Наполнитель бумажной массы

 

(>988946

Оп ИСАЙ ИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополннтельное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 29.07,81 (2l ) 3323306/29-12 союз Советск нк

Соцнапнстнчесн ни ресяублнк (5l)NL. Кл.

0 21 Н 3/66 с прнсоеянненнем заявкн явГевуазуетааевй кенктат

CCCP ав азии взебратеай н вткумтнв (23) П рнорнтет

Опублнковано 15,01.83. Бюллетень М 2 (53)УЛК 676 1. .023.6(0о8.8) Дата онублнковання опнсання15,01 .83 у. 4 „" - -;,-.1

1r

<

: л:-.

Центральный научно-исследовательский инещтут бумаги

1 (7! ) Заявитель (54) НАПОЛНИТЕЛЬ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к наполнителям бумажной массы и может быть использовано в целлюлозно-бумажном производстве при изготовлении высококачественных видов бумаги с пониженной массой 1 и и высокими показате- лями оптических свойств (белизны, непрозрачности).

Известен наполнитель бумаги - као-,о лин, содержащий преимущественно частицы менее 90 мкм 1 ).

При этом содержание в нем частиц менее 2 мкм (фракции 0,5-2,0 мкм) не превышает 40-603. "Остальная доля в этом крупнодисперсном каолине приходится главным образом на фракцию: с размером частиц 10-40 мкм.

Каолин с таким гранулярным составом не обеспечивает необходимую сто- гв пень белизны и особенно непрозрачность тонких видов бумаги, к оптическим свойствам которой предъявляются высокие требования, 2

Известна также пигментная двуокись титана, которую вводят в композицию бумажной .массы для повышения ,степени белизны и главным образом

1 непрозрачности бумаги, Обладая высокими показателями белизны, дисперсности, имея высокий коэффициент преломления, двуокись титана позволяет в значительной степени повысить уровень оптических свойств бумаги вследствие возрастания ее рассеивающей способности, Однако двуокись титана является сравнительно дорогим и дефицитным продуктом. Кроме того, ввиду наличия полосы поглощения в ближний Уф-области двуокись титана снижает эффективность действия оптических отбеливателей, что затрудняет достижение наряду с высокой степенью непро" зрачности и высокого урввня белизны бумаги, Этот аналог принимается в ка-. честве базового объекта, так как наполнитель, включающий крупнодисперс-<

3. 9889 ный каолин и двуокись титана широко 1 используется в производстве отечественных тонких печатных видов бумаги и является наиболее эффективным, Наиболее близким к изобретению является наполнитель бумажной массы, состоящий из крупнодисперсного и тонкодисперсного каолина. Крупнодисперсный каолин в этом наполнителе содержит фракцию 0,5-2,0 мкм в количест- 1р ве 40-604, а тонкодисперсный - в количестве 75-954. Остальная доля (5253 ) в тонкодисперсном каалине приходится на фракцию с размером частиц

5-10 мкм. Введение такого наполнителя в бумажную массу позволяет значительно-повысить белизну бумаги и,при оптимальном .дяя данного вида бумаги соотношении в наполнителе тонкодисперсного и крупнодисперсного каоли- 2g на улучшить ее непрозрачность (2@ .

Однако уровень достигаемых оптических свойств в iMacce недостаточно высок при изготовлении бумаги с низкой массой 1 м, так как при исполь- 25 зовании такого наполнителя коэффициент ее светопоглощения снижается в большей степени, чем возрастает коэффициент ее светорассеяния.Это приводит к тому, что бумага, имея 3Q высокую степень белизны, не обладает необходимой степенью непрозрачности

Цель изобретения - улучшение оптических свойств бумаги при сохранении ее механической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что наполнитель бумажной массы, состоящий из крупнодисперсного и тонкодисперсного каолина, содержит

40 тонкодисперсный каолин с содержанием фракции 0,5-2,0 мкм 96-994 при следующем соотношении компонентов, мас.3 : крупнодисперсный каолин 4075, тонкодисперсный каолин 25-60.

