Способ изготовления окрашенной бумаги

Способ изготовления окрашенной бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу изготовления окрашенной бумаги и позволяет повысить экономичность процесса за счет сокращения расхода красителя, наполнителя и свежей воды. Бумагу изготавливают следующим образом. Приготавливают бумажную массу, формуют бумажное полотно, прессуют его и сушат. Подсеточную воду обрабатывают бетонитом и полиакрил амидом и отделяют мелкое волокно. Затем подсеточную воду обрабатывают дополнительно бетонитом в A1-форме и полученный осадок вводят в бумажную массу в качестве наполнителя . Бентонит в А1-форме получают гтутем обработки бентонита растворами воДорастворимых солей алюминия, например А1С1з; А12

СОЮЗ CCe CWX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{504 D 21 F! 66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3868647/29-12 (22) 18.03.85 (46) 30.1 j 86. Бюл. № 44 (71) Украинское научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности, Институт коллоидной химии и химии воды им..А. Б. Думанского и Институт химии АН ТССР (72) Ю; И. Тарасевич, В. Е. Дорошенко, В. П. Свительский, Н. В. Самборский, В. М. Коврижкин, А. А. Оразмурадов и В. С. Рак (53) 676.5 (088.8) (56) Бумажная промышленность. 1972, № 11, с. 9 — 10.

Патент Франции № 2127649, кл. D 21 F 1/00, 1972. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКРАШЕННОЙ БУМАГИ (57) Изобретение относится к способу изготовления окрашенной бумаги и позволяет

„„SU„„1273419 повысить экономичность процесса за счет сокрагцения расхода красителя, наполнителя и свежей воды. Бумагу изготавливают следукицим образом. Приготавливают бумажную массу, формуют бумажное полотно, прессуют его и сушат. Полсеточную волу обрабатывают бетонитом и полиакриламидом и отделяют мелкое волокно. Затем подсеточную воду обрабатывают дополнительно бетонитом в Al-форме и полученный осадок вводят в бумажную массу в качестве наполнителя. Бентонит в Al-форме получают путем обработки бентонита растворами водорастворимых солей алюминия, например

AICj3; А1 ($0 )з, А4(ОH)nCj(g- ). В результате появления на обменных центрах бентонита катионов Al ; А1(ОН) "и более сложных основных катионов, поверхность частиц минерала приобретает суммарный положительный заряд и способность сорбировать из водных растворов органические анионы.

1 з.п. ф-лы. 2 табл.

1273419

Изобретение относится к целлюлозно-6у мажной промышленности, в частности к изготовлению окрашенных бумаг н картонов.

Цель изобретения — повышение экономичности процесса эа счет сокращение расхода красителя, наполннтеля и свежей воды.

Согласно предлагаемому способу изготовления окрашенной бумаги, включающему приготовление бумажной массы, формование, прессование и сушку бумажного полотна, отведение подсеточной воды и отделе10 ние волокна из подсеточной воды путем обработки ее бентоннтом н полиакрнламидом. после отделения волокна подсеточную воду дополнительно обрабатывают бентонитом в

Al-форме и полученный осадок вводят в бумажную массу. Расход бентонита в Al-форме составляет 2 — 3 г/л.

Природный бентонит не обладает способностью сорбировать из водных растворов анионные красители. Для придания бентониту избирательности к органическим 20 анионам его природный обменный комплекс (ионы Na ; Са, Mg") заменяют катионами алюминия путем обработки дисперсии бентонита растворами водораствовимых солей алюминия, например А1Сlз, АЬ(0 ),;

Al (OH)nCl (6 — и). В результате появления

25 на обменных центрах бентонита катионов

Al ; А1(ОН) + и более сложных основных катионов поверхность частиц минерала приобретает суммарный положительный заряд и способность сорбировать из водных растворов органические анионы.

Подсеточная вода, освобожденная на 1-й

- ступени очистки от взвешенных веществ, на 2-й ступени обрабатывается бентонитом в Al-форме, в результате этого происходит адсорбция красителя бентонитом в Alформе и образование осадка, содержащего бентоннт с адсорбированным на нем анионным красителем.

Такой осадок по физико-химическим характеристикам (повышенная сорбционная емкость по отношению к красителю и цел- 40 люлозным волокнам, а также увеличенная удельная поверхность частиц осадка, содержащего Al-форму бентонита. с красителем) может частично нли полностью заменять наполнитель в композиции бумажной массы прн изготовлении окрашенных бумаг. и картонов, что позволит снизить расход красителя, наполннтеля и сульфата алюминия, а также предотвратить загрязнение окружающей среды красителями, которые являются практически бнонераэлагаемыми.

Лример l. Для изготовления бумаги используют сульфитную небеленную целлюлозу, и белую древесную массу в количестве соответственно 130 и 70 r (в пересчете на абсолютно сухое вещество).

