Состав для проклейки бумаги в массе
Патент 1730305
Авторы
Состав для проклейки бумаги в массе
Иллюстрации
Реферат
Сущность изобретения: состав для проклейки бумаги в массе содержит следующие компоненты, мас.%: экстракционная модифицированная канифоль, осветленная паракрезолформальдегид-блок-пара крезол - полисульфидом, 38-50; продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 43-50 и омыляющий агент 7-12. Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана содержит указанные компоненты при соотношении от 100:0,5:0,1 до 100:2:1. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4
М
О (л)
О (Л (21) 4862364/12 (22) 27.08.90 (46) 30,04.92. Бюл. N 16 (71) Центральныи научно-исследовательский институт бумаги и Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности (72) С.С. Стаильский, Ю.А. Крылатов, В.Я. Падерин, И.П, Лисс, Н,А. Сайдивалиев, А.П. Арутюнов,. Т.С. Гренюк, Э.С. Аргова, А.А. Попов, Т.А. Романина и Н.П, Баландина (53) 676.1.023.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 896135, кл. D 21 Н 3/34, 1980.
Авторское свидетельство СССР
N1444428,,кл. D 21 Н 3/34, 1987, Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при производстве бумаги, к которой предъявляются требования по высокой степени проклейки, белизны, гладкости, например тетрадная бумага, писчая бумага, рисовальная бумага и др.
Известно введение в бумажную массу проклеивающего состава, включающего экстракционную модифицированную канифоль, осветленную серосодержащими алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль и омыляющий агент.
Однако наличие в составе талловой канифоли, склонной к кристаллизации, затрудняет процесс приготовления клея ввиду высокой температуры размягчения.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав, включающий экстракционную модифициро... Ы) „„1730305 А1 (я)з D 21 Н 21/16//D 21 Н 17:62 (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ БУМАГИ В
МАССЕ (57) Сущность изобретения: состав для проклеики бумаги в массе содержит следующие компоненты, мас. $: экстракционная модифицированная канифоль, осветленная паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфидом, 38 — 50; продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 43 — 50 и омыляющий агент 7 — 12. Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана содержит указанные компоненты при соотношении от 100:0,5:0,1 до 100:2:1, 1 табл, ванную канифоль, осветленную алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль, диспропорционированную смесью паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфида и алкилфенолов, и омыляющий агент. Этот состав содержит указанные компоненты в следующем количестве, мас. :
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль 22-86
Талловая диспропорционированная канифоль 22-66
Омыляющий агент 8 — 14
В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.
Применение такого состава позволяет повысить стабильность гидрофобных свойств и белизну бумаги и снизить смоляные загрязнения.
1730305
Однако применение такого состава в производстве сил ьноклееных видов бумаги, где дозировка клея превышает 10 — 12. кг/т, вызывает повышенный расход сульфата алюминия для достижения рН подсеточной воды значения 4,5 — 4,7. При более высоких значениях рН происходит сильное пенообразование бумажной массы, что резко ухудшает условия отлива бумажного полотна и просвет бумаги, Целью изобретения является улучшение просвета бумаги и ее проклейки при одновременном повышении эффективности процесса проклейки.
Указанная цель достигается тем, что состав для проклейки бумаги в массе, преимущественно писчей и тетрадной, содержащий экстракционную модифицирова н ную ка н и фол ь, осветленную па ра крезолформал ьдегид-блок-па ракрезол полисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент в качестве дополнительного канифольного продукта содержит продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана при массном соотношении указанных компонентов в продукте соответственно от
100:0,5:0,1 до 100:2,0:1,0 и при следующем соотношении компонентов состава, мас, :
Экстракционная модифицированная осветленная канифоль 38-50
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 43 — 50
Омыляющий агент 7 — 12
В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.
Способ получения продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана в литературе не описан.
Получение используемого в предлагаемом составе продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана осуществляется следующим образом.
