PL33944B1 - Sposób wyrobu papieru - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu polepszania wlas¬ ciwosci fizycznych, a zwlaszcza zwiekszenia wy¬ trzymalosci w stanie mokrym wlóknistych ma¬ terialów celulozowych, takich jak masa papiero¬ wa, przez wlaczanie do nich zywic melaminowo- aldehydowych o dodatnim ladunku elektrycznym.Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac do obróbki surowca, uzywanego do wyrobu dowolne¬ go rodzaju papieru.Sposób wedlug wynalazku obejmuje nie tylko wprowadzanie zywicy na wlókna materialu celu¬ lozowego, lecz i dalsza obróbke tych wlókien przez odpowiednie spilsnianie i ksztaltowanie.Znane jest nasycanie papieru stezonymi roz¬ tworami zywic^mocznikowo-formaldehydowych w celu zwiekszenia wytrzymalosci papieru w' sta¬ nie mokrym. Mozna przy tym zanurzac papier w roztworze zywicy albo natryskiwac roztwór zy¬ wicy na poruszajaca sie tasme papierowa, po czym ogrzewa sie papier w celu skoagulowania zywicy. Jednakze ta metoda pociaga za soba wie¬ le trudnosci. Nalezy mianowicie starannie kon¬ trolowac' proces, aby osiagnac równomierna im¬ pregnacje zywica, co jest konieczne do nadania równomiernej wytrzymalosci w stanie mokrym i co pociaga za soba koniecznosc stosowania spec¬ jalnego urzadzenia. Odparowanie dodatkowej ilosci wody, wprowadzonej z zywica, wymaga znacznego zmniejszenia szybkosci obrotu bebnów osuszajacych, a tym samym znacznie obniza dzienna, produkcje papierni. Poza tym przy zasto¬ sowaniu powyzszej metody w suszarce wydziela sie duzo par aldehydu mrówkowego.Próbowano takze traktowac rozcienczona ma¬ se papierowa zywica mocznikowo-formaldehydo- wa w holendrze albo w kadzi maszyny papierni¬ czej, aby unikac dwukrotnego susizenia potrzeb¬ nego przy wprowadzaniu zywicy sposobem na¬ tryskowym, ale dotychczas usilowania te byly bezskuteczne. Zwykle metodjr, oparte na ab- sorbcji fizycznej, wymagaja 3 — 5o/0-ego roztwo¬ ru zywicy, aby otrzymac 1 — 2«/0 zywicy w ma¬ sie papierowej, a przy rozcienczeniach masy sto¬ sowanych zwykle w normalnej praktyce papier-niczej (0,5 — 5»/o) nie mozna uniknac znacznych strat zywicy. Próby nasycania masy papierowej stezonym roztworem zywicy przed przerobieniem tej masy na papier byly równiez bezowocne, po¬ niewaz wieksza czesc zywicy ulegala bezposred¬ niemu wymyciu w maszynie papierniczej.Sposób wedlug wynalazku polega na obróbce masy papierowej zywica melaminowo - aldehy¬ dowa, wykazujaca wlasciwosc selektywnego ad- sorbowania sie na wlóknach celulozowych, dzieki czemu mozna ze stosunkowo rozcienczonego roz¬ tworu zywicy wprowadzac na wlókna znaczne w stosunku'do wagi wlókna ilosci zywicy, dostatecz¬ ne do nadania zwiekszonej wytrzymalosci w sta¬ nie mokrym. Wedlug wynalazku wlóknisty ma¬ terial celulozowy taki, jak mase papierowa kraf- ta,'miazge szmaciana, celuloze sodowa, siarczyno¬ wa, siarczanowa, roztarte drewno, mase „As- plund", traktuje sie koloidalnym roztworem dodat-" nio naladowanej (kationowej) zywicy melamino- wof-aldehydowej, najlepiej podczas przygotowy¬ wania masy, np. w holendrze, kadzi, w mlynie Jordana, w skrzyni wylewowej w dowolnej fazie przeróbki masy przed wylaniem jej na sita ma¬ szyny papierniczej, po czym tak obrobione wlók¬ na spilsnia sie na sicie i koaguluje sie zywice melaminowa przez ogrzewanie spilsnionego pro¬ duktu, korzystnie podczas jego suszenia.Okazalo sie, ze niektóre zywice melaminowo- aldehydowe, nazwane w niniejszym opisie katio¬ nowymi zywicami melaminowo - aldehydowymi albo produktami kondensacji melaminy z aldehy¬ dem, mozna wprowadzac w stanie silnego roz¬ cienczenia na wlókna miazgi papierowej przy czym absorbuje sie dostateczna ilosc zywicy do osiagniecia lepszej wytrzymalosci