки сливают вместе и формуют бумагу.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как. видно иэ результатов, приведенных в таблице, предлагаемый способ позволяет повысить обезвоживание массы на 25-303 и удержание волокна на

5-10 ; с сохранеием прочности на том же уровне. массы и повышения удержания волокна при сохранении физико-механических показателей бумаги, обработке катионным полиэлектролитом подвергают поток коротковолокнистой древесной целлюлозы, а анионным полиэлектролитом - поток длинноволокнистой древесной целлюлозы перед их смешением.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве кати-, 11 962399 12 онного полиэлектролита используют коволокнистой древесной целлюлозы олиэтиленимин и его модификаты акрил- используют целлюлозу со средней дли;амидом и акриловой кислотой, сополи- ной волокна 0,8-2 мм, а в качестве

Меры акриламида или винилпирролидона длинноволокнистой древесной целлюлозы

I е уксуснокислыми или солянокислыми g ..используют целлюлозу со средней дли олями аминоэфира метакриловой кисло- ной волокна 2,4-4 мм.

ы, продукты поликонденсации дицианиамида, формальдегида и уротропина Источники информации, и катионный полиакриламид, а в качест- принятые во внимание при экспертизе ве анионного полиэлектролита исполь- ð 1. Патент СИА Ю 3151017, зуют гидролизованный полиакриламид, кл. 162-141, 1964.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю- 2. Патент США 3998690, ш и и с я тем, что в качестве корот- кл. 162-141, 1976 (прототип). филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель 0. Маслаченко

Редактор Н. шешеля Техред Н.Гергель Корректор Н..Король

Заказ j457j52 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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