Способ получения бумаги для печати и письма
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к технологии изготовления бумаги для печати и письма и позволяет повысить непрозрачность при одновременном увеличении разрывной длины бумаги. В суспензию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон вводят связующее - продукт взаимодействия скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения с карбоксиметилцеллюлозой и тетраборатом натрия, взятых в количествах соответственно 0,5-1,0 и 0,005-0,010% от массы абсолютно сухого скопа. Связующее берут в количестве 7-9% от массы воздушно сухих волокон. Затем из суспензии отливают бумажное полотно и сушат его. 1 табл. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Г О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844606/12 (22) 28.06,90 (46) 23.03.92. Бюл. N 11 (71) Ленинградский технологический институт целл юлозно-бумажной промышленности (72) Е.А.Алешина, Н.А.Гривкова и Г.Б.Пак (53) 676,33(088.8) (56) Экспресс-информация ЦБП, ВИНИТИ,—
М,: 1974, М 5, с.21 — 22.
Фляте Д,М. Свойства бумаги, — М,; Лесная промышленность, 1976, с.448, Авторское свидетельство НРБ
N 37473, кл. О 21 Н 1/10, 1984.
Петропавловский Г,А., Васильева Г.Г.
Влияние низкозамещенной КМЦ на свойства отливок.из целлюлозы./Сб. трудов ВНИИБ, — Л.; 1969, вып. 45, с.54 — 62.
Авторское свидетельство СССР
N 1567710, кл. 0 21 Н 5/20.
Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при получении бумаги для печати и письма предпочтительно тонких видов, к которым предъявляются повышенные требования по непрозрачности и показателям прочности, Известен способ получения бумаги с целью повышения прочности путем приготовления суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением связующего на основе мелких волокнистых элементов, выделенныхх целлюлозосодержащих волокон после их интенсивного размола (почти до
900Ш Р,и отлива из нее бумажного полотна.
«.. Ж 1721160 А1 (Я)5 D 21 Н 27/00, 21/16//021 Н 17:01, 17:26
2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАГИ ДЛЯ
ПЕЧАТИ И ПИСЬМА (57) Изобретение относится к технологии изготовления бумаги для печати и письма и позволяет повысить непрозрачность при одновременном увеличении разрывной длины бумаги. В суспензию иэ неразмолотых целлюлозосодЕржащих волокон вводят связующее — продукт взаимодействия скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя иэделий санитарно-гигиенического назначения с карбоксиметилцеллюлозой и тетраборатом натрия. взятых в количествах соответственно 0,5-1,0 и 0,005-0.010% от массы абсолютно сухого скопа. Связующее берут в количестве 7-9% от массы воздушно сухих волокон. Затем иэ суспензии отливают бумажное полотно и сушат его. 1 табл.
Мелкие волокнистые элементы, представляющие собой морфологически бесформенную слизь, обрывки клеточных стенок, пучки микрофибрилл, добавляют в суспенэию в количестве 6% от массы воздушно сухой целлюлозы.
Однако слизь, склеивая волокна, повышает сомкнутость листа. При этом прозрачность бумаги оказывается повышенной.
Кроме того, слизь обычно образуется в бумажной массе сгустками, которые влекут за собой оптическую неоднородность бумаги и возникновение в бумаге местных напряжений, проявляющихся при сушке в виде коробления поверхности.
172 I 160
Данный способ ограничен применением лишь при изготовлении бумажного полотна при небольшой скорости из-за плохой обеэвоживающей способности суспенэии на сеточном столе, Известен также способ получения бумаги путем приготовления суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением связующего на основе скопа оборотных и сточных вод целлюлозно-бумажных заводов, обработанных монохлоруксусной кислотой в щелочной среде, отлива.иэ нее бумажного полотна.
Обработанный монохлоруксусной кислотой в щелочной среде скоп превращается в карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и повышает механическую прочность бумаги. Содержание КМЦ в суспензии составляет 0,5-15 от массы воздушно сухой целлюлозы.
Известны способы получения бумаги с целью повышения прочности путем приготовления суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением 0,4-30 g, КМЦ от массы воздушно сухой целлюлозы, отлива иэ нее бумажного полотна, При этом наиболее равномерный характер просвета обнаруживают образцы бумаги, при изготовлении которых в суспенэию волокон вводили 57 КМЦ к массе воздушно сухих волокон, Однако эти способы обеспечивают получение бумаги с повышенной прозрачностью.