papieru w sta¬ nie mokrym, przy stosunkowo duzym stezeniu zywicy melaminowo-aldehydowej w stosunku do wagi wlókna. Te wazne odkrycia pozwolily unik¬ nac wszelkich dotychczas napotykanych trudnos¬ ci przy wprowadzaniu rozpuszczalnych w wodzie zywic do wodnych zawiesin wlókien materialu ce¬ lulozowego oraz wprowadzac zywice melaminowo- aldehydowe do masy papierowej w dowolnej fa¬ zie produkcji przed wlasciwym wytwarzaniem papieru.Aby otrzymac zywice kationowe melaminowo- aldehydowe, przygotowuje sie najpierw zywice melaminowe typu kwasnego. Nazwa ta oznacza zarówno zywice melaminowo-aldehydowe, wytwo¬ rzone przez reakcje melaminy z aldehydem w obecnosci wolnego kwasu, jak zywice wytworzone bez obecnosci kwasu i nastepnie rozpuszczone w kwasie. Kwasnego typu zywice melaminowo-al¬ dehydowe wykazuja nastepujace wlasciwosci. 1. Swiezo po wytworzeniu sa one rozpusz¬ czalne w wodzie i kwasie, dajac roztwory prze¬ zroczyste. 2. Skladem chemicznym zblizone sa do dwu- metylolomelaminy, to znaczy zawieraja w przy¬ blizeniu dwa mole aldehydu na kazdy mol mela¬ miny. Jest to sluszne nawet wtedy, gdy zywice typu kwasnego byly otrzymane z nadmiarem wol¬ nego aldehydu mrówkowego, albo tez byly przy¬ gotowane z niekwasnego typu zywic melaminowo- formaldehydowych o wyzszym stosunku molowym aldehydu do melaminy, np. z trójmetylolomela- miny, poniewaz podczas wytwarzania zywicy ty¬ pu' kwasnego nadmiar aldehydu wydziela sie. 3. Wodne roztwory po dojrzewaniu przetwa¬ rzaja sie najpierw,w koloidy hydrofilowe, nastep¬ nie przechodza w stan zelu, a ostatecznie w zy¬ wice nierozpuszczalna w wodzie., 4. pH wodnego roztworu zywicy melamino¬ wo-aldehydowej typu kwasnego jest mniejsze od 4,0, a zwykle mniejsze od 3,0. Stosunek kwasu do melaminy w tych zywicach zmienia sie zaleznie od rodzaju uzytego kwasu i na ogól jest wiekszy dla kwasów slabszych niz mocniejszych. Najdo¬ godniejsze wartosci pH oraz stosunek molowy kwasu do melaminy sa zestawione w ponizej po¬ danej tabeli. kwas HCl HCOOH CHsCOOH HsPOa HiSOs moli kwasu na mol melaminy 0/7 — 1,3 1,6 — 2,5 2 — 3'+ 2 — 3-h 0,5 — 1 optimum pH 1 roztworu zywicy 1 (roztwór 159/0 1 1,5 3 3 1,5 3 | + oznacza nieco wiecej Jak zaznaczono powyzej, swiezo przygotowane zywice typu kwasnego rozpuszczaja sie w wodzie tworzac roztwory przezroczyste, lecz\ po dojrze¬ waniu roztwory te przechodza w stan koloidal¬ ny. W tym stanie z koloidalnie rozproszonymi czastkami polaczony jest dodatni ladunek elek¬ tryczny, zywica wykazuje okreslone wlasciwosci kationowe i moze byc selektywnie adsorbowana przez wlókna celulozy posiadajace ujemny ladu¬ nek elektryczny. Wedlug wynalazku na wlókna celulozy wprowadza sie taka koloidalna dodatnio naladowana zywice melaminowo-aldehydowa ty¬ pu kwasnego.Czas potrzebny do przejscia przezroczystego roztworu zywicy. melaminowo-aldehydowej typu kwasnego w stan koloidalny na ogól ulega skró¬ ceniu przez Zwiekszenie temperatury, zwieksze¬ nie stezenia zywicy albo przez zmniejszenie ilosci kwasu. Wytworzenie roztworu koloidalnego moz-vna rozpoznac dzieki obecnosci blekitnawego zam¬ glenia i wyraznego efektu Tyndalla, jak równiez wskazuje na to osadzanie sie zywicy na katodzie podczas elektroforezy. Za pomoca wlasciwego re¬ gulowania temperatury i' stezenia roztwór zywicy mozna utrzymac w tym stanie przez kilka tygod¬ ni bez wytworzenia zelu albo stracenia osadu.Zywice melaminowo-aldehydowe typu kwasne¬ go mozna wytwarzac przez reakcje melaminy z jakimkolwiek odpowiednim aldehydem, np. alde¬ hydem mrówkowym, octowym, maslowym, benzo¬ esowym w obecnosci wolnego kwasu. Inna meto¬ da, jaka mozna stosowac, polega na rozpuszcze¬ niu nieskoagulowanej zywicy melaminowo-alde- hydowej typu