Крупнодисперсный каолин содержит фракцию 0,5-210 мкм в количестве

40-604. Кроме фракции 0,5-2,0 мкм тонкодисперсный каолин содержит в основном еще фракцию 2-5 мкм в количестве 1-4, Введение предлагаемого наполнителя в бумажную массу приводит к значительному улучшению не толвко белизны, но и непрозрачности бумаги. Это можно объяснить тем, что выбранное сочетание тонкодисперсногo и крупнодисперсного каолина с указанным содержа46

4 нием в нем фракции 0,5-2,0 мкм приводит при использовании акого наполнителя в бумажной массе к понижейию коэффициента светопоглощения бумаги и одновременно к еще более значительному возрастанию ее рассеивающей способнос1-и, Поскольку белизна и непрозрачность бумаги являются функцией коэффициентов светорассеяния и светопоглощения бумаги, то понижение коэффициента светопоглощения, достигаемое при использовании предлагаемого наполнителя бумажной массы и оптимальное соотношение его с коэффициентом светорассеяния и позволяет изготовить бумагу не только с повышенной степенью белизны, но и непрозрачности °

Введение компонентов наполнителя в виде суспензии в бумажную массу может производиться раздельно, либо сразу готовится водная суспензия наполнителя, содержащая крупно- и тонкодисперсный каолин, Дальнейшую подготовку бумажной массы и получение бумаги осуществляют обычными технологическими приемами, Содержание тонкодисперсного каолина в наполнителе составляет предпочтительно 25-60 . Повышение доли тонкодисперсного каолина в наяолнителе выше 603 хотя и приводит к дальнейшему повышению степени белизны бумаги, однако понижает уровень ее непрозрачности. При содержании тонкодисперсного каолина менее 25/ затруднительно достигнуть необходимую степень белизны бумаги.

Указанные предельные значения функции 0,5-2,0 мкм характеризуют каолин как полидисперсный продукт, содержащий смесь частиц с размером во всем указанном диапазоне.

Ниже приведены примеры приготовления наполнителя бумажной массы с различной степенью зольности.

Пример 1, В водную суспензию крупнодисперсного каолина мокрого обогащения (1 ) с содержанием фракции 0,5-2,0 мкм 50< добавляют тонкодисперсный каолин (Il ), содержащий 963 фракции 0,5-2,0 мкм. Соотношение указанных компонентов в наполнителе составляет: каолин

754, каолин П - 253. Суспензию наполнителя тщательно перемешивают и при концентрации 201 вводят в волокнистую массу, содержащую размо5 988 лотые беленую сульфитную и сульфатную целлюлозу и оптический отбеливатель (0,14 от массы абсолютно сухого волокна). Далее добавляют гидрофобизирующие добавки в количестве . с

13 и с помощью сернокислого алюминия доводят рН бумажной массы до

5,0-5,2. Из готовой бумажной массъ обычными приемами изготовляют типографскую бумагу массой 50 г/м, 1о

Результаты определения показателей качества полученной бумаги приведены в таблице.

Пример 2. Приготавливают

20 ь-ную водную суспензию наполните- 15 ля, состоящего иэ 504 крупнодисперсного каолина мокрого обогащения с содержанием фракции менее 2 мкм

404 и 503тонкодисперсного каолина, имеющего 983 частиц менее 2 мкм. Сус- 2å пензию наполнителя вводят в волокнистую массу и аналогично примеру 1 готовят композицию и производят отлив типографской бумаги массой 50 г/м .

Качественные показатели бумаги при- 25 ведены в таблице.

ll р и м е р 3. Приготавливают

20Ф-ныю водные суспензии крупнодисперсного (1) каолина, содержащего

603 частиц менее 2 мкм, и тонкодисперсного (11) каолина с содержанием фракции менее 2 мкм 98, которые раздельно вводят в волокнисту массу.

Соотношение между компонентами наполняющей смеси составляет: каолин (1) 604, каолин (II) 403. Волокнистая суспензия состоит из размолотой беленой сульфитной хвойной и сульфатной хвойной и лиственной целлюпозы 1, к которым добавлено 34 канифольного клея, После введения суспензии наполнителей в бумажную массу добавляют сернокислый алюминий до рН=0,8, Изготовляют офсетную бумагу массой

60 г/м .

