Способ изготовления бумаги

Способ изготовления бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН

3(5П D 21 Н 5 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3476477/29-12 (22) 26.07,82 (46) 07.11.83. Бюл. М 41 (72) В.И.Волович, И.В.Фролов, lO ° П.Топоров и В,Й,Чернышев (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги (53) 676.4(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР 9 896139, кл, D 21 Н 5/14, D 21 Н 3/22, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 926135, кл. D 21 H 1/02, В 32 В 29/00, 1980, 3. Авторское свидетельство СССР

Р 511405, кл. D 21 Н 5/14 (прототип). °

ÄÄSUÄÄ1052606 А (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУИАГИ, включающий размОл целлюлозы, модифицирование одной части размолотой целлюлозы катионным веществом,. а другой части — анионным вещест-i-. вом, образование бумажного полотна с использованием формования и его сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности бумаги в сухом и влажном состояниях размол целлюлозы осуществляют до 25-450ШР, формованию подвергают .каждую часть модифицированной целлюлозы до получения каждого слоя с массой 20-50 г/м, а образование бумажного полотна производят соединением сформованных слоев„

1052б06

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для изготовления технических видов бумаги, прочной как в сухом,,так и во влажном состоянии. 5

Известен способ изготовления бумаги иэ смеси немодифицированной беленой сульфатной целлюлозы и модифицированной аминосоединением, предварительно размолотой до 95-98 МР целлюлозы со следующим соотношением компонентов, мас.%: немодифицированная целлюлоза 90-95 и модифицированная целлюлоза 5-10 (1 j.

Однако бумага, полученная указанным способом имеет сравнительно невысокую механическую прочность.

Известен также способ изготовления многослойной бумаги, состоящей иэ верхнего и нижнего впитывающих слоев бумаги и среднего слоя на основе полиолефина (2 ).

Однако известный способ изготовления не позволяет получать прочную бумагу и связан с рядом технологических сложностей.

Наиболее близким к предлагаемому па технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления бумаги, включающий размол целлюлозы, модифицирование части ЗО размолотой целлюлозы катионным веществом, а другой части — анионным веществом, образование бумажного полотна с использованием формования и сушку. B качестве катионного 35 вещества используют этиленимин, а в качестве анионного вещества — цианурхлорид. Согласно этому способу размол целлюлозы осуществляют до

57 ШР и формуют однослойную бумагу 4О (из одного потока ) из смеси (1;,1) целлюлозных волокон, модифицированных анионным и катионным веществами.

Однако бумага, изготовленная и по этому способу, имеет также низкие механические показатели в сухом и влажном состояниях.

Цель изобретения — повышение прочности бумаги в сухом и влажном сосI тояниях а

5О

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления бумаги, включающему размол целлюло-. зы модифицирование части размолоФ

55 той целлюлозы катионным веществом, а другой части — анионным веществом, образование бумажного полотна с использованием формования и сушку, размол целлюлозы осуществляют до 2545ОШР, формованию подвергают каждую ЬО часть моднфицированной целлюлозы до получения каждого слоя с массой

20-50 г/м 2, а образование бумажного полотна производят соединением сформованных слоев, 65

Изготовление двухслойной бумаги иэ двух видов модифицированных целлюлозных волокон позволяет существенно повысить прочность бумаги в сухом и влажном состояниях. С целью равномерного распределения функциональ- ных групп по длине целлюлозных волокон, а также сохранения их прочности, предпочтительнее испольэовать для модификации целлюлозу, размолотую до 25-45 ШР.

Поскольку вклад двойного электрического слоя в повышении прочности бумаги проявляется в большей степени при уменьшении массы 1 м (соот2 ветственно толщины ) двухслойной бумаги, а также для предотвращения возможных технологических затруднений, Обу".ëàâëèâàåìûõ адгезией влажного полотна бумаги к металлическим узлам мокрой части бумагоделательной машины, следует изготавливать ее с массой каждого слоя в пределах 20-50 г/м2. При этом взаимодействие донорно-акцепторных функциональных групп модифицированных целлюлозных волокон обусловливает образование в межволоконных зонах контактов,цвойного электрического слоя (ДЭС)„ плотность зарядов ксторого имеет наибольшее значение в случае использования для модифицирования целлюлоэных волокон, размолотых до 2 -45 ШР. Наличие ДЭС доказано экспериментально путем регистрации эмиссии электронов высоких энергий.

Существенное возрастание прочности на разрыв двухслойной бумаги свидетельствует о там, что ДЭС в бумаге обладает "дальнодействием", проявляющимся в изменении объемных свойств целлюлозного материала.

B качестве анионных веществ, содержащих акцепторные функциональные группы, используют предпочтительно акрилОВую кислОту сОпОлимеры ПОлиглицидилметакрилата с сульфитом натрия. B качестве катионных веществ, содержащих донорные Функциональные группы, используют предпочтительно зтиленимин, сополимеры полиглицидилметакрилата с моноэтаноламином.

Способ осуществляют следующим образом.