niekwasnego w dostatecznej ilosci kwasu^ a szczególna zaleta tej metody jest to, ze mozna stosowac nieskoagulowana zywice mela- minowo-aldehydowa, przygotowana w warunkach obojetnych/ zasadowych albo slabo kwasnych.Mozna równiez stosowac zywice typu zmetylowa- , nych metylolomelamin. Przy wytwarzaniu^ zywi¬ cy stosuje sie wiekszosc kwasów rozpuszczalnych w wodzie z wyjatkiem kwasu siarkowego, który wprawdzie tworzy zywice typu kwasnego, lecz powoduje stracenie dodatnio naladowanego ko¬ loidu. Stosowano kwas solny, fosforowy, mrów¬ kowy, szczawiowy oraz siarkawy, lecz najtanszy z nich wszystkich i najdogodniejszy jest kwas solny. ' Po przygotowaniu roztworu zywicy typu kwasnego i po wytworzeniu koloidalnego roztwo^ ru zywicy o wlasciwosciach kationowych, tym roztworem traktuje sie wlókna materialu celulo¬ zowego. Tak wiec odpowiednich ilosci koloidal¬ nego roztworu zywicy zawierajacego 5 — 20o/0 albo wiecej zywicy stalej dodaje sie do zawiesi¬ ny materialu wyjsciowego w holendrze albo w ka¬ dzi maszyny papierniczej. Równoczesnie mozna stosowac w,razie potrzeby dodatek glinki, alunu, klejii zywicznego, talku i innych materialów ob¬ ciazajacych. Koloidalnego roztworu zywicy moz¬ na równiez dodawac w mlynie Jordana albo skrzy¬ ni wylewowej maszyny papierniczej Fourdrinie- ra. Adsorbcja koloidalnej zywicy przez mase pa¬ pierowa jest prawie natychmiastowa i przewaz- . na czesc procesu adsorbcji zachodzi w ciagu kil¬ ku minut, ale lepsza wytrzymalosc w stanie mo¬ krym otrzymuje sie, pozwalajac wlóknom pozo¬ stac w zetknieciu z kationowa zywica melamino- wa w ciagu 10 dó 20 minut albo dluzej. Korzyst¬ niejsze jest jednak mozliwie calkowite nasycenie woda masy papierowej przed dodaniem kationo¬ wej zywicy melaminowo-aldehydowej niz styka¬ nie roztworu zywicy z masa papierowa w ciagu dluzszego. okresu czasu.Ilosc kationowej zywicy melaminowo-aldehy¬ dowej, jaka nalezy wprowadzic na wlókna celu¬ lozowe, zalezy od rodzaju surowca i od zadanego stopnia wytrzymalosci w stanie mokrym, scieral- riosci na mokro a takze odpornosci na zginanie.Nawet drobne ilosci zywicy rzedu kilku dziesia¬ tych czescijrocentu w stosunku do wagi wlókna w stanie suchym powoduja zwiekszenie tych wlasciwosci w przypadku niektórych surowców zwlaszcza tych, które sa klejone w holendrze kle¬ jem zywicowym oraz alunem. Dodatek zywicy rzedu 0,5 — lo/0 jest juz wystarczajacy w nie¬ których przypadkach, lecz ogólnie biorac zaleca -sie ilosc 2 — 4o/0 najlepiej 2 — 3o/a w stosunku do wagi wlókna w stanie suchym.Najwazniejsza zaleta sposobu wedlug wyna¬ lazku jest, ze po obróbce celulozowego materia-. lu wlóknistego roztworem zywicy kationowej kwas. uwalnia sie i nie pozostaje w papierze czy tez innym gotowym produkcie. Fakt ten jest bar¬ dzo wazny, poniewaz zatrzymanie kwasu sprzyja¬ loby oslabieniu wlókien celulozowych i niszczeniu papieru podczas lezenia: Teoria przyciagania elektrycznego pomiedzy zywica a wlóknem oparta jest na .pozornym „na¬ syceniu" .wlókien, po zaadsorbowaniu .3 — 4 zywicy. Tak wiec zawsze ta sama ilosc zywicy w stosunku do wagi wlókna suchego jest adsorbo- wana*na wlóknie niezaleznie od tego czy doda sie 5o/o, lOo/o czy nawet 50% zywicy (w stosunku do wagi wlókna suchego). To dowodzi, ze wlókno zo¬ stalo „zobojetnione" zywica po zaadsorbowaniu 3 — 4o/0 zywicy.Strat roztworu kationowej zywicy melamino¬ wo-aldehydowej mozna uniknac, zawracajac po¬ nownie do obiegu ciecz pozostala po wytworze¬ niu arkuszy papieru, tak zwana wode bjala. Do¬ wiedziono tego za pomoca szeregu prób, rozpo¬ czynajac od .lOo/o roztworu zywicy kwasnej w stosunku do wagi wlókna. Wode biala pozostala po wytworzeniu pierwszej porcji arkuszy, uzyto do rozrobienia miazgi