Качественные показатели бумаги приведены в таблице.

Пример 4. В водную суспензию, тонкодисперсного каолина (ll ) с содержанием частиц менее 2 мкм (фракции 0,5-2,0 мкм) 983 добавляют крупнодисперсный каолин (I), имеющий

604 фракции 0,5-2,0 Мнм. После перемешивания 203-нуа суспензию наполнителя, состоящего иэ 404 каолина

1 и 60< каолина II вводят в волокнистую суспенэию, Приготовление бумажной массы проводят аналогично примеру 3.

946 6

Результаты определения оптических и физико-механических свойств бумаги приведены в таблице.

ll р и м е р 5.(базовый объект)

5.1. Приготавливают 20 -ную водную суспензию крупнодисперсного каолина (1}, содержащего 503 частиц менее

2 мкм (фракции 0,5-2,0 мкм),которую вводят в волокнистую суспензию, в которую предварительно добавлена

103,-ная суспензия двуокиси титана (IV), Соотношение компонента (1) и (IV),в наполняющей смеси составля" ет соответственно 91,251 и 8,75ь.

Далее аналогично примеру 1 веду> подготовку бумажной массы и изготавливают типографскую бумагу массой

50 г/м, показатели качества кото" рой приведены в таблице.

5.2. Приготавливают суспензию наполнителя, состоящего из крупнодисперсного каолина (1) с содержанием фракции 0,5-2,0 мкм 603 и двуокиси тита" на (1Н). Наполнитель содержит 90 крупнодисперсного каолина и 103 двуокиси титана. Суспенэию наполнителя добавляют к волокнистой массе и анаI. логично примеру 3 получают офсетную бумагу массой 60 г/м .

Результаты оценки качества полученной 6умаги приведены в таблице.

Пример 6 (по прототипу).

6,1. Приготавливают водную суспензию крупнодисперсного каолина (1) с содержанием частиц менее 2 мкм 503 и добавляют химически отбеленный фракционированный тонкодисперсный каолин (lll) имеоций 75ь фракции 0,5-2,0 мкм (марка каолина "БП-84" согласно

ТУ 21-25-146-75), Суспензию найолнителя тщательно перемешивают и при содержании компонентов 1 и 111, соответственно равном 504, вводят в волокнистую суспензию. Дальнейшую подготовку бумажной массы и изготовление типографской бумаги проводят аналогично примеру 1.

6 .2 ° Водную 203-ную суспензию крупнодисперсного каолина (1), содержащего 603 частиц менее 2 мкм вводят в волокнистую сусненэию, в которую затем вводят суспенэию тонкодисперсного каолина (III) с содержанием фракции 0,5-2,0 мкм 954

Соотношение компонентов в наполняющей смеси составляет каолин 1

603, каолин (lll) - 404. Далее аналогично примеру 3 получают офсет7. 988946 8 ную бумагу, показатели качества ко- непрозрачности (примеры 3 и 6,2), торой приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблицс данных, предлагаемый наполнитель бумажной Mcicckl flo сравнению с прототипом позволяет при одинаковой зольности бумаги значительно улучшить ее оптические свойства;- Так, по сравнению с прототипом (пример 6.1) белиз в на типографской бумаги возросла на

2,93 при одновременном увеличении ее непрозрачности на 1,83» Использование наполнителя, согласно предлагаемого изобретения, позволяет íà 15

l,43 повысить беливну офсетной бумаги и 1,93 улучшить показатель ее

Для оопоставимости полученных данных сравнение проводилось при одинаковом соотношении компонентов наполнителя в примерах, иллюстрирукнцйх как изобретение, так и прототип.

По сравнению с базовым обьектом (примеры 5.1 и 5.2) предлагаемый наполнитель также обеспечивает некоторое улучшение .оптических свойств бумаги, что иснлючает необходимость введения ее в композиции дорогостоящей двуокиси титана при изготовлении бумаги для печати пониженной массы с высокими оптическими характеристиками.