Беле ую сульфатную целлюлозу размалывают до 25-45 ШР, затем разо, молотую массу делят на две части, одну часть модифицируют катионным веществом, другую — aнионным. Эатем Формуют два слоя бумажного IIoлотна с массой каждого слоя 20

50 г/м „ при этом один слой формуют иэ целлюлозы, модифицированной анионным веществом„ а другой — иэ целлюлозы, модифицированной катионным веществом. Для этого через специальное наливное устройство, расположенное в средней части сеточно1052606 го стола бумагоделательной машины, на сформованное влажное полотно из целлюлозы, модифицированной анионным веществом, подается такое же количество целлюлозы, модифицированной катионным веществом. Сдвоенное и спрессованное бумажное полотно поступает затем в сушильную часть бумагоделательной машины по обычной технологии.

Пример 1» Беленую сульфатную целлюлозу размалывают до 25ОШР, затем размолотую целлюлозу делят на.две части. Одну часть целлюлозы модифицируют в течение 2 ч при

130ОС катионным веществом — этиленимином при расходе последнего в количестве 3,2 моль на моль волокна.

Вторую часть целлюлозы модифицируют анионным веществом — 9Ъ-ным водным раствором акриловой кислоты в присутствии персульфата аммония в качестве катализатора. Реакцию проводят в течение 30 мин при 90 С.

Расход акриловой кислоты — 27% к массе абсолютно сухого волокна. Далее формуют два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 20 г/м при этом один слой формуют,из целлюлозы, модифицированной анионным веществом, а другой — из целлюлозы, модифицированной катионным веществом, Затем сдвоенное и спрессованное полотно поступает на сушку.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

П р и и е р 2. Бумагу изготавливают аналогично примеру 1, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 50 г/м 2.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

Пример 3. Бумагу иэготавливают аналогично примеру 1, размалывая целлюлозу до 35 ШР. Модифицирование размолотой целлюлозы катионным веществом - глицидилметакрилатом осуществляют с модулем ванны 30 в течение 1 ч при З C в присутствии катализатора — церия аммония азотнокислого, затем полученный привитой сополимер целлюлозы и полиглицидилметакрилата обрабатывают в течение

3 ч при 57оС и модуле, равном 30, 20%-ным ацетоновым раствором моноэтаноламина.

Модифицирование целлюлозы анионным веществом осуществляют путем обработки привитого сополимера целлюлозы и полиглицидилметакрилата в течение 1 ч при 70 С и модуле 30

ЗОЪ-ным водным раствором сульфита натрия, затем после окончания реакции волокнистую массу для перевода солевых групп в свободные сульфогруппы промывают 0,02 . раствором соляной кислоты при модуле 200 °

Результаты механических испытаний приведены в таблице.

Пример 4. Бумагу изготав5 ливают по примеру 1, размалывая целлюлозу до 45 ШР, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 25 г/м . Модифицирование целлюлозы анионным веществом осуществ1О ляют по примеру 3.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице °

Пример 5 (по прототипу). Бумагу получают иэ модифицированных целлюлозных волокон, используя монокарбоксицеллюлозу и аминоэтилцеллюлоэу при соотношении взятых модифицированных целлюлоз 1:1.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

Пример б (контрольный ). Беленую сульфатную целлюлозу раэмалывают до 40 ШР, затем модифицируют катионным веществом этиленимином. 3атем бумага массой 50 г/м 2 изготавливается обычным способом.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

Пример .7 (контрольный I. Вумагу изготавливают по примеру 6, модифицируя анионным веществом — акриловой кислотой.

Результаты механических испытаний

35 полученной бумаги приведены в таблице.

Пример 8 (контрольный f. Беленую сульфатную целлюлозу раэмалы- вают до 40 ШР, затем изготавливают

40 бумагу обычным способом.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведейы в таблице, Пример 9 (контрольный). Вумагу изготавливают аналогично примеру 1, размалывая целлюлозу до 20 ШР, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 30 г/м .

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

Пример 10 (контрольный ).

Бумагу получают аналогично примеру 1, размалывая целлюлозу да 50 ШР, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 30 г/м .

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

Пример 11 (контрольный1. Бу@ магу получают аналогично примеру 1, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 15 г/м .

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице, 1052606

Масса 1 и бумаги, кг

Прочность, Н

Степень помола, ШР

Функциональные группы электронов

Двухслойной

Однослойной

В о влажном состоянии

В сухом состоянии

65,2 19,8

0,04

-Nh -СООН

66,8 19 6

-ИН

35

68,9 25,7

0 06

-Sn Н

0,О5

68,95 20,2

-SO Н

0,05

-NH -COOH

6,2

31,0

45,7

0 05

„ьтн

-00,3

26,8

0,05

-соон

0,7

43,6

0,05

-0- -OH

-НН -COOH

7,4

49,8

0,06

10 -нн -соон

9,8

О 06

8,7

36,2

11 -НН -СООН

12 -БH -соон

35,0 9,2

0,11

Составитель В.Шиманская

Техред И.Метелева Корректор О.Тнгор

Редактор П,Макаревич

Заказ 8807/22 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

П р и и е р 12 (контрольный ).

Бумагу получают аналогично примеру 1, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 55 г/и

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет повысить прочность бумаги в сухом и влажном состояниях, соответственно, на 120 н ЗООЪ, Из анализа примеров 1-4, 9-10

{контрольных) и 11-12 (контрольных) видно, что выход за пределы предлаемых значений степени помола и массы каждоro слоя бумажного полотна приводит к снижению прочности бумаги.