dodatkowej. Druga porcja arkuszy, wytworzona z tej dodatkowej masy, wy¬ kazala równiez znaczna wytrzymalosc w stanie mokrym. Woda biala pozostala po wytworzeniu tej drugiej porcji byla podobnie uzyta w innej porcji masy, przy czym otrzymano trzecia porcje arkuszy. Po trzykrotnym zastosowaniu roztworu zywicy do kolejnych porcji wlókna z roztworu zabrane zostalo w tym procesie 90«/0 zywicy.Nastepne próby laboratoryjne wykonano, zmieniajac sposób krazenia wody bialej.Porcja 1. Stosowano system zawracania do obiegu wody bialej. Po wytworzeniu 6 ciezkich (5 gr) arkuszy recznie czerpanych wytworzono 15 lekkich arkuszy do badania i analizy.Porcja 2. Prace z ta porcja rozpoczeto, wpro¬ wadzajac do urzadzenia1 swieza wode. Podczaswytwarzania arkuszy woda biala byla wprowa¬ dzana do obiegu.Porcja* 3. Do wytworzenia kazdego arkusza stosowano swieza wode, to znaczy w ogóle nie stosowano ponownego zawracania do obiegu wo¬ dy bialej. o/o zywicy (na poczatku) . °/o zywicy (na koncu) 1 ciezar podstawowy g/m2 (500 ark.) Wytrzymalosc na rozciaganie na sucho (kg) Odpornosc na zginanie—MIT Wytrzymalosc na tarcie na mokro | Wytrzymalosc na rozciaganie na mokro (kg) porcja 1 3,0 3,5 80,4 7,2 1437 10000+ 2,5 * porcja 2 2,9 3,3 84,1 7,4 1182 * 10000 + 2,4 porcja 3 2,5 2,6. 83,6 6,5 879 . | 3605 1,9 Te wyniki wykazuja, ze wytrzymalosc na mo¬ kro oraz inne wlasciwosci fizyczne papieru wy¬ tworzonego zostaja znacznie poprawione przy u- zyciu wody bialej, zawracanej ponownie do obie¬ gu zgodnie z wynalazkiem. Wlasciwe wytwarza¬ nie arkuszy papieru oraz suszenie papieru moz¬ na wykonac jakakolwiek znana metoda.Zalete wynalazku stanowi fakt, ze czas koa¬ gulacji zywicy i temperatura stosowana nie sa znacznie wyzsze od czasu i temperatury stosowa¬ nych zwykle do suszenia papieru. W pewnych przypadkach mozna stosowac odmienne albo uzu¬ pelniajace metody koagulacji zywicy, np. poru¬ szajaca sie tasme papieru mozna prowadzic w poblizu lamp lub grzejników dajacych promie¬ niowanie podczerwone i cieplne. Tak obrobiony papier mozna poddawac odpowiedniemu wykan¬ czaniu, np. powlekaniu powierzchni glinka, we¬ glanem wapnia, biela satynowa.Ponizej podane przyklady sluza do bardziej szczególowego wyjasnienia sposobu wedlug wy¬ nalazku.Przyklad I. Wplyw temperatury, steze¬ nia oraz stosunku ilosci zywicy dp ilosci kwasu podczas polimeryzacji zywic melaminowo-aldehy- dowych typu kwasnego zestawiono w ponizszej tablicy. Pierwsze szesc próbek przygotowano przez rozpuszczenie we wrzacej wodzie zywicy v melaminowo-formaldehydowej, wytworzonej w sposób opisany w przykladzie III, ochlodzenie i do¬ danie wlasciwej ilosci kwasu solnego. Ostatnie dwie próbki wykonano przez rozpuszczenie tej samej zywicy w rozcienczonym kwasie solnym, az do otrzymania wlasciwego stosunku kwasu i stezenia zywicy. stezenie zywicy 20 10 20 10 20 1 10 20 10 stosunek zywicy do HCI w molach 1:1 1:1 1:2 1:2 1:3 1:3 \ :1 J :J dojr/ewanie w 21° C 24 godz lekko zamglony prze¬ zroczysty prze zroczysty prze¬ zroczysty lekki osad prze¬ zroczysty lekko zamglony prze- zroczysty 48 godz blekitno zamglony lekko zamglony lekko zamglony prze¬ zroczysty ciezki osad prze¬ zroczysty blekitno zamglony slabo zamglony 72 godz zel blekitno zamglony bialy osad blekitno zamglony — bialy osad zel blekitno zamglony dojrzewanie w 29° C 24 godz blekitno zamglony lekko zamglony bialy zel prze¬ zroczysty ciezki osad prze¬ zroczysty zel slabo zamglony 48 godz zel blekitno zamglony — lekko zamglony — bialy 1 osad — blekitno zamglony __ 4 _Gdy roztwór zywicy dojrzeje dostatecznie, widoczne staje sie blekitne zamglenie koloi¬ dalne. Ta substancja koloidalna daje sie nieskon¬ czenie rozcienczac woda, lecz ulega koagulacji