В расплав живичной канифоли, нагретый до температуры 160 — 165 С, загружают малеиновый ангидрид в количестве 0,5—
2,0 к массе живичной канифоли, а затем повышают температуру до 180 — 185 С, загружают ксилитан в количестве 0,1 — 1,0 к массе живичной канифоли, После перемешивания реакционной массы смесь живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана выдерживают при температуре
180-185 С 1 ч.
В процессе данного способа происходит взаимодействие смоляных кислот канифоли с малеиновым ангидридом и ксилитаном с образованием соединения, обеспечивающего высокую растворимость клея-пасты в воде при ограниченном кислотном числе. Невысокое кислотное число получаемого продукта обеспечивает достижение требуемых значений рН бумажной массы при сокращении расхода сульфата алюминия. В то же время наличие в продукте гидроксильных и метилольных групп ксилитана обеспечивает его высокую растворимость в воде и препятствует преждевременной коагуляции клея.
Авторами изобретения установлено, что эффект улучшения просвета бумаги и ее проклейки при одновременном улучшении эффективности процесса проклейки за счет снижения расхода сульфата алюминия и пенообразования проявляется в сочетании с экстракционной модифицированной осветленной канифолью при соотношении указанных видов канифоли в заявляемых пределах. Это связано с оптимальным распределением малеинового ангидрида в живичной (0,5 — 2,0 ) и экстракционной канифоли (3 — 5 ), повышенным содержанием неомыленных веществ в экстракционной модифицированной осветленной канифоли и повышенной растворимости живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитанд.
Пример 1. Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана для проклеивающего состава готовят следующим образом, B расплав живичной канифоли, нагретой до 160 — 165 С, загружают малеиновый ангидрид в количестве 1 от массы живичной канифоли, а затем повышая температуру до 180-185 С загружают ксилитан в количестве 0,05 от массы живичной канифоли. После перемешивания реакционную массу выдерживают при указанной температуре 1 ч.
С использованием продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана при соотношении указанных компонентов соответственно
100:1;0,5 готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас, :
Экстракционная модифицированная канифоль, осветленная паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфидом с содержанием модификатора малеинового ангидрида 4 28
Продукт взаимодействия
1730305 живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 50
Кальцинированная сода 12
Состав готовят следующим образом.
Смесь экстракционной модифицированной осветленной канифоли и продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана нейтрализуют каустической содой. Полученную в результате нейтрализаци пасту с содержанием сухих веществ 70%; сначала горячей водой до концентрации 250 г/л; затем в холодной воде до концентрации 25 г/л. Проклеивающий состав вводят в бумажную массу по традиционной технологии и осаждают раствором сульфата алюминия.
Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 2. Готовят состав для проклейки бумаги в массе аналогично примеру
1 следующей композиции, мас.%:
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора— малеинового ангидрида 5% 50 .
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 43
Каустическая сода 7
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру1, с той лишь разницей, что соотношение живичной канифоли: малеиновый ангидрид:ксилитан составляет
100:2,0:1,0, Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 3. Готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.%:
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора— малеинового ангидрида 3 45
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
Кальцинированная сода 9
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки готовят
4060 аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в. продукте составит соответственно 100:1,5:0,3.
Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Il р и м е р 4. Состав для проклейки следующей композиции, мас. :
Экстракционная моди10 фицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 4,5% 45
15 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 10
Кальцинированная сода 10
Продукт взаимодействия живичной ка20 нифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте взаимодействия составляет соответственно
25 100:0,5:0;1.
Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 5 (контрольный), Состав для
30 проклейки бумаги следующей композиции, мас,%;
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содер35 жанием модификатора — малеинового ангидрида 4 56
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 37
Кальцинированная сода 8
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят
45 аналогично примеру 1.
Результаты испытаний писчей бумаги проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 6 (контрольный). Состав для
50 проклейки бумаги следующей композиции, мас,%:
Экстракционная модифи ци рован ная осветленная, как в примере 1, 55 канифоль с содержанием малеинового ангидрида 4% 35
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана
1730305
Кальцинированная сода 5
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1.
Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 7(контрольный). Составдля проклейки бумаги следующей композиции, мас. :
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 4 О 35
Продукат взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 50
Каустическая сода 15
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 8 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.ч.:
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 2,5% 45
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
Кальцинировання сода 9
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеиновогэ ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 4, Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 9 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас о
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 5,5 45
Продукт взаимодействия
45 живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
Кальцинированная сода 9
5 Продукт взаимодействия малеинового ангидрида, живичной канифоли и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 2.
Результаты испытаний тетрадной бума10 ги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 10(контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:
15 Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеино20 вого ангидрида 4 45
П родукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
25 Каустическая сода 9
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, 30 что соотношение компонентов в продукте составляет соответственно 100:0.3, 0,1.
Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
35 Пример 11 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас %
Экстракционная модифицированная осветлен40 ная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 4%
Продукт взаимодействия
45 живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
Каустическая сода 9
Продукт взаимодействия живичной ка50 нифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте составляет соответственно 100:2,2:1,0.
55 Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 12 (контрольный), Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас, :
1730305
45
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 4 45
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
Каустическая сода 9
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте соответственно составляет 100:1,5:0,05;
Результаты испытаний тетрадной бума. ги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 13 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас. :
Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора — малеинового ангидрида 4
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46
Каустическая сода 9
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте составляет соответственно 100:1,5:1,2.
Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 14 (по прототипу), Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас. :
Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолформальдегид-блокпаракрезолполисульфида и алкилфенолов 26
Экстракционная модифицированная малеиновым ангидридом осветленная, как в примере 1, канифоль 66
Кальцинированная сода 8
Талловую диспропорционированную канифоль и состав для проклейки готовят следующим образом, В расплав канифоли загружают паракрезолформальдегид-блокпаракрезолполисульфид (смола Октофор-S) 43 и алкилфенолы (смола Октофор-S) при соотношении 1:1 при общем расходе диспропорционирующих агентов 0,2 от массы талловой канифоли. Смесь перемешивают и
5 выдерживают при температуре 200 С в течение 2 ч, С использованием талловой диспропорционированной канифоли готовят состав нейтрализацией реакционной массы каустической содой. Полученную после ней10 трализации пасту 70 -ной концентрации разводят в две ступени: сначала горячей водой до концентрации 250. г/л, затем в холодной воде до концентрации 25 г/л. Состав вводят в бумажную массу и осаждают рас15 твором сульфата алюминия.
Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 15 (по прототипу). Состав для
20 проклейки бумаги в массе следующей композиции,мас.ф,:
Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолформальдегид-блок25 паракрезолполисульфида и алкилфенолов 66
Э кстракционная модифицированная и осветленная, как в примере 14, канифоль 26
30 Каустическая сода 8
Состав готовят аналогично примеру 14, с той лишь разницей, что общий расход диспропорционирующей смеси составляет
0,3 от массы талловой канифоли.
35 Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 16 (по прототипу). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, 40 мас. :
Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолформальдегид-блокпаракрезополисульфида
45 и алкилфенолов
Экстракционная модифицированная и осветленная, как в примере 14, канифоль 43
Каустическая сода 14
50 Состав готовят аналогично примеру 14, с той лишь разницей, что соотношение компонентов диспропорционирующей смеси составляет 2:1, а общий ее расход от массы талловой канифоли составляет 0,3 .
55 Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Пример 17 (по прототипу). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас, :
1730305
43-50
7 — 12
Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолформальдегид-. блок-паракрезолполисульфида и алкилфенолов 46
Э кстракционированная модифицированная и осветленная, как в примере 14, канифоль 12
Состав готовят аналогично примеру 14.
Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.
Эффективность проклеивающих составов оценивают по следующим параметрам процесса производства и свойствам бумаги: — расход сульфата алюминия, требуемого для достижения оптимальной для проклейки бумаги зоны рН 4,5 — 4,7; — значение рН бумажной массы при фиксированном расходе сульфата алюминия; — наличие пенообразования бумажной массы; — качество просвета готовой бумаги; — степень проклейки бумаги по методу впитываемости при одностороннем смачивании (г/м ) и штриховому методу (мм). г
Анализ результатов испытаний проклеивающих составов, а также писчей и тетрадной бумаги показывает, что предлагаемый в данном изобретении состав обладает значительными преимуществами в сравнении с известным.
