Бумажная масса для изготовления кроющей бумаги для облицовочных слоистых материалов

Бумажная масса для изготовления кроющей бумаги для облицовочных слоистых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

75)874

Союз Советских

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик (61) Допол н ительн ое к авт. св ид- ву— (22) Заявлено 22.08.77 (21) 2517507/29-12 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80

51) Ч К т з D 21 Н 3/66

D 21 Н5/00

Государстееииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (3) УДК 676.5 (088.8) ,72) Авторы изобретc;:ия

H. Е. Трухтенкова и Е. И. Васильева (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (54) БУМАЖНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КРО1ОЩЕЙ БУМАГИ ДЛЯ ОБЛИЦОВОЧНЫХ

СЛОИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к бумажной массе для изготовления бумаги-основы декоративного слоя облицовочных слоистых материалов (кроющей бумаги) . Кроющая бумага применяетоя для отделки поверхности декоративного бумажного слоистого пластика (ДБСП), а также древесностружечных плит. К кроющей бумаге предъявляются специфические требования: она должна обеспечивать декоративные свойства материала, укрывать его внутренние темные слои, т. е. обладать непрозрач,ностью, сохраняющейся после пропитки ее растворами смол и запрессовки .в матср иал.

Кроме того, кроюшая бумага должна иметь высокую впитываемость, неооходнмые физико-механ ические свойства, QIIpc3iленный цвет или высокую белизну, не содержать соринок, в частности видимых вкраплений агрегатов частиц минерального, наполнителя. Свойства кроющей бумагп определяются свойствами компонентов, входящих в бумажную массу, и их соотношением.

Одним из основных, компонентов бумажной массы, в значительной степени определяющим качество этого вида бумаги, является минеральный наполнитель. В качестве м пнерального наполнителя различных марок кроющей бумаги применяется двуокись титана, .имеющая сравнительно высокий коэффициент преломления, з начительно отличающийся от коэффициента преломления целлюлозы и пропиточных смол.

Обычно используется двуокись титана рутильной формы, как наиболее светостойкая.

Хотя двуокись титана рутильной формы, как наиболее светостойкая, обладает несомненнымп лреимуществакси пе ред други ми известковыми минеральными наполнителями, эффективность ее в качестве наполннтсля крою пей бумаги зависит от ее дисперсных, поверхностных, оптических

15 свойств, которые формируются в процессе получения н дополнительных обработок.

Известен способ улучшения оптически свойств бумаги, в том числе кроющей способности, который предусматривает введение в бумажную массу дополнительно к двуокиси титана, например, компонентов типа соединений алквзиния,(1).

Первый из указанных добавок предназначен для самостоятельного воздействия на оптические свойства за счет поверхност:ных свойств.

Недостатком известного технического решения является то, что .введенские нового компонента в бумажную массу связано с

ЗО усложнением те..нологии производства бу7Û874 маги и установкой дополнительного оборудовакия. Введение диспергатора,может вызвать нежелательные явлечия: пенообразование и ухудшение процесса обезвоживация волокнистой суспензи|и на сетке бумагоделательной машины. Кроме того, нельзя не учитывать, что минералыная часть бумаги =остоит в основном из двуокиси т итапа и именно .вид и свойства ее частиц будуг одределять оптические свойства бумаги 10 (особенно после ее пропитки).

Известна также двуокись титана с улучшенной способностью диспергироваться в во-.но-целлюлозной среде (21.

Примен зние такой двуокиси титана в композиции бумажной .массы .способствует уме ньшенню количества вкраплений частиц двуокиси титана в бумаге, т. е. улучшению .,e.

Известна оумажная масса, и спольз емая в производстве кроющей бумаги марк;I

К-1 и К-2, выпускаемой .в соответствии с

OCT 81-72--73 (31.

Бумажная масса для производства кро .ощей бумаги, принятая за прототип, имеет следующий состав, . 30

76,5 — 77,8

Целлюлоза беленая

Наполнитель — двуокись титана рутильной формы марии

PO-2

Коагулянт — алюмосодержащи е квасцы 2,3 — 2,6

Влагопрочная добавка— мела миноформальдегидная смола (МЛФС) 0,5 — 0,7

19,5 — 20,3

При необходимости применяется фло. уля IT — полиакриламид (ПАА) — средство -15 для повышения удержания,наполнителя и прочности бумапи.

