RU2333303C1 - Glue for cellulose materials processing - Google Patents
Glue for cellulose materials processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333303C1 RU2333303C1 RU2007106643/12A RU2007106643A RU2333303C1 RU 2333303 C1 RU2333303 C1 RU 2333303C1 RU 2007106643/12 A RU2007106643/12 A RU 2007106643/12A RU 2007106643 A RU2007106643 A RU 2007106643A RU 2333303 C1 RU2333303 C1 RU 2333303C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paper
- glue
- urea
- polyvinyl alcohol
- cationic starch
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги и картона.The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the manufacture of paper and cardboard.
Наиболее близким к заявленному является клей на основе карбамидоформальдегидных олигомеров, модифицированных крахмалом (см. Крахмалокарбамидоформальдегидный клей для поверхностной проклейки бумаги / И.Н.Ковернинский и др. // Лесной журнал. - 1990. - №2. - С.101-104).Closest to the claimed is an adhesive based on urea-formaldehyde oligomers modified with starch (see Starch urea-formaldehyde adhesive for surface sizing of paper / I.N. Koverninsky et al. // Forest Journal. - 1990. - No. 2. - S.101-104) .
Недостатками этого способа являются: недостаточно высокая эффективность карбамидоформальдегидных олигомеров, модифицированных нативными крахмалами, как упрочняющих агентов; низкая водостойкость и повышенная хрупкость данных олигомеров и обработанного ими материала; низкая стабильность их водных растворов при хранении.The disadvantages of this method are: insufficiently high efficiency of urea-formaldehyde oligomers modified with native starches as strengthening agents; low water resistance and increased fragility of these oligomers and the material processed by them; low stability of their aqueous solutions during storage.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в следующем: значительное повышение механической прочности в сухом и влажном состоянии, а также гидрофобности обработанных бумаги и картона; отсутствие хрупкости готового материала; более высокая стабильность водного раствора клея; возможность как поверхностной обработки целлюлозного материала указанным клеем, так и его введения в волокнистую массу перед формованием бумажного полотна.The problem solved by this invention is as follows: a significant increase in mechanical strength in the dry and wet state, as well as the hydrophobicity of the processed paper and cardboard; lack of fragility of the finished material; higher stability of the aqueous glue solution; the possibility of both surface treatment of the cellulosic material with the specified adhesive, and its introduction into the pulp before forming the paper web.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в клее для обработки целлюлозных материалов в качестве модификатора карбамидоформальдегидных олигомеров используют меламин, катионный крахмал и поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:The solution to this problem is provided by the fact that in the adhesive for processing cellulosic materials, melamine, cationic starch and polyvinyl alcohol are used as a modifier of urea-formaldehyde oligomers in the following ratio of components, wt.%:
Техническая сущность изобретения заключается в следующем:The technical essence of the invention is as follows:
Схематично структурная формула олигомера может быть представлена в следующем виде:Schematically, the structural formula of the oligomer can be represented as follows:
В данной формуле отражены основные структурные единицы карбамидомеламиноформальдегидного олигомера, а также характер химических связей между ними. Характерно наличие большого количества гидроксилов (в т.ч. в составе метилольных групп) и поперечных связей, в частности, их наибольшее количество наблюдается между элементами линейных молекул поливинилового спирта, образованных в результате сшивки формальдегидом при синтезе олигомера.This formula reflects the basic structural units of the urea-melamine-formaldehyde oligomer, as well as the nature of the chemical bonds between them. The presence of a large number of hydroxyls (including those in the composition of methylol groups) and cross-links, in particular, their greatest number is observed between the elements of linear polyvinyl alcohol molecules formed as a result of crosslinking with formaldehyde during oligomer synthesis.
Использование меламина в качестве компонента карбамидоформальдегидного олигомера повышает устойчивость водных растворов последнего, а при обработке данным олигомером бумажно-картонных материалов повышает их гидрофобные свойства.The use of melamine as a component of the urea-formaldehyde oligomer increases the stability of the aqueous solutions of the latter, and when processed with this oligomer of paper-cardboard materials it increases their hydrophobic properties.
