RU2150541C1

RU2150541C1 - Method of manufacturing sorbing filter paper

Info

Publication number: RU2150541C1
Application number: RU98104892/12A
Authority: RU
Inventors: В.С. Иванова; Л.Ф. Иртегова; А.В. Канарский; И.Н. Зарипов; ев Г.Г. Жил; Г.Г. Жиляев
Original assignee: ОАО "Волжский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности"
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2000-06-10

Abstract

FIELD: paper-and-pulp industry. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to filter paper used as sorbing layer when manufacturing protective material against corrosive air media. Paper sheet made from a mixture of sulfate cellulose with activated carbon and sizing agent precipitated on fibers is impregnated with solution of silica sol until the latter increases weight of sheet by 10-12%. EFFECT: increased sorption capacity and strength both in dry and wet state. 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности, к производству фильтровальной сорбирующей бумаги, которая найдет применение в качестве сорбирующего слоя при изготовлении защитного материала от агрессивных воздушных сред. Данный защитный материал используется для пошива специальной одежды для персонала, работающего на химических предприятиях. The invention relates to the pulp and paper industry, in particular, to the production of filter sorbent paper, which will find application as an sorbent layer in the manufacture of a protective material from aggressive air environments. This protective material is used for tailoring special clothing for personnel working in chemical plants.

Известно, что в составе фильтровальных видов бумаги и картона, с целью придания этим материалам избирательных сорбционных свойств, в некоторых случаях в качестве адсорбента используют силикагели (Канарский А.В. Фильтровальные виды бумаги и картона для промышленных технологических процессов. - Экология, 1991, с. 145 - 146. ISB N 5-7120-0325-2). It is known that in the composition of filtering types of paper and cardboard, in order to give these materials selective sorption properties, in some cases, silica gels are used as adsorbent (Kanarsky A.V. Filtering types of paper and cardboard for industrial technological processes. - Ecology, 1991, p. 145 - 146. ISB N 5-7120-0325-2).

Известен фильтрующе-поглощающий материал из ультратонких стеклянных штапельных волокон и силикагеля, который выпускается по ТУ 6-16-1824-73. Этот материал обладает высокой сорбционной способностью, что обеспечивается содержанием в нем 40 - 60% силикагеля. Основным недостатком материала является низкая механическая прочность. Known filtering and absorbing material from ultrathin glass staple fibers and silica gel, which is produced according to TU 6-16-1824-73. This material has a high sorption ability, which is ensured by the content of 40-60% silica gel. The main disadvantage of the material is its low mechanical strength.

В настоящее время для изготовления защитной ткани фильтрующе-сорбирующего типа в качестве активного сорбирующего слоя используется материал, изготовленный на основе небеленой сульфатной целлюлозы, активного угля и связующего. Использование в качестве адсорбента активного угля в количестве 32,0 - 40,0% позволяет получить прочный эластичный материал с высокой сорбционной способностью (RU патент 2068295, кл. B 01 D 39/04, оп. 1996). Currently, for the manufacture of a filter-sorbent type protective fabric, a material made on the basis of unbleached sulfate cellulose, activated carbon, and a binder is used as an active sorbent layer. The use of activated carbon in the amount of 32.0-40.0% as an adsorbent makes it possible to obtain a strong elastic material with high sorption ability (RU patent 2068295, class B 01 D 39/04, op. 1996).

Вместе с тем актуальной проблемой сегодня является дальнейшее повышение сорбционной емкости химзащитного слоя, что позволило бы увеличить срок эксплуатации готового изделия. При этом необходимо учитывать, что дальнейшее повышение массовой доли активного угля в материале за счет снижения содержания небеленой целлюлозы приводит к резкому снижению механической прочности, что недопустимо. However, an urgent problem today is the further increase in the sorption capacity of the chemical protective layer, which would increase the life of the finished product. It should be borne in mind that a further increase in the mass fraction of activated carbon in the material due to a decrease in the content of unbleached pulp leads to a sharp decrease in mechanical strength, which is unacceptable.

Задачей настоящего изобретения является создание фильтровальной сорбирующей бумаги, которая может служить в качестве химзащитного слоя при изготовлении высокоэффективных тканей фильтрующе-сорбирующего типа с введением в бумагу максимального количества адсорбента без снижения прочности, эластичности, а также допустимо по санитарно-гигиеническим требованиям. The objective of the present invention is to provide a filter sorbent paper, which can serve as a chemical protective layer in the manufacture of high-performance filter-sorbent fabrics with the introduction of the maximum amount of adsorbent into the paper without reducing strength, elasticity, and is also acceptable for sanitary and hygienic requirements.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом, а именно путем отлива полотна из смеси небеленой сульфатной целлюлозы и активного угля, проклейки связующим, осаждения его на волокне и модификации отливного с последующим прессованием полотна водным раствором кремнезоля с привесом к массе бумаги 10 - 12%. В процессе сушки бумаги кремнезоль превращается в пористый силикагель, в основе защитного действия которого лежит адсорбция токсичных веществ структурными элементами. The problem is achieved by the proposed method, namely, by casting the web from a mixture of unbleached sulfate cellulose and activated carbon, gluing it with a binder, depositing it on the fiber and modifying the casting followed by pressing the web with an aqueous silica sol solution with a weight gain of 10 - 12%. In the process of drying paper, silica sol turns into porous silica gel, the basis of the protective action of which is the adsorption of toxic substances by structural elements.

Модификация фильтровальной бумаги кремнезолем позволяет улучшить адсорбционную способность целлюлозных волокон и в целом увеличивает эффективную емкость материала. Modification of filter paper with silica sol improves the adsorption capacity of cellulose fibers and generally increases the effective capacity of the material.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом способе заключается в повышении сорбционной емкости материала, а также его прочности как в сухом, так и во влажном состоянии. The technical result achieved in the proposed method is to increase the sorption capacity of the material, as well as its strength in both dry and wet conditions.