В бумажной массе в качестве наполнителя кроющей бумаги, как наиболее пригодная .из отечественных марок пигмента, 50, спользуется полученная сернокислотным методом двуокись титана марки P 0-2

ГОСТ 9808-65, c áðàáîòàííàÿ в процессе получения на стадии поверхностной обработки силикатом натри я, солями алюми н и я 55 .:; цинка, Кроющая бумага марки К-1 и К-2, полу:;аемая из известной бумажной массы, имеет следующие недостатки. Она имеет недостаточно, высокую белизну и кроющую,способ- 50 ность, в ряде случаев видны вкрапления агрегатов частиц двуокиси питана, что ухудшает декоративные свойства бумаги, пластика. Для обеспечения укрывистости внутренних слоев ДБСП .в настоящее время 65 дорогостоящая кроющая бумага расходуется в значительных количествах. Так, декоративный слой белого пластика состоит из двух листов бумаги массой 130 г/л и золbпостью не менее 19 /о. Однако, при использовании такой бумаги даже .в 2 слоя наблюдаются случаи брака пластика из-за неукрывистост1и бумаги.

Таким образом, использование двуокиси титана ма рки PO-2 .в бумажной массе не обеспечивает получение бумаги со cT;Iбильной кроющей способностью, не позволяет существенно улучшить качество бумаги .и сократить расход ее в производстве пластика.

Указанные недостатки бумаги в значительной мере связаны со свойствами используемой для наполнения бумаги двуокиси титана: ее степенью дисперсности, белизной и понерхноcòíûìH свойствами, зàвисящими от вида,и количества сорбированных на поверхности частиц двуокиси титаIIH СОЕДИНЕН Ий.

Целью изобр етения является улучшение качсства кроющей бумаги.

Указанная цель достигается за счет того, что предлагаемая бумажная масса содержит в качестве,наполнителя модифнцированную хлоридную двуоиись титана рутильной формы с содержанием фракций ее агрегированных частиц размером до 1 мкл

52 — 90 II, размером более 5 нкл — 0,5—

10,5 о/о и содержащую А40З не менее 1,3 /о, SiOg не менее 0,07 /о, Ге О не более 0,03, а весь состав массы взят в следующем соотношен,ии, вес. о/О.

48,5 — 80

Beленая целлюлоза

Модифицированная хлор идная двуокись титана

Алюмосодержащий коагулянт

Влагопрочная добавка

19,5 — 46

0,3 — 2,5

0,2 — 3,0

Используемая модифицированная двуоиись титана рутильной формы, полученная хлоридным способом, в качестве примеси содержит хлор., количество, которого не должно ревышать 0,15 /О.

Поскольку качество бумапи, в частности белизна и кроющая способность (о .ней судят по показателю непрозрачности бумаги и белизне пластика после запрессовки в .него бумаги), в значительной мере зависят от фракционного состава вводимого в бумажную массу пигмента — двуокиси титана, было проведено сравнительное определение фракционного состава двуокиси титана используемой в,данном случае,и марки PO-2. Определение фракционного состава проводил и седиментационным методом

Фигуровского в воде без применения диспергаторов, что необходимо для объективности оценки эффективности пигмента в

751874 б

Та блица 1 о Относительное содержание фракций

Содержание ингредиентов. агрсгирова н)ях частиц в во вoi; среде. О@

Обозначение двуокиси титана, № образца после 2 и 5 месяцев храпения после получския !

Ге20а менее более

1 лиги 5 мки

ЖОз менее более

1 мк,и 5 мк.н

0.0,12 85 (1„5 .85 ,4,5 / 56

5,0 55

95 52

1)0.9 53

9,О 50

1,5

4,5

5,0

9,5

О.:16

С21

2„68 1,76

1.,3

2,О

1,15

1,3

2

3 4

6 С.025 i 56

Q.0t7 0)С!06

О,! 0,01

0;07 0.026

0,06 0,02

52

53

10,9

9,0

Относительное содержание п)1)акций агрегированных частиц в воднои среде, %

Партия двуокиси титана после 2 месяцег, хранения после получения мопсе

1 мкм более

5 мкм (мсиес 1 м)си более 5 мкм

20,0! C5

39,0

8,0 l 8,0

120 (!60

41,0 процессе наполнения бумаги. Дцспергато,ры при,проведени1и седиментационного анализа обычно используются для определения истинного размера частиц пигментов, в то время и",;< в бумажной массе двуокись титана распределяется в виде довольно устойчивых «гр гатов часпиц.