Кроме того, КМЦ используется также при выработке высокопрозрачных видов бумаги.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения бумаги путем приготовления суспензии иэ неразмолотых целлюлозосодер>кащих волокон с добавлением связующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя иэделий санитарно-гигиенического назначения и отлива из нее бумажного полотна. Указанный скоп содержит 50-607, частиц с размерами 5 — 100 мкм и имеет водоудерживающую способность 1,8 — 2,0 r воды/1г волокна. Расход скопа составляет?-4 от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон.
Благодаря сохранению структурной упорядоченности скопа, добавка его в композицию бумаги повышает ее пористость, а вместе с тем и содержание в бумаге воздуха, что создает оптическую неоднородность среды. Однако разрывная прочность бумаги при этом относительно небольшая, так как поверхность частиц скопа на 36 — 407; состоит из плотно упакованных полимерных цепей, Кроме того, значения показателей светорассеяния бумаги, полученной э1им способом, остаются недостаточно высоки55,,()- целлюлоза -О,, -8 В0- цеппюяоэо 0 — P-КМЦ- ской. ми, как это требуется для печатных видов бумаги и письма, поскольку определенная доля мелких частиц скопа, непрочно связанных с волокном, заполняет межволоконное
5 пространство.
Цель изобретения — повышение непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги, Поставленная цель достигается тем, что
10 в способе получения бумаги для печати и письма путем введения в суспенэию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон связующего на основе скопа производства распушенного волокнистого
15 полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения и отлива из нее бумажного полотна, согласно изобретению, в качестве связующего используют продукт взаимодействия
20 указанного скопа с КМЦ и тетраборатом.натрия (TBNa), взятых в количествах соответст венно 0,5-1 и 0,005-0,01 7; от массы воздушно сухого скопа. При этом продукт взаимодействия скопа с КМЦ и ТБМа добавляют в суспен25 зию в количестве 7-9 от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон.
Благодаря высокой адгезионной способности продукта взаимодействия скопа с
КМЦ и ТБйа к нераэмолотому целлюлозно30 му волокну, основная масса таких частиц распределяется в основном в зонах контакта целлюлозных волокон и на их поверхности, не заполняя межволоконное пространство. Это препятствует формиро35 ванию сомкнутой структуры листа, повышает пористость и содержание в бумаге воздуха. В результате образуется бумажный лист с повышенной непрозрачностью. Одновременно происходит увеличение раз40 рывной длины бумаги. Это обусловлено тем, что при взаимодействии скопа с КМЦ и
T5Na КМЦ адсорбируется на поверхности частиц скопа и, являясь более эффективным связующим, повышает их липкость, а комп45 лексообразование полимерных молекул (как целлюлозы, так и КМЦ) с ТБйа приводит к значительной аморфизации поверхностных слоев скопа, тем самым. усиливая способность их к связеобразованию. Кроме
50 того, при воздействии температуры в процессе сушки бумажного листа возможно образование сшитых структур типа скоп. — КМЦ-01721160
55 повышающих прочность межволоконных связей, При этом количество КМЦ, имеющей одинаковый с целлюлозой коэффициент преломления лучей, используемое в предлагаемом способе (0,035-0,09% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон или 0,5-1% от массы скопа), на 1 — 3 порядка меньше, чем в известных способах (0,4-30% от массы воздушно сухой целлюлозы), что практически не влияет на повышение прозрачности бумаги, Более того, структура бумаги, сформированная в результате добавления в суспензии из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон продукта взаимодействия скопа с KMLl u
ТБйа по сравнению с известными способами позволяет достичь диаметрально противоположного эффекта — повышения непрозрачности бумажного листа.
Способ осуществляют следующим образом, Иэ неразмолотых целлюлозосодержащих волокон (сульфитной или сульфатной целлюлозы, древесной массы, термомассы и термохимикомеханической массы) приготовляют суспензию с добавлением связующего на основе продукта взаимодействия скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения с КМЦ и TRNA, взятых в количествах соответственно 0,5 —.1 и 0,005 — 0,01 % от массы воздушно сухого скопа. Используют скоп с содержанием фракции 5 — 100 мкм 5060% и водоудерживающей способностью
1,8 — 2,0 r воды/1 г волокна. Продукт взаимодействия скопа с КМЦ и TENa добавляют в суспенэию в количестве 7— - 9% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон. Из приготовленной суспензии отливают бумажное полотно.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Из неразмолотых волокой (13 ШР) сульфатной небеленой лиственной целлюлозы приготавливают суспензию концентрацией 0,2%. В суспензию вводят связующее — продукт взаимодействия скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя подгузников детских и гигиенических пакетов с КМЦ и TENa, взятых в количествах соответственно 0,4. 0,5, 0,75, 1,0, 1,1 и
0,075% от массы воздушно сухого скопа
Используют скоп с содержанием фракции
5-100 мкм 50% и водоудерживающей способностью 1,9 г воды/1,г целлюлозы. Продукт взаимодействия скопа с КМЦ и ТБйа добавляют в суспензию в количестве 8% от
35 массы воздушно сухих целлюлоэных волокон.