Так, для достижения зоны рН 4,5 — 4,7 расход сульфата алюминия при использовании предлагаемого состава (пример 1 — 4) снижается на 7 — 12 кг по сравнению с известным составом (примеры 14 и 15). При этом наблюдается улучшение степени проклейки бумаги. Если сравнить результаты, полученные при фиксированном (одинаковом) расходе сульфата алюминия, то можно увидеть, что при применении предлагаемого состава повышение показателя рН до 5,1 не вызывает пенообразования и ухудшения просвета бумаги, а степень проклейки бумаги сохраняет высокое значение (пример 1). B случае известного состава (примеры 16, 17) повышение показателя рН вызывает сильное пенообразование бумажной массы, что приводит к получению бумаги с худшим (облачным) просветом. В то же время высокий рН определяет резкое снижение степени
5 проклейки до 1,25 мм по штриховому методу и рН 21 — 23 г/м по методу впитываемости г при одностороннем смачивании, Нарушение предложенных значений параметров приводит к снижению эффек10 тивности предлагаемого состава (примеры
5 — 13). Так, повышение расхода омыляющего агента (пример 7) вызывает пенообразование бумажной массы и, вследствие этого, ухудшение просвета бумаги. Снижение или
15 повышение расхода ксилитана (примеры 12 и 13) также ухудшают качество проклейки бумаги и определяют повышенный расход сульфата алюминия, Повышенная эффективность предлагае20 мого состава дает возможность сократить расход на 10 — 15, что обеспечивает снижение затрат на проклейку бумаги.
Формула изобретения
25 Состав для проклейки бумаги в массе, преимущественно писчей и тетрадной бумаги, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную паракрезолформальдегид-блок-паракрезол30 полисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения просвета бумаги и степени ее проклейки при одновременном повышении эффектив35 ности процесса проклейки, в качестве дополнительного канифольного продукта он содержит продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана при массном соотношении ука40 занных компонентов в продукте соответственно от 100:0,5:0,1 до 100;2,1 и следующем соотношении компонентов состава, мас.%.
Экстракционная модифицированная осветлен45 ная канифоль 38-50
Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана
50 Омыляющий агент
/ Ф
14 с" с, +- с о ое
CV Сд с
Б о о о со
CV Сд с о ол
Сб ч лi
СЧ а; .
cI IA
CV цр
О СО
CIl СД
Ф
Б
J3 с о
lA л + о
С4 Ср
o c
С4 СР
z о с
+ с о оп
CV ц>
СО IA
СМ
Л CD
СЧ с с- л
СЧ с с <о
СЧ
CD
Щ
I с
С
Сц LA
С4 у с
CV Сд
CQ
ICQ в и
1
c c
Ф о
<о о
Ф Ф
Ф
Ф о
c )СЧ
БQI т
5 о
CL Z
o m
o z о
Z Ж
<- Х о о
Ф о
o m
Ф о Б о хБо о
a. » <
> ос.
Б
С5
Е
»
Ю
IФ
Ф о о а
Z Е" с
Q)
Ф
CQ
hC о с
С о х о
>. С
Ф м vu o а (imc
g Е
Е z
°; ° Ф Ю с -
ma05
1730305 с
С 4 - -+- ID
% о
СК Ж
Щ щ т
% CQ л +с
LA
% + цр о
С СС Д
СМ
lA . д
CQ
СЧ + о л
СЧ + х
lA д
CQ
СР О ф
<с> о
СЧ Ф со о Д
СЧ Й
<а о z
СЧ Ф
СС
Ф
Ф о
X
Ф а
Ф
Е
»
Ф
Б
Щ
С5 о.
1О о о
Ф с
+
1=
Ф
»
Ф Ф и ио
,z.
» .Л о с
I- Б о и
Ф Ф
z z
CQ Щ
Ф Ф о о
Ф Я
Ф CQ а cL
ID Ю о о о о ,z z
Ф Ф с с !
I +
Ф
Е
Ф
Ф
Е
Е
О. с