В таол. 1 приведена характеристика б исполь-.ованных образцов предлагаемой двуокиси титана рутильной формы, полуДля сравнениями .в табл. 2 .показан фракционный состав двуокиси титана марии

РО-2 разных партий, фракционный состав

В лабораторных условиях получение бумажной массы осуществляют следующим 15 образом.

Беленую целлюлозу (сульфитную или смесь ее с сульфатной) размалывают в лабораторном ролле до степени помола 20—

23 ШР. В суспензию размолотой целлюло- 20 зы вводят двуокись титана, после чего бума>кную массу концентрацией 3 — 4% тщательно перемешивают на лабораторной мешалке. Затем в массу добавляют коагулянт — сульфат алюминия .или алюмока- 25 лиевые квасцы, а также влагопрочную добавку, например меламиноформальдегид,ную смолу. Массу перемешивают 5—

10,чин.

Для повышения удержания .наполнителей могут быть использованы флокулирующие добавки, например полиакрилам ид, которые вводят за 20/30 с перед отливом бумаги в разбавленгную бумажную, массу. че:..1ой ло,. .1дным способом, модифициро.ва:- ной соединениям и алюминия, кремния, железа.

Фракционный состав определен сразу

;Iосле,получения двуокиси титана и после

2 и 5 месяцев хранения.

Фракционный состав образцов хлоридной двуокиси т ита на, определенный после

2 и 5 месяцев хранения, не изменился и соответствовал первоначальным значен!Ням. определен сразу после получения двуокиси титана и после хранения ее в течение двух месяцев.

Таолиц а 2

Приготовление отливок бумаги производят;на листоотливном аппарате РапидКеттен с последующим их прессованием IH« лабораторном прессе и сушкой,на сушильном цил1шдре чр,и 105 С.

Ниже приведены примеры получения данной бумажной массы для изгоToвления кроющей бумаги для облицовочных слоистых материалов.

Г! D II м е р 1. В лабораторных условиях бы III Ilp!HI OTOB.1CHbl 3 оу мажных MBCCbl, Ii31.; кзложенно Вы1:Ic. В ка)1естве наполнllтсл)! использовали модифицированную хлоридную двуокись титана (образцы Л" 1, 2,и 3, табл. 11. Одновременно были изготовлены

2 бумажные массы, содержащие в качестве наполнителя модифицированную хлорид

HvIo двуокись титана, не обладающую всеMH указанными признаками (образцы № 5 и 6, табл. 1). Кроме того, для сравнения

751874

Та блица 4

Белизна пластика, непромасса зрзч.;Ссть, %

Вариант опыта количество листов бумаги в декоративном слое пластика

1 2 зольность, %

94,0

86,0

93,5

97,5

92.6 (96,7

99,1

95.8

98.5

99.5

98,9

99.6

91 "

91,0

0,3

80 19 )

73,6 25 О

5 130

10, 80

1ОО

130

15 .80

100

130

20, 80

КО

130

100

130

130

59 0

57,5 гч8 5

65,7

64.5

64,9

68.8

67,,4

68,5

71.0 гЧ 7 69,7 0,2

0,7

О, 8 !

1,,0

66.6

64,5

34,0

0,5

68,6

56О

1,0

1,5

71,2!

6,0

2,5 3,0

7 1,.1

56.5

56,5 (Известная

Та же была, изготовлена обычная бумажная масса (протот(ип), наполненная двуокисью титана марк(и PO-2, е бумажная масса, наполненная широко применяемой для этой цели за рубежом марки RLP (ФРГ). Содержание сульфата алюмин(ия в бумажных массах составляло 1,2%, МЛФС вЂ” 0,3 "%.

Соотношение целлюлозы и,наполнителя в бумажных массах показано в табл. 3. Из

I3 cex оУмахкных МВсс 6bIJItH iH310TQBJIeHbI QTллвки бумаги типа кроющей марки К-2 массой 130 г/л(и зольностью 20%.