po dodaniu alunu, glinianu sodowego, wodorotlenku amonowego i innych soli i alkaliów. Szczególna reakcje powoduje sie przez dodanie dalszych ilos¬ ci kwasu do tego juz mocno kwasnego roztworu.Jezeli do koloidalnej zywicy doda sie szescio sr normalnego kwasu solnego^ to powstaje ciezki osad, który zwykle mozna ponownie rozpuscic .przez rozcienczenie wieksza iloscia wody. Te reakcje z kwasem solnym mozna wyzyskac, jako wskazówke stopnia polimeryzacji roztworu zywi¬ cy, poniewaz swiezy roztwór zywicy melamino¬ wej typu kwasnego nie daje osadu. W pewnych przypadkach próba stracenia kwasem jest tak czula, iz powoduje stracenie osadu zanim wysta¬ pi blekitne zamglenie, charakteryzujace stan ko-1 loidalny i zanim wieksza czesc zywicy bedzie mogla byc zatrzymana w masie papierowej. Lecz przez odpowiednia zmiane stezenia kwasu stra¬ cajacego mozna w ten sposób wykazac rózne stopnie polimeryzacji roztworu zywicy.Przyklad II. Zywice melaminowo-aldehy- dowe typu kwasnego mozna wytwarzac, poddajac reakcji aldehyd, np. mrówkowy z sola melaminy albo tez kondensujac melamine i aldehyd w obec¬ nosci wolnego kwasu. Zmieszano 21 czesci wago¬ wych melaminy (1/6 mola) z 42 czesciami # 370/o-wego wodnego roztworu aldehydu mrówko¬ wego (1/2 mola) i rozcienczono okolo ^60 czes¬ ciami wody. Nastepnie dodano 1/6 mola kwasu solnego wraz z dostateczna iloscia wody, aby do¬ pelnic mieszanine lacznie do 420 czesci . wago¬ wych. Po tym ogrzewano mieszanine w tempera¬ turze 40 — 50°C w ciagu 1% — 2% godzin, az do otrzymania przezroczystego roztworu. Otrzy¬ many roztwór zywicy melaminowo-aldehydowej typu kwasnego wykazywal pH okolo 1,8 — 2,8 a po dojrzewaniu w ciagu 24 — 48 godzin w tem¬ peraturze pokojowej albo w ciagu czasu krótsze¬ go w temperaturze podwyzszonej, przeksztalcal sie w koloidalny roztwór zywicy o wlasciwosciach kationowych. Przy zawartosci 10% zywicy stalej roztwór ten jest trwaly w ciagu kilku tygodni w temperaturze pokojowej.Przygotowano bielona mase papierowa Krafta.Do_ próbek masy papierowej, rozcienczonej woda do zawartosci 0,6% wlókna dodano koloidalnej zywicy typu kwasnego w takich, ilosciach, iz kaz¬ de 100 czesci wagowych próbki zawieralo 0,6 czesci wagowych wlókna i 0,0516 czesci wago¬ wych zywicy cz^li 8,6% zywicy w stosunku do wlókna. Te mase papierowa mieszano w ciagu 6 minut, nastepnie pozostawiono w spokoju w ciagu 15 minut, po czym recznie przerobiono na arkusze.Analiza tego papieru na azot wykazala, ze wiecej niz 30o/0 zywicy dodanej do masy papiero¬ wej zostalo zatrzymane pomimo niskiego steze¬ nia zywicy, przy czym stosunek zywicy zatrzy¬ manej we wlóknie do wagi wlókna wynosil 3 próby zas fizyczne wykazaly znaczny wzrost wy¬ trzymalosci papieru w stanie mokrym do okolo 1/3 wytrzymalosci papieru w stanie suchym.Przyklad III. Rozpuszczalna w wodzie zywice melaminowo-formaldehydowa, wytworzo¬ na w warunkach zasadowych, przy stosunku me¬ laminy do aldehydu mrówkowego 1:3,35 rozpusz¬ czono do osiagniecia stezenia 20o/0 przez gotowa¬ nie w ciagu kilku minut z 5 razy wiekszo iloscia wagowa wody. Po oziebieniu do roztworu tego dodano kwasu solnego w ilosci obliczonej tak, aby otrzymac molowy stosunek 1:1 zywicy do kwasu.Po kilku dniach zywica wykazala blekitne zam¬ glenie, charakterystyczne dla koloidalnego roz¬ tworu zywicy, oraz wlasciwosci kationowe.Zmielono zywice, ^wytworzona przez gotowa¬ nie w ciagu okolo 30 minut 3 moli melaminy z 10 molami 30% roztworu aldehydu mrówkowego o pH = 9,0, oziebienie, oddzielenie i wysuszenie otrzymanych krysztalów. 