9В8946

1 1

Ф Ф

X Z а

g3 Э а Х

0ъ X

Ch CV

Ю Ю

CO CO О О О сО

Ю ° \

Сп о

О Л о

Ю ° Ь

ОС3 О сО

Х (М о

C, 3 ч о х

Х I

М Ф

X о

CO IO

ОЪ сЧ м . «м

a . е Ю Ю

О ° а an

СЧ СЧ ° »

О О 3

Фь

CV

m л

Ю.дГ

4М ° » о а

О О е

СЧ о

ev о о ъО о

СЧ

О О

О О О Л

cD an

-Ф о л

Cf

Ф

3., L л

Iо о

Ф

Ф

М

IX с О сО О О

° Ь Ю ° Ь м

Ф ° ф

X

Х

Х о

Cl.

О

Ф Ю

СЧ СЧ

° %

CD О

Ю Ю

СЧ СЧ

° - 3

)X

Э

Х о

С1

X

Ю

lg

Ю М1 Ц3 33

Ф Ю ° I о о

° °

an 33 3

Ю о

МЪ

CD х

З

1

С

Ю

Е о

3" зХ о о

X С6 а

Э а Ig э о

С 3О

3С

fg

Х

6I м

С1

Ф

X

Ф

X

3-. а

О О

О 3С3

Q1

СЧ CV о о в о сЧ м

CV СЧ о о о

СЧ СО

СЧ СЧ о о О О

СЧ 330

СЧ СЧ

30 о

Cg о

Cl

g3 л о сЧ

° I Ю

СЗЪ СТ о

» м

ОЪ

Z д Р

У

lg

lg

Х

Я

X o P

Э ас3

-Ф О

Я

СО CO

an в

-Ф м

СО СО

О

Ю Ю мъ сЧ

CO CO о ф

СО

ФС3

IC

Х

I- N

Э 1 ч

Е CD

OaO

L

0

lg эХ

3- О

cg o

X o

> Ф

СС3 X а

СС3

I о—

О3- сос а X ° О С 3- О а

X

X 23.. а

Ф

30 )Х I» - СЧ

Я Х е

Ф сч м -Ф an Ф э м\ мъ

X а с о л

l- O

0 О о z х а э о

XC3

Cg

63

X I у

l0

С3 X

e ""

I0 CD

C1 an

О 3Х с о

X V

I- V

30 X

Ф 0С

:э Х

3О V

К

Ф

3- Х

Э N

Ч 1

В о

О,О

Ф>Е о . Ф O

> .l0 ас3

С3

1 е 1Фо

I а 3 3 о >х о

x v

3- и

Ф

Ф

Ф IL

Ф

>, х

3С3 и

С 4 X е 3 ао

a- an о

)X ) х о

3 0 о

l0

> Х аС3 о.

К

l0

Х 3

IЭ N о с е

ОО О

Ф о

x o

>ь lg ао

988946 формула изобретения

25-60.

Составитель О. Маслаченко

Редактор М.Товтин Техред.Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко

3 враж: 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35 .Раущская наб., д. 4/5 аказ атент, г. жгород, ул. роектная, лиап

1. Наполнитель бумажной массы, состоящий из крупнодисперсного и тонкодисперсного каолина, о т л и ч ею шийся тем, что, с целью улучшения оптических свойств бумаги при сохранении ее механической прочиости, он содержит тонкодисперсный каолин с содержанием фракции 0,5-2,0 мкм 16

96-993 при следующем соотношении ком понентов, масД:

Крупнодисперсный каолин 40-75

Мелкодисперсный 1S каолин

12

2, Наполнитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем,,что он содержит

Крупнодисперсный каолин с содержанием фракции 0,5-2 мкм 40-603.

Источники информациы, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 13285-73 "паолин, обогащенный для производства бумаги и картона".

2. Иванов С.Н. Технология бумаги.

;М., "Лесная промышленность", 1970, с. 243-449.

3 Реферативная информация "Целлюлоза, бумага и картон", 1977, Р 28, с. 6-7 (прототип),