Продукт взаимодействия скопа с КМЦ и
TENa получают по следующей методике..
Скоп в воздушно сухом состоянии обрабатывают водным раствором КМЦ при комнатной температуре. При этом на 100 мас,ч. скопа берут 122 мас.ч. воды и 0,4, 0,5, 0,75, 1,0 и 1,1 мас.ч. КМЦ, Обработанный скоп подсушивают до содержания водного раствора в материале 10-15% и проводят дальнейшую обработку его также при комнатной температуре водным раствором TENa из расчета на 100 мас.ч; воды и 0,075 мас,ч, ТБЙа. Полученный продукт подсушивают до воздушно сухого состояния и используют в качестве связующего.
Из приготовленной суспензии отливают бумажное полотно и сушат. Затем определяют физико-механические показатели бумаги по стандартным методикам, Непрозрачность бумаги определяют согласно ГОСТ 8874-72. Результаты испытаний приведены в таблице (опыты 1 — 5).
Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1, но КМЦ и TENa берут в количествах соответственно 0,75, 0,004, 0,005, 0,0075, 0,01, 0,011 от массы воздушно сухого скопа.
Продукт взаимодействия скопа с КМЦ и
TENa получают так же, как и в примере 1, но водный раствор КМЦ готовят из расчета на
122 мас.ч. воды, 0,75 мас.ч. КМЦ, а водные растворы TENa готовят из расчета на 100 мас.ч. воды 0,004, 0,005, 0,0075, 0,01, 0,011 мас.ч. TENa. Результаты определения физико-механических свойств бумаги и ее непрозрачности представлены в таблице (опыты 6 — 10).
Пример 3, Способ осуществляют по примеру 1, но КМЦ берут в количестве
0,75% от массы воздушно сухого скопа, а продукт взаимодействия скопа с КМЦ и
TENa добавляют в суспензию в количестве
6, 7, 8, 9, 10 и 11%. от массы воздушно сухих целлюлоэосодержащих волокон. При этом продукт взаимодействия скопа с КМЦ и
TENa получают по примеру 1, но водный раствор КМЦ готовят из расчета на 122 мас.ч. воды 0,75 мас.ч, КМЦ. Результаты испытаний полученных отливок приведены в таблице (опыты 11 16).
Пример 4, Бумагу изготавливают по способу-прототипу. Из неразмолотых волокон(13 ШР) сульфатной небеленой лиственной целлюлозы приготавливают суспензию концентрацией 0,2;4, В суспензию добавляют скоп производства распушенного волокнистого полуфабрикага для адсорбирующего слоя детских подгузников
1721160 и гигиенических пакетов с содержанием фракции 5 — 100 мкм 50 и водоудерживающей способностью 1,9 r воды/1 r целлюлозы. Содержание скопа в суспензии составляет 3% от массы воздушно сухих целлюлозных волокон. Иэ приготовленной суспензии получают отливки на листоотливном аппарате ЛОА-1 и определяют их разрывную длину и непрозрачность по стандартным методикам. Результаты испытаний приведены в таблице (опыт 17). Для получения результатов, сопоставимых с предлагаемым способом, изготавливают отливки, содержащие 8 скопа от массы воздушно сухих целлюлозных волокон (опыт
18).
Из таблицы следует, что прозрачность образцов бума и. изготовленных по способу-прототипу (пример 4. опыт 17, 18) оказывается повышенной и они имеют более низкие показатели механической прочности, в то время как изобретение позволяет повысить непрозрачность бумаги при одновременном увеличении ее разрывной длины (пример 1, опыты 1 — 3; пример 2, опыты.6 — 8, пример 3, опыты 11-13).