22,65 kg' Sproszkowa¬ nej zywicy zmieszano z 12,5 kg handlowego' kwa¬ su solnego o 18°Be i z 56,7 litrami wody ogrza¬ nej do 49°C. Po rozpuszczeniu sie calej ilosci zy¬ wicy dodano 151 litrów wody, aby rozcienczyc roztwór do stezenia 14,lo/0 zywicy stalej i obni¬ zyc temperature do 27°C. Po 24 godzinach ble¬ kitnawe zamglenie dowiodlo, ze powstal koloidal¬ ny roztwór kationowej zywicy mela/minowo-for- maldehydowej. Te zywice dodano do masy papie¬ rowej w holendrach. . , Arkusze papieru zarówno traktuwane zywi¬ ca, jak i nie traktowane zywica poddano próbom na wytrzymalosc w stanie mokrym, wodoodpor- nosc itd. W ponizej zamieszczonej tablicy zebra¬ no wyniki. Jak wynika z danych analitycznych, próbka surowa zawierala slady zywicy, poniewaz. zostala pobrana wkrótce po przerobieniu masy zawierajacej zywice.Obróbka materialu wyjsciowego 1 o/o zywicy w arkuszu 1 o/o zatrzymanej zywicy dodanej pH papieru ekstrakcja na goraco ekstrakcja na ziiryio kwasowosc (jako o/o SOa) ciezar podstawowy g/m2 (500 arkuszy) grubosc w mm wytrzymalosc na rozciaganie (kg) na sucho 4 na mokro wydluzenie (o/0) na sucho na mokro Iwytrzymalosc metoda Mullen Bursta w kg /cm1 na sucho 1 na mokro 1wytrzymalosc na tarcie na mokro Currier-Hard (sek) wskaznik suchosci TAPPI*) (sek) 1 V Peneskop (20o/0 kwas mleczny (sek) Cobb -i. 1 min przy 82°C Pochlanianie wody przy zanurzeniu calkowitym 1 min 21°C (o/0) 1 godz. 21°C (o/0) Odpornosc na zginanie metoda: MIT Schoppera wytrzymalosc na zerwanie metoda Elmendorfa w kierunku biegu maszyny w kierunku poprzecznym porowatosc metoda Gurleya (sek) sztywnosc (Gurley) próbka A z dodatkiem zywicy 1,94 67 5,05 5,60 0,025 87,3 0,152 9,7 2,0 3,2 3,0 ¦4,16 1,12 2047 35,9 38,5 590 0,290 39,1 57,2 674 ' 2348 133 128 15,9 426,0 próbka 6 surowa 0,11 — 5,80 6,89 0,004 89,0 0,187 7,5 0,6 3,0 2,0 3,64 . 0,45 286 27,8 34,5 290 0,360 58,6 78,0 630 1500 151 . 153 10.0 266,0 próbka A 10,7 2,2 3,3 4,2 4,30 1,42 3183 31,9 33,5 615 0,275 — — 916 3042 126 137 16,0 328,0 próbka B A * 7,3 0,7 3,5 2,6 3,66 0,6 275 29,5 29,5 369 0,335 — — 527 1951 148 146 10,6 310,5 *) próba znormalizowana przez Technical Association of the Pulp and Paper Industry.Próby, o których moWa powyzej opisano szcze gólowo w dziele Julies'a Grantfa pod tytulem A Laboratory Handbook of Pulp and Paper Manufacture. - ¦ 6 —Te- wyniki dowo'dza, ze zywice melaminowo- aldehydowe typu kwasnego sa zadowalajaco • skoagulowane w temperaturze oraz czasie susze¬ nia zwykle stosowanych w papierniach, ponie¬ waz dodatkowe koagulowanie w ciagu 10 minut 4alo zaledwie nieco lepsze wyniki. Zarówno wy¬ trzymalosc na rozciaganie na mokro, jak i wy¬ trzymalosc na rozciaganie w stanie suchym pa¬ pieru wzrosly przy dodatku zywicy, a arkusze obrobione wykazywaly wieksza odpornosc na zgi¬ nanie niz arkusze nieobrobione.Przyklad IV. Mase papierowa zawiera¬ jaca wypelniacze, jak glinke, alun, klej zywicz¬ ny potraktowano zywica zgodnie z wynalazkiem.Traktowanie zywica zwiekszylo wytrzymalosc na rozciaganie na mokro próbek papieru od 0 w przyblizeniu do okolo 1/3 wartosci wytrzyma¬ losci w stanie suchym. Wytrzymalosc na tarcie w stanie mokrym wzrosla od wartosci dla arku¬ szy nieobrobionych wynoszacych 17 i 58 do przeszlo 5000, a zwiekszenie odpornosci na zgi¬ nanie arkuszy potraktowanych zywica bylo pra¬ wie dwukrotne w porównaniu z arkuszami nie¬ obrobionymi. Wodoodpornosc tych arkuszy zwiek^ szyla sie równiez dzieki obróbce zywica.Przyklad V. Mieszanine miazgi papiero¬ wej Krafta i celulozy siarczynowej z dodatkiem kleju zywicznego i alunu oczyszczono od grub¬ szych kawalków materialu przed wprowadzeniem jej do holendra i poddano mieleniu w holendrze za pomoca walców i plyt kamiennych w ciagu okolo 2-ch godzin.Roztwór kationowej zywicy melaminowo-for- maldehydowej wlano do skrzyni wylewowej ma¬ szyny papierniczej. Po dodaniu wyliczonej ilosci