Катионный крахмал как модификатор карбамидоформальдегидного олигомера увеличивает его сродство к целлюлозному материалу за счет наличия большого количества гидроксильных групп и придания катионных свойств (положительного заряда) молекулам олигомера, в то время как поверхность обрабатываемого целлюлозного материала имеет отрицательный заряд. Это облегчает закрепление олигомера на поверхности бумажно-картонного материала.Cationic starch as a modifier of the urea-formaldehyde oligomer increases its affinity for cellulosic material due to the presence of a large number of hydroxyl groups and imparting cationic properties (positive charge) to the oligomer molecules, while the surface of the treated cellulosic material has a negative charge. This facilitates the attachment of the oligomer to the surface of the paperboard material.
Поливиниловый спирт имеет высокую адгезию к бумажному полотну за счет большого количества активных гидроксильных групп и обеспечивает высокую прочность поверхности бумажного полотна.Polyvinyl alcohol has high adhesion to the paper web due to the large number of active hydroxyl groups and provides high surface strength of the paper web.
Изобретение поясняется следующим примером:The invention is illustrated by the following example:
Изготовляют модифицированный карбамидомеламиноформальдегидный олигомер по следующей технологии:A modified urea-melamine-formaldehyde oligomer is manufactured according to the following technology:
1. Соотношение компонентов1. The ratio of components
(в % по сухому веществу или в граммах):(in% by dry matter or in grams):
Формальдегид - 48% (г, в виде 37%-ного формалина - 130 г);Formaldehyde - 48% (g, in the form of 37% formalin - 130 g);
Карбамид (основная загрузка, К1) - 22% (г);Urea (main load, K1) - 22% (g);
Карбамид (дополнительная загрузка, К2) - 15% (г);Urea (additional charge, K2) - 15% (g);
Меламин - 13% (г);Melamine - 13% (g);
Катионный крахмал (например, «Mylbond 143», пр-во компании AMILUM GROUP, Голландия) - 1% (г, в виде 2%-ного водного раствора - 50 г; содержание модификатора - катионного крахмала - минимальное).Cationic starch (for example, Mylbond 143, manufactured by AMILUM GROUP, The Netherlands) - 1% (g, in the form of a 2% aqueous solution - 50 g; the content of modifier - cationic starch is minimal).
Поливиниловый спирт - 1% (г, в виде 2%-ного водного раствора - 50 г); (содержание модификатора - поливинилового спирта - минимальное).Polyvinyl alcohol - 1% (g, in the form of a 2% aqueous solution - 50 g); (the content of the modifier - polyvinyl alcohol is minimal).
Технология полученияProduction technology
В реакционную колбу емкостью 500 мл, снабженную водяной баней, механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 1 г катионного крахмала, 1 г поливинилового спирта, заливают 98 г воды, включают мешалку и обогрев водяной бани. При достижении температуры смеси в колбе 95°С смесь выдерживают 30 мин при этой температуре. Затем в колбу вводят 13 г меламина, 22 г карбамида (К1) и дают температуре снизиться до 40-50°С, при этом должно произойти полное растворение меламина и карбамида, а рН смеси должно быть 7,5. После этого в колбу вводят 130 г 37%-ного формалина, предварительно нейтрализованного водным раствором NaOH до рН 8,5-9,0. Показатель рН смеси в колбе после этого должен быть равен 8,5±0,2. При необходимости повышают рН, добавляя по каплям 10%-ный водный раствор NaOH. Смесь нагревают до 60-65°С и выдерживают при этих условиях в течение 1,5 ч.In a 500-ml reaction flask equipped with a water bath, a mechanical stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 1 g of cationic starch, 1 g of polyvinyl alcohol are charged, 98 g of water is poured, the mixer is turned on and the water bath is heated. Upon reaching the temperature of the mixture in a flask of 95 ° C, the mixture is incubated for 30 minutes at this temperature. Then, 13 g of melamine, 22 g of urea (K1) are introduced into the flask and the temperature is allowed to drop to 40-50 ° C, while complete dissolution of melamine and urea should occur, and the pH of the mixture should be 7.5. After that, 130 g of 37% formalin, previously neutralized with an aqueous solution of NaOH to a pH of 8.5-9.0, is introduced into the flask. After that, the pH of the mixture in the flask should be 8.5 ± 0.2. If necessary, increase the pH by adding dropwise a 10% aqueous solution of NaOH. The mixture is heated to 60-65 ° C and maintained under these conditions for 1.5 hours
Вторую стадию синтеза проводят в слабокислой или нейтральной среде. Для этого рН смеси снижают раствором HCl или NH4Cl до рН 6,5-7,0 и выдерживают при этих условиях в течение 2 ч.The second stage of the synthesis is carried out in a slightly acidic or neutral medium. For this, the pH of the mixture is reduced with a solution of HCl or NH 4 Cl to a pH of 6.5-7.0 and maintained under these conditions for 2 hours.