Образцы бумаги по предлагаемому способу получали следующим образом. Сульфатную небеленую целлюлозу (ТУ ОП 13-00279410-61-97) обрабатывали в ролле до достижения степени помола 60 - 62^oШР, затем в целлюлозу добавляли высокодисперсный активный уголь марки АГ-ЗД (ТУ 6-00-102844-041-91). После тщательного перемещения в угольно-целлюлозную массу добавляли проклеивающий состав - смолу полиаминоэпихлоргидридную "Каустамин-115" (ТУ 6-01-0023312-140-92) и сульфат алюминия (ГОСТ 12966-85). После перемешивания в течение 2 - 3 минут производили отлив образцов на листоотливном аппарате ЛОА-2. Масса 1 м² бумаги 100 - 120 г. Для снижения потерь сорбента с отходящими водами использовался минимальный вакуум. После прессования образцы пропитывали водным раствором кремнезоля марки СН-2 (ТУ 38.301013-81). Образцы высушивали на сушильной горке в обычном режиме (100 - 130^oC).Samples of paper by the proposed method was obtained as follows. Sulphate unbleached cellulose (TU OP 13-00279410-61-97) was processed in a roll until a grinding degree of 60 - 62 ^o SR was reached, then highly dispersed activated carbon of the AG-ZD grade (TU 6-00-102844-041-91) was added to the pulp . After careful movement, a sizing composition was added to the coal-cellulose pulp - the polyaminoepichlorohydride resin "Kaustamine-115" (TU 6-01-0023312-140-92) and aluminum sulfate (GOST 12966-85). After stirring for 2 to 3 minutes, samples were cast on a LOA-2 leaf-sifter. The mass of 1 m ^{2 of} paper is 100 - 120 g. To reduce the loss of sorbent with waste water, a minimum vacuum was used. After pressing, the samples were impregnated with an aqueous solution of silica sol of the brand CH-2 (TU 38.301013-81). The samples were dried on a drying slide in the usual way (100 - 130 ^o C).

Образец N 1 (прототип) изготовлен из массы аналогичного состава, но без пропитки кремнезолем. Sample No. 1 (prototype) is made from a mass of a similar composition, but without silica impregnation.

Было получено 6 вариантов образцов с различным содержанием кремнезоля (образцы NN 2 - 7). Физико-механические свойства материала оценивали по принятым стандартным методам. Адсорбционные свойства определяли методом визуального наблюдения изменения окраски индикаторной ткани под воздействием паров уксусной кислоты, прошедших сквозь образец. Six variants of samples with different silica content were obtained (samples NN 2 - 7). Physico-mechanical properties of the material were evaluated according to accepted standard methods. Adsorption properties were determined by visual observation of color changes in the indicator tissue under the influence of acetic acid vapors passing through the sample.

Оценка защитных свойств по качественным показателям образцов фильтровальной бумаги, обработанных кремнезолем, показывает рост адсорбционной емкости с увеличением содержания кремнезоля (см. табл.). При содержании кремнезоля 6% (образец N 2) время удерживания паров уксусной кислоты повышается на 20 мин по сравнению с прототипом, но при этом наблюдается некоторое снижение предела прочности при растяжении. Evaluation of the protective properties by quality indicators of filter paper samples treated with silica sol shows an increase in adsorption capacity with increasing silica sol content (see table). When the content of silica sol is 6% (sample No. 2), the retention time of acetic acid vapor is increased by 20 min compared with the prototype, but there is a slight decrease in tensile strength.

Увеличение содержания кремнезоля свыше 12% (образец N 6 - 17%, образец N 7 - 22%) приводит к дальнейшему повышению адсорбционной емкости, однако при этом заметно снижается воздухопроницаемость бумаги. С учетом требований, предъявляемых к фильтровальной сорбирующей бумаге (воздухопроницаемость не менее 1000 см³/мин), оптимальным следует считать содержание кремнезоля в бумаге 10 - 12%.An increase in silica content over 12% (sample N 6 - 17%, sample N 7 - 22%) leads to a further increase in adsorption capacity, however, the air permeability of the paper is noticeably reduced. Taking into account the requirements for filtering sorbent paper (air permeability of at least 1000 cm ³ / min), silica sol content in paper of 10-12% should be considered optimal.

Таким образом, заявляемый способ получения фильтровальной сорбирующей бумаги имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:
1. Модификация фильтровальной бумаги методом пропитки водным раствором кремнезоля позволяет получить фильтровальный сорбирующий материал с более высокими адсорбционными и прочностными свойствами.Thus, the inventive method for producing filter sorbent paper has the following advantages compared with the prototype:
1. Modification of filter paper by the method of impregnation with an aqueous solution of silica sol allows to obtain a filter sorbent material with higher adsorption and strength properties.

2. Выбранный для пропитки кремнезоль марки СН-2 отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к материалам для защитной одежды, а расход кремнезоля в пределах 10 - 12% к массе бумаги сохраняет необходимую воздухопроницаемость материала. 2. Selected for impregnation silica sol of the brand SN-2 meets the sanitary and hygienic requirements for materials for protective clothing, and the consumption of silica in the range of 10-12% by weight of the paper retains the necessary breathability of the material.

Claims

A method of manufacturing a sorbent filter paper, comprising mixing sulphate unbleached pulp with activated carbon, gluing a pulp of a coal binder followed by deposition of a sizing agent on the fiber, casting and pressing the fabric, characterized in that the molded fabric is further modified by impregnation with an aqueous solution of silica sol to be weighed in a sheet of paper 10 - 12% of its weight.