Указанные полуфабрикаты эамачивают в

l0 л воды, диспергируют и размалывают до степени помола 26 — 27 ШР. В полученную волокнистую суспенэню вводят 114 мл раствора канифольного клея с концентрацией 10 г/л в качестве прокленвающего вещества. 38 мл раствора сернокислого алюминия с концентрацией 100 г/л в качестве коагулянта канифоли. 56 мл раствора прямого алого красителя концентрацией

l0 г/л,и 700 мл 2%-ной суспензии осадка, получейного на второй ступени очистки подсеточной воды. Перемешанную бумажную массу используют для получения отливок на лабораторном листоотливном аппарате

ДОА — 1. Для этого берут 1 л готовой бумажной массы и проводят отлив. Полученные отливки подвергают прессованию и сушке, а затем после выдержки в стандартных условиях кондиционирования подвергают физико-механическим испытаниям.

Результаты испытаний полученных отливок приведены в табл. 1, Подсеточная вода, образовавшаяся в процессе отлива, загрязнена прямым алым красителем (C p=20 мг/л), мелким целлюлозным волокном, частицами наполнителя и клея (С-тв. ф. = 100 мг/л).

К 10 л подсеточной воды добавляют

1 г порошка природного бентонита из расчета 1 г бентонита иа l r Фв. фазы и 2 мл раствора поликриламида концентрацией 10 г/л.

Смесь перемешивают и дают отстояться в течение .0,5 ч. Надосадочную жидкость отделяют от осадка декантацией. Концентра- . ция взвешенных веществ снижается со 100 до 12 мг/л, в то же время природный бентонит практически не поглощает прямой алый:

его концентрация в воде составляет 19,5 мг/л.

К 9 л очищенной от взвеси воды добавляют 27 r порошка бентонита в Al-форме, который получают, обрабатывая природный бентонит раствором сульфата алюминия, нз расчета 0,075 г (в пересчете на AI ) на 1 г бентонита. При этом р Н раствора необходимо поддерживать в пределах от 4 5 до 6,5.

Смеси воды с бентонитом в Al-форме дают отстояться в течение 0,5 ч, затем декантируют 8 л воды, освобожденной от взвешенных веществ (С тв.ф. = 5 мг/л) и красителя (С кр. = 0,04 мг/л). Образовавшийся осадок содержит бентонит в Ai-форме, сорбнрованный на нем краситель и воду.

Полученный осадок сгущают до концентрации 2% и используют в составе бумаж ной массы в качестве наполннтеля бумажной массы.

Пример 2, Состав бумажной массы готовят аналогично примеру l. В качестве красителя используют хризофенин в виде раствора с концентрацией 10 r/л в количестве 56 мл.

Перемешанную бумажную массу используют для получения отл и вок, результаты физико-механических испытаний которых приведены в табл. l.

Подсеточная вода, образовавшаяся в про цессе отлива, загрязнена хрнзофенином (С кр. = 18 мг/л), мелким целлюлозным во!

2734!Я

Формула изобретения55 локном, частицами напьлнителя и клея (С тв. ф. = 100 мг/л).

Подсеточную воду подвергают той же обработке, что и в,примере 1.

Для получения бентонита в А1-форме при родный бентонит обрабатывают раствором хлорида алюминия, которого брали 0,1 r (в пересчете на Al +) на 1 г бентонита. Показатели качества воды по стадиям обработки приведены в табл. 2.

Образовавшийся на второй ступени очистки осадок содержит бентонит в Al-форме, сорбированный на нем краситель и воду.

Полученный осадок сгущают до концентрации 2% и суспензию в количестве

700 мл используют в качестве наполнителя бумажной массы.

Пример 3. Состав бумажной массы готовят аналогично примеру 1. В качестве красителя используют раствор прямого чистоголубого с концентрацией 10 г/л в количестве 56 мл.

Перемешанную бумажную массу используют для получения отливок, резул ьтаты физико-механических испытаний которых приведены в табл. 1.

Подсеточная вода, образовавшаяся в процессе отлива, загрязнена прямым чистоголубым (С кр. = 26 мг/л), мелким целлюлозным волокном, частицами наполнителя и клея (С тв. ф. = 100 мг/л).

Подсеточную воду подвергают той же обработке, что и в примере 1.

Для получения бентонита в А1-форме природный бентонит обрабатывают раствором оксихлорида алюминия A12(OH) С! (6 — n), где п = 1 — 5, которого брали 0,05 г (в пересчете на А1 ) на 1 r бентонита. Показатели качества воды по стадиям обработки, приведены в табл. 2.

Образовавшийся на второй ступечи очистки осадок содержит бентонит в Al-фор, ме, сорбированный на нем краситель и воду.

Полученный осадок сгущают до концентрации 2% и суспензию в количестве 700 мл ислользуют в качестве наполнителя бумажной массы.

Пример 4 (по прототипу). Состав бумаж, ной массы готовился аналогично. примеру 1.

В качестве красителя используют 1%-ный раствор прямого. алого в количестве 66 мл, наполнителя — 700 мл 2%-ной суспензии осадка, полученного при очистке подсеточной воды.