roztworu zywicy ponownie uruchomiono doplyw miazgi papierowej z holendra do tej skrzyni i do¬ datkowy roztwór zywicy doprawodzono okresowo.Za pierwszym razem dodano 2o/0 zywicy w stosun¬ ku do wagi suchego wlókna, a gdy pompe ponow¬ nie puszczono w ruch, doprowadzano taka ilosc roztworu zywicy na minute, aby utrzymac staly stosunek wagowy zywicy do wlókna. Za drugim razem dodano 1% zywicy w stosunku do wagi wlókna i dlatego pierwotny roztwór zywicy roz¬ cienczono równa objetoscia wody i stosowano ta¬ kie same objetosci tej zywicy, jak przy obróbce, zywica 2°/0-pwa.Temperatura suszenia w maszynie wynosila 115,5°G. Próbki papieru pobierano zarówno przed jak i po przepuszczeniu przez gorace walce. Wy¬ niki badania tych próbek zebrano w ponizej po¬ danej tabeli, przy czym próbki 1 — 3 byly su- perkalandrowane, próbki zas 4 — 6 byly nieka- landrowane. ' nr próbki 1 zywica dodana (o/0) J zywica zatrzymana (o/a) 1 ciezar podstawowy g/m2 (500 ark.) 1 grubosc w mm 1 wytrzymalosc na rozciaganie (kg) 1 na sucho 1 na mokro 1 wydluzenie o/0 1 na sucho | na mokro 1 wytrzymalosc na tarcie J na mokro 1 odpornosc na zginanie metoda 1 MIT J Schoppera 1 odpornosc na wode (sek) metoda ] Hard Slack i Odpornosc na tluszcze j na terpentyne j na olej arachisowy | (peanut oil) 1 Wytrzymalosc inetoda 1 Mullena L Wytrzymalosc na rozerwanie metoda 1 Elmendorfa [ nieprzezroczystosc o/0 superkalandrowane —}Z1 2 1,2 , 42,4 0,03C 5,2 1,0 V 1,7 ' 4,3 3508 2023 1856 9,5 5,3 16 min 5,5godz. 18,0 18 22,5 2 1 1 0,6 , 43,2 0,030 5,3 0,7 1,5 1,6 221 2346 1686 - 7,7 6,4 18 min 5 godz. 19,5 20 23,5 5 0 0 44,2 v 0,03C 5,1 0,4 ' 1,8 1,3 60 1716 1474 10,1 5,1 58 min 24 godz. 18,5 18 21,0 niekalandrowane | 4 1 ,2 1 1,2 42,1 0,056 5,0 1,0 1 1,9 2,5 3256 ?948 1824 8,3 4,8 36 sek 14 min 20,0 21 | 40,5 ¦* 1 1 1 0,6 42,7. 0,058 1 5,7 0,5 1,9 1,8 80 1812 1858 4,8 5,3 19 sek 9 min 19,5 26 v 43,0 6 0 0 42,1 0,056 5,0 0,18 2,0 1,7 13 780 1761 1 6'4 6,2 51 sek 14 min 18,0 20 39,5Liczby te wykazuja, ze nawet maly dodatek 1 — 2 pu kwasnego do dobrze zmielonego surowca pa¬ pierowego powoduje znaczne poprawienie wy¬ trzymalosci na rozciaganie w stanie mokrym, wytrzymalosci na tarcie w stanie mokrym oraz odpornosc na zginanie (zarówno metoda Schoppe- ra jak równiez metoda MIT).Przyklad VI. Dzieki poprawieniu wy¬ trzymalosci na rozciaganie w stanie mokrym, wytrzymalosci na tarcie i innych wlasciwosci pa¬ pieru przygotowanego z masy potraktowanej zy¬ wicami melaminowymi typu kwasnego zgodnie z wynalazkiem mozna czestokroc pominac albo zmie¬ nic pózniejsze klejenie masy w kadzi do wykan¬ czania. Dotyczy to szczególnie wytwarzania pa¬ pieru do swiatlodruków, który zwykle traktuje sie klejem.Surowiec przeznaczony do obróbki mial Ksklad podany ponizej. celulozy siarczynowej 25% celulozy siarczanowej 50«/0 masy ze szmat 25«/Q kleju zywicznego 3/4) w stosunku do alunu 2—1/2 / wagi wlókna czas rozdrabniania 6 godzin Mase traktowano zywica typu kwasnego w skrzyni maszyny papierniczej, przy czym skrzy¬ nia ta byla tak urzadzona, iz traktowana masa mogla byc wyczerpana przed napompowaniem swiezego surowca z holendra. Wykonano próbki, stosujac 1,5 — 3»/o oraz 5<»/0 zywicy w stosunku do wagi suchego wlókna. Papier wykonczony zba¬ dano na wytrzymalosc w stanie mokrym i okres¬ lono jego ogólne wlasciwosci fizyczne. Wyniki zebrano w ponizszej tabeli. nr próbki zywica dodana ( obróbka w kadzi azotu o/0 zywicy zatrzymanej °/o ciezar podstawowy w g/m2 (500 ark.) grubosc w mm wytrzymalosc na rozciaganie w kg na sucho na mokro wydluzenie °/o na sucho na mokro wytrzymalosc na tarcie na mokro odpornosc na zginanie metoda * MIT Schoppera wytrzymalosc na zerwanie metoda Elemendorfa wytrzymalosc