После этого доводят рН в колбе до 8,7±0,2, вводят 15 г карбамида (К2) и выдерживают смесь при этих условиях в течение 30 мин. Необходимо следить, чтобы в течение этого времени рН в колбе имело значение 8,7±0,2.After that, the pH in the flask was adjusted to 8.7 ± 0.2, 15 g of urea (K2) were introduced and the mixture was kept under these conditions for 30 minutes. It is necessary to ensure that during this time the pH in the flask is 8.7 ± 0.2.
При необходимости можно произвести концентрирование водного раствора полученного олигомера путем упаривания. Достижение концентрации выше 45-47% нежелательно, так как это может привести к потере стабильности раствора.If necessary, it is possible to concentrate the aqueous solution of the obtained oligomer by evaporation. The achievement of a concentration above 45-47% is undesirable, as this can lead to a loss of stability of the solution.
Стабильность полученного раствора клея при концентрации 25% и рН 8,5 - не менее 4 мес(для ближайшего аналога - не более 2 мес).The stability of the obtained adhesive solution at a concentration of 25% and a pH of 8.5 is at least 4 months (for the closest analogue - no more than 2 months).
2. Соотношение компонентов2. The ratio of components
(в % по сухому веществу или в граммах):(in% by dry matter or in grams):
Формальдегид - 47% (г, в виде 37%-ного формалина - 127 г);Formaldehyde - 47% (g, in the form of 37% formalin - 127 g);
Карбамид (основная загрузка, К1) - 22% (г);Urea (main load, K1) - 22% (g);
Карбамид (дополнительная загрузка, К2) - 14% (г);Urea (additional load, K2) - 14% (g);
Меламин - 12% (г);Melamine - 12% (g);
Катионный крахмал (например, «Mylbond 143», пр-во компании AMILUM GROUP, Голландия) - 2,5% (г, в виде 2,5%-ного водного раствора - 100 г; содержание модификатора - катионного крахмала - минимальное).Cationic starch (for example, Mylbond 143, manufactured by AMILUM GROUP, The Netherlands) - 2.5% (g, in the form of a 2.5% aqueous solution - 100 g; the content of modifier - cationic starch is minimal).
Поливиниловый спирт - 2,5% (г, в виде 2,5%-ного водного раствора - 100 г, содержание модификатора - поливинилового спирта - максимальное).Polyvinyl alcohol - 2.5% (g, in the form of a 2.5% aqueous solution - 100 g, the modifier content - polyvinyl alcohol - maximum).