Оптимальный расход КМЦ составляет
0,5-1,0 от массы воздушно сухого скопа (пример l, опыты 1 — 3). При выходе эа нижний предел расхода (пример 1. опыт 4), ухудшается адгезионная способность продукта взаимодействия скопа с КМЦ и T6Na к целлюлозным волокнам, что обусловливает уменьшение разрывной длины бумаги, Кроме того, в результате снижения липкости частиц большая часть их распределяется в межволоконном пространстве, способствуя формированию более сомкнутой структуры листа с большей прозрачностью. При выходе за верхний предел расхода КМЦ(пример
1, опыт 5) дальнейшего повышения непрозрачности и разрывной длины бумажного листа не происходит, так как в этом случае увеличивается лишь толщина слоя полимера на частице скопа, не изменяя ее адгеэионной способности. Использование КМЦ в таких количествах экономически нецелесообразно.
Оптимальный расход ТБМа составляет
0,005-0,010 .от массы воздушно сухого скопа (пример 2, опыты 6 — 8). При выходе эа нижний предел (пример 2, опыт 9) поверхностный слой частицы скопа с адсорбированной на ней полимерной пленкой КМЦ оказывается недостаточно аморфизированным, что ухудшает процесс связеобраэования при контакте с целлюлозными волокнами. Система связей за счет образования сшитых структур не получает должно45
55.Формула изобретения
Способ получения бумаги для печати и письма путем введения в суспензию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон связующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения, отлива из нее бумажного полотна и сушки, отличающийся тем, что, с целью повышения непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги, в качестве связующего используют продукт взаимодействия скопа с карбоксиметилцеллюлозой и тетраборатом натрия, взятых в количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0.01 от массы воздушного сухого скопа. а связующее берут в количестве 797; от массы воздушно сухих волокон.
ro развития, Результатом этого является уменьшение разрывной прочности бумаги.
Частицы связующей добавки, не обладающие хорошей адгезией к целлюлоэным eo-
5 локнам, распределяются в основном в межволоконном пространстве, Это приводит к повышению прозрачности бумаги.
При выходе за верхний предел (пример
2, опыт 10) избыток TENa экранирует обра10 зование более прочных связей КМЦс гидроксилами целлюлозы, что приводит к снижению адгезионной способности продукта и, как следствие этого, происходит снижение разрывной длины и непрозрачно15 сти бумажного листа.
Оптимальный расход продукта взаимодействия скопа с КМЦ и TSNa составляет
7 — 9) от массы воздушно сухой целлюлозы (пример 3, опыты 11-13). При выходе за ниж20 ний предел (пример 3, опыт 14) структура бумажного лита оказывается недостаточно пористой, что снижает непрозрачность бумаги, С другой стороны, снижение содержания в бумаге связующей добавки ухудшает
25 ее разрывную длину, При выходе за верхний предел (пример
3, опыт 15) дальнейшего повышения механических и оптических свойств бумаги не наблюдается, Однако избыток связующей
30 добавки — 11 от массы воздушно сухой целлюлозы способствует, по-видимому, формированию жесткой структуры бумажного листа. что сопровождается ухудшением его механической прочности (пример 3, 35 опыт 16).
Из таблицы видно, что предлагаемый способ по сравнению со способом-прототипом позволяет повысить непрозрачность бумажного листа на 7ф, и одновременно
40 увеличить его разрывную длину на 24 .
1721160
Непрозрачность бумаги, Расход TBNa, от массы воздушно сухого скопа
Расход связующей добавки, $ от массы воздушно сухой целлюлозы
Разрывная длина, м
Расход КМЦ, от-массы воздушно суxoro скопа
М примера, N. опыта
90,2
89,8
89,6
85,0
89,9
5500
8 .8
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
0,50
0,75
1,00
0,40
1,10
4800
90,6
90,1
89,9
86,0
85,5
8
8
0,005
0,0075
0,010
0,004
0,011
0,75
0,75
0,75
0,75
0,75
4950
90,5
90,4
90,0
84,6
89,2
90.0
8
6
0,07.5
0,075
0,075
0,075
0,075
0,075
0,75
0,75
0,75 . 0,75
0,75
0,75
3800
84,2
83.5
Редактор Т.Иванова
Заказ 932 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Пример 1: опыт 1 опыт 2 опыт 3 опыт 4 (контр.) опыт 5(контр.)
Пример 2: опыт 6 опыт 7 опыт 8 опыт 9 (контр.) опыт 10(контр.)
Пример 3: опыт 11 опыт 12 опыт 13 опыт 14(контр,) опыт 15(контр.) опыт 16(контр; )
Пример 4 (способ-прототип)." опыт 17 опыт 18
Составитель Н.Гривкова
Техред М.Моргентал Корректор M,Äåì÷èê