Результаты качественных испытаний .изготовленной бумаги,и пластика пр иведены в таблице 3 в сравнении с прототипом, Как следует (из таблицы 3, образцы бумаги, полученные из бумажной массы, содержащей двуокись т итана, обладающую заявленной совокупностью свойств, превосходят образцы бумапи других .вариантов по белизне, непрозрачности,и декоративным свойствам (вкрапления наполнителя отсутствуют) . Наиболее наглядно преимущества такой бумаги проявляются в готовом пластике: укрывистость внутренних темных слоев пластика достигается уже при запрессовке 1 листа бумаги вместо обычно используемых двух. Таким образом расход бумаги уменьшается вдвое.

BeëèçIIà и светостойкость пластика, содержащего бумагу, наполненную модифицированной хлоридной двуокисью титана (в отличие от сернокислотной марки РО-2 и импортной — ма рки RLP), существенно повышаются.

Обнаружено, что использование модифицированной хлоридной двуокиси титана, содержащей в отличие от заявленной 1,15%

А1зОз и 10,9% частиц более 10,5 л1кл (образец № 5), а также образец № 6 — 0,06%

SiO и 50% частиц менее 1 мкм, хотя и приводиг к улучшению свойств бумаги и

Состав бумажной массы, % беленой, . меламиноДВУокиси сУльфата формальдетитаиа алюминия! лозы ( смолы

Бумажн".ÿ масса по прототипу

Бумажная масса по прототипу

3О

40 пласт и а по сравнению с прототипом, однако укрыьистости такой бумаги в од(гн слой не достигается. Кроме того, наблюдаются вкрапления этих пигментов на поверхности бумаги и пластика.

Из данных табл(ицы следует, что бумага и пластик, содержащие двуокись титана марки RLP (один из лучших зарубежных пигментов, применяемых в производстве кроющей бумапи), по всем показателям уступают полученным с использованием данной бумажной массы.

Пример 2. Было приготовлено 5 вариантов бумажной массы (таблица 4), отличающихся соотношением компонентов. В качестве волокнистого сырья во всех случаях использовалась беленая целлюлоза (50% сульфитной хвойной и 50% сульфатной лиственной), а в качестве минерального наполнитсля в бумажную массу всех пяти .вариантов вводят модифицированную хлоргидную двуокись титана рупильной формы (образец ¹ 1, таблица 1), содержащУю 2 58о/о А1".Оз, 0 15о/о SiOq, 0,012%

ГезОз и имеющую 85,о частиц менее 1 л(кя и 1,5% более 5 лекл. Для более полного сравнения с прототипом,из предлагаемой бумажной массы указанных составов были (изготовлены отливки бумаги массой 80, 100 и 130 г/л и зольностью от 5 до 25% Из бумажной массы, содержащей двуокись титана марки РО-2 (прототип), были изготовлены отливки кроющей бумаги типа марии К-2 массой 140 гlм,и зольностью

20 и 25%.

Результаты качественных испытаний изготовленной бумаги,и пластика приведены в табл. 4.

Из данных таблицы 4 следует, что отливки бумаги, (изготовленные,из бумажной массы предлагаемой композиции и запрессованные в 1 слой в пластик, дают значиХарактеристика бумаги !

751874

Модифицированная хлоридная двуокись титана

Алюмоамион,ийные квасцы

Меламиноформальдегидная смола

22,65

1,25

0,4

75,7

Таблица 5

Характеристика бумаги

Укрывистость пластика (визуальпо), укрывает — + не укрывает—

Количество листов бумаги в декоративном слое пластика

Белизна бумаги, %

Образец двуокиси титана

I масса 1 и,: золь белизна, % ность, О/

71,,0

89,1

22,1

4 ! ! ьза

77,2

73„8

77,0 !

7 6,4

78,0

22,6

89,0 (табл. 1) 89,5

150

24,,8

1

67,7

100

86,5

21,5

72,7

Марка

1 69,7

22,1

86,5

130

73,0

PO-2 (1

70,3

150

22„0

86,5

30 тельно больший эффект укрывистости (о которой судят по белизне пласпика), чем бумага, содержащая вдвое больше двуокиси титана, марки PO-2 и запрессованная в

2 слоя. Наиболее эффективно использование высокозольной кроющей бумаги (зольностью 20 — 25%), наполненной модифицированной хлоридной двуокисью титана.