Технология получения та же, что и в 1-м примере. Различие в свойствах олигомеров с минимальным и максимальным содержанием гидроксилсодержащего полимерного модификатора - катионного крахмала и поливинилового спирта - состоит в том, что при максимальном его содержании (2,5% катионного крахмала и 2,5% поливинилового спирта от массы сухих веществ) предел концентрации раствора олигомера составляет 35%, выше которого концентрирование проводить не следует, так как нарушается стабильность раствора и повышается вязкость, что затрудняет его использование для обработки целлюлозного материала. Стабильность обоих видов растворов олигомеров (если не превышается допустимый предел концентрации) одинакова.The production technology is the same as in the 1st example. The difference in the properties of oligomers with a minimum and maximum content of hydroxyl-containing polymer modifier - cationic starch and polyvinyl alcohol - is that at its maximum content (2.5% cationic starch and 2.5% polyvinyl alcohol by weight of dry matter) the concentration limit of the solution the oligomer is 35%, above which concentration should not be carried out, since the stability of the solution is violated and the viscosity increases, which makes it difficult to use it for processing cellulosic material. The stability of both types of oligomer solutions (if the permissible concentration limit is not exceeded) is the same.
Технология использования в производстве бумагиTechnology of use in paper production
Изготавливалась бумага офсетная №1 массой 100 г/м2, зольностью 22% со следующим составом по волокну: целлюлоза сульфатная хвойная беленая - 50%, степень помола - 30°ШР; целлюлоза сульфатная лиственная беленая - 50%, степень помола - 32°ШР. Изготовление офсетной бумаги №1 на лабораторном листоотливном аппарате включает следующие этапы:Offset paper No. 1 was made, weighing 100 g / m 2 , ash content 22% with the following fiber composition: bleached softwood sulphate pulp - 50%, grinding degree - 30 ° SR; hardwood bleached pulp bleached - 50%, grinding degree - 32 ° SR. Production of offset paper No. 1 on a laboratory sheet-sieving apparatus includes the following steps:
1. Роспуск волокнистого материала (целлюлозы) в воде с образованием водно-волокнистой суспензии.1. Dissolution of the fibrous material (cellulose) in water with the formation of a water-fiber suspension.
2. Введение в водно-волокнистую суспензию минерального наполнителя (каолина).2. Introduction to a water-fiber suspension of a mineral filler (kaolin).
3. Введение в водно-волокнистую суспензию химических добавок в следующей последовательности и со следующими расходами по сухому веществу: канифольный клей - 10 кг/т; сульфат алюминия - 30 кг/т.3. Introduction to the water-fiber suspension of chemical additives in the following sequence and with the following costs for dry matter: rosin glue - 10 kg / t; aluminum sulfate - 30 kg / t.
4. Корректировка рН водно-волокнистой суспензии добавкой серной кислоты или гидроксида натрия до необходимого значения (рН 5,5).4. Adjustment of the pH of the aqueous fiber suspension by the addition of sulfuric acid or sodium hydroxide to the desired value (pH 5.5).
5. Формование бумажного полотна, заключающееся в фильтрации водно-волокнистой суспензии через сетку листоотливного аппарата с образованием на сетке мокрого бумажного полотна.5. The formation of the paper web, which consists in filtering a water-fiber suspension through a grid of a sheet-forming apparatus with the formation of a wet paper web on a grid.
6. Прессование бумажного полотна, заключающееся в механическом отжиме воды из него при помощи специального валика.6. Pressing the paper web, consisting in the mechanical extraction of water from it using a special roller.
7. Сушка бумажного полотна при температуре около 95°С в течение 7 минут.7. Drying the paper web at a temperature of about 95 ° C for 7 minutes.
8. Поверхностная обработка бумаги разработанным клеем, заключающаяся в пропуске бумажного полотна через ванну с клеем с последующим отжимом на лабораторном двухвальном прессе.8. Surface treatment of paper with developed adhesive, which consists in passing the paper web through a bath with glue, followed by pressing on a laboratory twin-shaft press.
В табл.1 приведены значения физико-механических показателей образцов офсетной бумаги, полученных в результате ее обработки растворами заявленного олигомера в сравнении с ближайшим аналогом.Table 1 shows the values of physical and mechanical properties of offset paper samples obtained as a result of its processing with solutions of the claimed oligomer in comparison with the closest analogue.