metoda • Mullena odpornosc na wode metoda Hard '(sek) TAPPI Cobb/2 minuty przy 21°C odpornosc na wode przez calkowite zanurzenie o/0 (1 minuta przy 21°C) przesiakanie atramentu BKY (sek) surowe 1 1 — — 0,01 — 89,5 0,122 7,3 0,27 2,0 1,2 25 343 1100 109 29,0 19,7 24,5 0,520 50,5 102 2 woda 0,20 0,5 90,3 0,112 6,4 0,58 1,6 1,4 41 226 550 96 27,0 23,8 23,5 0,290 37,8 325 * 1,5 woda 0,44 1,2 93,2 0,120 7,56 1,3 1,7 1,9 86 , 206 815 100 29,5 27,3 27,5 0,225 33,3 745 4 3 woda 0,90 2,4 86,5 0,104 7,47 1,8 1,9 2,8 776 480 985 80 31,0 25,4 24,0 0,215 32,2 660 * 3 klej 1,33 ' 2,4 92,4 0,109 9,0 2,4 2,3 3,6 6192 485 1090 78 , 40,5 33,2 33,0 0,205 32,0 645 6 5 klej 1,43 2,7 $1,8 0,112 9,3 2,9 2,0 3,8 5563 1 537 1107 1 74 39,0 32,8 31,5 0,180 27,9 950Po próbie przyspieszonego dojrzewania w temperaturze 105°C w ciagu 16 i 72 godzin zba¬ dano próbki ponownie. Znalezione wlasciwosci fi¬ zyczne, zebrano w ponizszej tabeli/ 1 nr próbki 1 zywica dodana (o/0) 1 obróbka w kadzi 1 wytrzymalosc na rozciaganie na mokro 1 bezposrednio po wytworzeniu 1 po 16 godzinach 1 po 72 godzinach 1 wytrzymalosc na tarcie na mokro 1 bezposrednio po wytworzeniu * 1 po 16 godzinach 1 po 72 godzinach 1 odpornosc na zginanie metoda MIT 1 bezposrednio po wytworzeniu 1 po 16 godzinach 1 po 72 godzinach 1 metoda Schoppera i bezposrednio po wytworzeniu po 16 godzinach po 72 godzinach 1 wytrzymalosc na zerwanie bezposrednio' po wytworzeniu po 16 godzinach po 72 godzinach odblask przy 450 n bezposrednio po wytworzeniu po 16 godzinach po 72 godzinach 2 (surowa) woda 1,3 • 2,5 3,1 41 51 122 226 189 120 550 665 539 - 96 93 86 71,3 68,0 64,3 | 4 1 3 woda 4,1 5,7 5,4 776 1022 1452 1 480 304 91 985 . 726 357 80 66 55 71,5 68,7 63,3 | 5 1 3 klej 5,3 7 2 6,9 6192 8021 10000 485 466 155 "* 1 1090 658 1 246 78 1 72 67 70,0 67,0 63,7' l 1.Te wyniki dowodza, ze wytrzymalosc na roz¬ ciaganie w stanie mokrym oraz wytrzymalosc na tarcie w stanie, mokrym wzrastaja w miare wzro¬ stu zawartosci zywicy w arkuszu, jak tego nale¬ zalo oczekiwac. Klejenie klejem w kadzi wykon- czalniczej zastosowano do arkusza potraktowane¬ go zywica zwiekszylo jeszcze bardziej wytrzy¬ malosc w stanie mokrym i wytrzymalosc na tar¬ cie w stanie mokrym. Arkusze potraktowane zy¬ wica wykazywaly lepsza odpornosc na zginanie niz arkusze nieobrobione, traktowanie zas kle¬ jem jeszcze bardziej zwiekszylo te odpornosc.Z powyzszego wynika, ze zastosowanie srod¬ ków wykonczajacych, jak kleju, kazeiny, skrobi, wosku do klejenia w kadzi papieru, wytworzonego z surowca, zawierajacego zywice melaminowa ty¬ pu kwasnego, powoduje dalsze poprawienie wlas¬ ciwosci fizycznych gotowego papieru oraz, ze ob¬ róbka' zywica melaminowa typu kwasnego nie wplywa szkodliwie naNklejenie papieru w kadzi.PO.Z.G./13 Oddz. w B-stoku — 150 zam, 3. 4. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób wyrobu papieru, znamienny tym, ze wlókna celulozowe traktuje sie koloidalnym roztworem kationowej zywicy melaminowo- aldehydowej, przeksztalca sie tak obrobione wlókna w produkt spilsniony i ogrzewa sie ten spilsniony produkt w celu skoagulowania zy¬ wicy mejaminowo-aldehydowej. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze koloidalnego roztworu zywicy dodaje sie do rozcienczonej wodnej zawiesiny wlókien ma¬ terialu celulozowego, przy czym zywica adsor- buje sie na wlóknach celulozowych. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze koagulowanie zywicy przeprowadza sie pod¬ czas suszenia gotowego papieru. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze stosuje sie zywice melaminowo-formalde- hydowa. American Cyanamid Company Zastepca: inz. W. Zakrzewski rzecznik patentowy 853—6.I1I-50—T-1-14927—28-Xll-5l). PL