Перемешанную бумажную массу используют для получения отливок, результаты физико-механических испытаний которых приведены в табл. 1. П одсеточн ая вода, образовавшаяся в процессе отлива, загрязнена прямым алым (С кр. = 25 мг/л, мелким целлюлозным волокном, частицами наполнителя и клея (С тв. ф. = 130 мг/л). К 10 л подсеточной воды добавляют !,3 г порошка природного бентонита (нз расчета г бенто20

45 нита на 1 г тв. фазы) и 20 мл раствора полиакриламида концентрацией 10 г/л.

Смесь перемешивают и дают отстояться в течение 0,5 ч. Надосадочную жидкость отделяют от осадка декантацией. Концентрация взвешенных веществ снижается со 130 мг/л до 15 мг/л. Поскольку природный бентонит слабо поглощает прямой алый, его концентрация в сточной воде после обработки бентонитом составляет 20 мг/л.

По действующим санитарным нормам сточные воды с таким содержанием красителя нельзя сбрасывать в открытые водоемы, в связи с чем необходима их доочистка

Полученный осадок сгущают до 2% и в количестве 700 мл используют в качестве наполнителя бумажной массы.

Сравнительный анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что использование осадка, полученного на второй ступени очистки воды от производства окрашенной бумаги, в качестве наполнителя окрашенной бумажной массы позволяет сохранить расход красителя на 0,5 кг/т окрашенной бумаги при сохранении качественных показателей бумаги, предусмотренных

ГОСТ.

Применение же осадка сточных вод, полученного согласно известному способу (пример 4), за счет наличия в нем мелкого целлюлозного волокна, не только снижает .

"скорость водоотдачи бумажного полотна, но и ухудшает механические показатели полученной бумаги.

Двухступенчатая очистка воды позволяет удалить взвешенные вещества íà 95%, краситель — на 96,5 — 99,9% в зависимости от вида красителя, что дает возможность повторно. использовать очищенную воду в технологическом процессе, а избыток — сбрасывать в открытые водоемы.

Увеличение расхода бентонита по сравнению с известным способом не приводит к повышению себестоимости изготовления бумаги, так как практически весь адсорбент выпадает в осадок, который направляется в бумажную массу в качестве наполнителя, что позволяет полностью изменить традиционно применяемый каолин на осадок второй ступени очистки воды, содержащей .

А1-форму бентонита с адсорбированными на нем красителем и незначительным количеством целлюлозного волокна.

1, Способ изготовления окрашенной бумаги, включающий приготовление бумажной массы, формование, чрессование и сушку бумажного полотна, мведение подсеточной воды и отделение волокна из подсеточной воды путем обработки ее бентонитом и полиакриламидом, отличающийся тем, что, с

1273419

Таблица 1

65 65 65

65

35 35 35

5.7

0,075 0,1 0,05

3.3

2 8

3,3

2,8

2,8

26-28

28 28 28

115

75 75 75

2,54 2,50 2,81

2,23

1,20 1,34 1,53

1,5 1,5 1,5

5,2 5,0 5,3

1,25 зольность, 7 целью повышения экономичности процесса эа счет сокрашения расхода красителей, наполнителя, свежей воды, после отделения волокна подсеточную воду дополнительно обрабатывают бентонитом в Al-форСостав бумажной массы по волокну, 7

Целлюлоза сульфитная небеленая марки Ж-4

Древесная масса белая марки

Б-2

Расход осадка от очистки подсе-. точных вод, мг, на 1 г а.с. волокна

Расход канифольного клея, мг, на 1 r а.с. волокна

Расход водорастворимой соли алюминия .на обработку бентонита, r Al на 1 г бентонита

Расход красителя, мг, на 1 г а.с . волокна

Прямой алый

Хризофенин

Прямой чисто-голубой

Степень помола массы, ШР

Скорость обезвоживания, мл/с

Физико-механические показатели: масса 1 м, г разрушающее усилие, кг сопротивление продавливанию, кгс/см степень проклейки по штризовому методу, мм ме, и полученный .осадок вводят в бумажную массу.

2. Способ по п. l; отличающийся тем, что бентонит в Лl-форме вводят в подсеточную воду в количестве 2 — 3 г/л.

70 70 70 70

5.7 5.7 5.7 5.7.149 141 137 144

12734! 9

Таблица 2

Примеры

Пок аз атели

4 (по прототипу) Вода до очистки

100

100

130

25

0,075. О, 1

0 05

Вода после очистки

Концентрация твердой фазы, мг/л

24,5

0,09

0,02

Степень очистки воды, 7. по взвешенным веществам по красителю

Н8,5

96,5

99,9

99,8

2,0

0,35

0,35

0,35

Волокно

Бентонит 99, 0

99,05

98,8

0,65

О,б

0,85

Краситель

Концентрация твердой фазы 100

Концентрация красителя : 20

Расход реагентов на обработку воды

Бентонит в природной форме, г/r (тв.ф.) 1

Полиакриламид, мг/л 2

Бентонит в Ai-форме, г/л 3

Расход соли алюминия на обработку природного бентонита (в пересчете на Al ), г/л

Концентрация красителя,мг/л 0,04

Состав твердой фазы образовавшегося осадка

Составитель О. Маслаченко

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 6392/21 Тираж 355 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.но делам изобретений и от крытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

4б,85

52,95

0,20