Расход разработанного клея и ближайшего аналога - 20 кг/т бумаги. После обработки производилась дополнительная сушка образцов бумаги в сушильном шкафу при t=110°С в течение 15 мин.The consumption of developed glue and the closest analogue is 20 kg / t of paper. After processing, additional drying of paper samples was carried out in an oven at t = 110 ° C for 15 min.
Как видно из данных, приведенных в табл.1, при обработке бумаги разработанным клеем все ее физико-механические показатели возрастают, в т.ч. и по сравнению с ближайшим аналогом. Следует отметить, по сравнению с ближайшим аналогом наблюдается значительный прирост стойкости поверхности бумаги к выщипыванию, особенно при максимальном содержании катионного крахмала и поливинилового спирта в клее, что очень важно при использовании бумаги для печати офсетным способом. В целом оба вида клея по заявленному изобретению превосходят ближайший аналог по способности улучшать физико-механические показатели бумаги.As can be seen from the data given in table 1, when processing paper with a developed adhesive, all its physical and mechanical properties increase, including and compared with the closest analogue. It should be noted, in comparison with the closest analogue, a significant increase in the resistance of the paper to plucking is observed, especially at the maximum content of cationic starch and polyvinyl alcohol in the adhesive, which is very important when using offset printing paper. In general, both types of glue according to the claimed invention are superior to the closest analogue in their ability to improve the physical and mechanical properties of paper.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007106643/12A RU2333303C1 (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Glue for cellulose materials processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007106643/12A RU2333303C1 (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Glue for cellulose materials processing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2333303C1 true RU2333303C1 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=39866940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007106643/12A RU2333303C1 (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Glue for cellulose materials processing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2333303C1 (en) |
-
2007
- 2007-02-22 RU RU2007106643/12A patent/RU2333303C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2150543C1 (en) | Method of preparing aqueous suspension for manufacturing paper (versions), paper | |
KR960002733B1 (en) | Production of paper and paper board | |
US2322888A (en) | Process for producing high wet strength paper | |
US2721140A (en) | Paper of high wet strength and process therefor | |
RU2746075C2 (en) | Composition providing strength in dry state, its use and method for producing paper, cardboard and similar materials | |
KR20210129650A (en) | Preparation of corrugated paperboard and cardboard comprising chemically treated paper | |
EP1897893A1 (en) | Starch-chitosan compound, method for its manufacture and application | |
US2582840A (en) | Sizing fibrous materials with modified urea-formaldehyde resin | |
US2826500A (en) | Use of cationic-modified urea-formaldehyde resins in the manufacture of wet strengthpaper | |
EP2334871A1 (en) | Method for manufacturing paper, cardboard and paperboard using endo-beta-1,4 glucanases as dewatering means | |
RU2333304C1 (en) | Glue for cellulose materials processing | |
CN101680191A (en) | Process for the production of a cellulosic product | |
RU2333303C1 (en) | Glue for cellulose materials processing | |
RU2318942C1 (en) | Composition for paper manufacturing | |
AU2004303511B2 (en) | Paper comprising quaternary nitrogen containing cellulose ether | |
EP2567024A1 (en) | Fibrous composition for paper and card production | |
US3758377A (en) | Treated paper sheet | |
DE3024257A1 (en) | STABLE, AQUEOUS POLYVINYL ALCOHOL / MELAMINE FORMALDEHYDE RESIN REACTION PRODUCT, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND ITS USE | |
WO1999016972A1 (en) | Paper strength enhancement by silicate/starch treatment | |
RU2502840C1 (en) | Binder for making paper and cardboard | |
CN109942721B (en) | Aqueous solution of hydroxymethyl urea modified cationic polysaccharide | |
US3424650A (en) | Method of improving dry strength of paper | |
SU1102829A1 (en) | Method of producing moisture-resistant fibrous material | |
CN116234958A (en) | Surface sizing composition and use thereof | |
US4076581A (en) | Method for increasing wet strength cure rate of paper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090223 |