П р;и м е р 3. В промышленном производстве кроющей бумаги была испытана опытно-промышленная партия модифицированной двуокиси титана (образец № 4, табл. 1) рутильной формы, полученной хлоридпым способом и содержащей 2,0%

А1 0з-, 0,1 % SiO, 0,01% РезОз и,имеющей относительное содержание фракции агрегатов частиц менее 1 л км 52%, а размером более 5 лкм — 9,5%.

Состав бумажной массы следуюш,ий, % :

Беленая целлюлоза (48,3% Светогорской сульфитной хвойн ой — 51,7% Изма ильской сульфатной лиственной) Из таблицы 5 следует, что кроющая бумага, содержащая предлагаемую двуокись питана,,имеет следующие преимущества перед обычно используемой двуокисью титана,маврин PO-2:

1. Кроющая бумага имеет более высокую белизну по сравнению с серийно выпускаемой белой кроющей бумагой (с массой 100 г/м — 89,1% против 86,5%; с массой 130 г/лв — 89,0% против 86,5%, с массой 150 г/л —

89,5% против 86 5% ) .

1о Из этой бумажной массы была выработана кроющая бумага с массой кв. метра

100, 130,и 150 г и зольностью 20 — 25%.

Испытания проводились в сравнениями с обычно используемой в производстве буl5 мажной массой, содержащей двуокись титана марки PO-2. П ри,выработке бумаги для повышения удержания наполн ителей и спользовался полиакрила мид (0,02% от массы волокна), В сводной таблице 5 приведена характеристика свойств полученной бумаги,и результаты ее испытания в производстве пластика. Приведенные данные подтверж25 даются акто м.

2. При использовании .в производстве

ДБСП бумаги, полученной из бумажной массы лредлагаемого состава, укрывистость внутренних слоев пластика достигается за счет применения

1 листа бумапи массой 150 г/лР или

2 листов массой 100 г/л1 вместо 2 листов серийно .выпускаемой бумаги марки K-2 массой 130 г/л1 .

Из вышеизложенного следует, что использование предлагаемой композиция бу,махкной массы для изготовления кроющей

751874

13

Формула изооретенпя

Составитель О. Мас.ивченко

Texpeä А. Каив шникова

Корректор 11. Оспповскап

Редактор Т. Горичева

3; каз 889/1017 Изд. Х 397 Тираж 431 Под.-.испо..

1-1ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и «1»н,, 1

11303о, Москва. 7К-35.. аушскз нао. д -, Ь

; пп.. арок. фпл. iред. «П"., åïò» бумаги для облицовочных материалов позволяет получить бумагу, обладающую повышеннэй,кроющсй способностью, белизной, улучшенными декоративными свойствами и за счет существенного улучшения каче тва бумаги сократить ее расход в производстве облицовочных слоистых материалов. Ожидаемая экономическая эффективность от использования такой бумаги достигает 1071,5 тыс. руб. только при замене сю серийно выпускаемой,кроюшей бума ги ма рки К-2.

Бумажная масса для изготовления кро1ощей бумаги для обл ицовочных слоистых материалов, содержащая беленую целлюлозу, минеральный наполнитель — двуокись титана рутильной формы, алюмосодержаший коагулянт и влагопрочную добавку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества бумаги, масса содержит в качестве наполнителя модифицированную хлоридную двуокись титана с содержанием фракций ес агрепированных частиц размером до 1 лкд1 52 — 90ов, размером более 5 д1кд1 0,5 — 10,5 Ь и содсржашу1о

А1 0з,не менее 1,3 /о, . >1О, 1:е менее 0,07 о, Fe>O,, не более 0,03",о, а весь сэстав массы взят в следующем соотношении, вес. /о ..

Беленая целлюлоза 48,5 — 80

Модифицированная

xëîðèäíàÿ двуокись титана 19,5 — 46

Ллюмосодоржашнй коагулянт 0,3 — 2,5

Влагопрочная добавка 0,2 — 3,0

Источьпп;и информации, принятые во внимание при экспертизе:

20 1. Патент США ЛЪ 3737371, кл. С 09 С

1i00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 410638, кл. С 09 С 1/00, 1971.

3, CCT :1-72-73 на «Кроющую бумагу», 25 1973,