RU2589671C1 - Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres - Google Patents

Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres Download PDF

Info

Publication number
RU2589671C1
RU2589671C1 RU2015109391/12A RU2015109391A RU2589671C1 RU 2589671 C1 RU2589671 C1 RU 2589671C1 RU 2015109391/12 A RU2015109391/12 A RU 2015109391/12A RU 2015109391 A RU2015109391 A RU 2015109391A RU 2589671 C1 RU2589671 C1 RU 2589671C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paper
pulp
absolutely dry
lipophobic
amount
Prior art date
Application number
RU2015109391/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Николаевич Левин
Мария Ильинична Белозерских
Александр Александрович Зуйков
Людмила Ивановна Семкина
Нинель Васильевна Сарана
Анна Марковна Левина
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч") filed Critical Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч")
Priority to RU2015109391/12A priority Critical patent/RU2589671C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2589671C1 publication Critical patent/RU2589671C1/en

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: pulp and paper industry.
SUBSTANCE: invention relates to pulp and paper industry and can be used in manufacture of paper, in particular hydro- and lipophobic paper. Method involves preliminary preparation of material from pine and hardwood pulp, paper pulp preparation by way of addition in prepared raw water to produce fibrous suspension with mass concentration of 6 %, grinding obtained suspension, preparing composition by adding into produced paper mass of microcrystalline cellulose obtained from vegetable raw materials with a non-hydrolysis method, in form of hydrogel, introduction of a dimer of alkyl ketene and polyamide polyamine epichlorohydrin resin, production of paper samples on sheet-making apparatus.
EFFECT: obtained product is widely used in paper industry, in production of packaging materials, including oil and fat foods.
1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве бумаги, в частности гидро- и липофобной бумаги.The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the manufacture of paper, in particular hydro- and lipophobic paper.

Известна водоотталкивающая бумага, содержащая гидрофобный цеолит. Водоотталкивающая бумага может быть в виде бумаги, картона или ламинированного слоистого материала. Также известен способ производства водоотталкивающей бумаги путем формирования и обезвоживания суспензии волокон, содержащих лигноцеллюлозу, причем обезвоживание выполняется в присутствии гидрофобного цеолита. Благодаря инертности цеолита, он может использоваться при производстве бумаги в очень широком диапазоне pH. Изобретение также относится к использованию гидрофобного цеолита для производства водоотталкивающей бумаги, а также к использованию бумаги с указанными водоотталкивающими свойствами как упаковочного материала (патент RU 92004323, опубл. 20.10.1996). Использование гидрофобного цеолита способствует уменьшению переноса от упаковки к ее содержимому веществ, вызывающих появление нежелательного привкуса и/или опасных веществ, но не оказывает влияние на липофобные свойства бумаги.Known water-repellent paper containing hydrophobic zeolite. Water-repellent paper may be in the form of paper, cardboard or laminated laminate. Also known is a method of producing water-repellent paper by forming and dehydrating a suspension of fibers containing lignocellulose, wherein dehydration is performed in the presence of a hydrophobic zeolite. Due to the inertness of the zeolite, it can be used in the manufacture of paper in a very wide pH range. The invention also relates to the use of hydrophobic zeolite for the production of water-repellent paper, as well as to the use of paper with the indicated water-repellent properties as packaging material (patent RU 92004323, publ. 20.10.1996). The use of hydrophobic zeolite helps to reduce the transfer from the package to its contents of substances that cause the appearance of an undesirable aftertaste and / or hazardous substances, but does not affect the lipophobic properties of the paper.

Известен способ проклеивания целлюлозных волокон путем добавления в их дисперсию водной проклеивающей дисперсии, содержащей в качестве проклеивающего вещества димер алкилкетена (АКД) при его расходе от 0,01 до 1,0 мас. % в расчете на сухую массу целлюлозных волокон (RU 2177521, опубл. 27.12.2001). При изготовлении водной проклеивающей дисперсии в качестве диспергатора используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) в количестве от 100 мас. % и ниже от массы АКД, или до 1% в расчете на сухую массу целлюлозных волокон. Способ позволяет получать бумагу, обладающую гидрофобными свойствами, однако он не обеспечивает придания бумаге липофобных свойств.A known method of sizing cellulose fibers by adding to their dispersion an aqueous sizing dispersion containing as a sizing agent an alkyl ketene dimer (AKD) at a flow rate of from 0.01 to 1.0 wt. % based on the dry weight of cellulose fibers (RU 2177521, publ. 27.12.2001). In the manufacture of an aqueous sizing dispersion, the sodium salt of carboxymethyl cellulose (Na-CMC) is used as a dispersant in an amount of 100 wt. % and below the mass of AKD, or up to 1% calculated on the dry weight of cellulose fibers. The method allows to obtain paper with hydrophobic properties, however, it does not provide imparting lipophobic properties to the paper.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату в части способа является способ получения бумажной массы для изготовления бумаги, содержащей лиственную и хвойную целлюлозу, проклеивающее вещество, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, отличающейся тем, что дополнительно содержит микрофибриллированные волокна, целлюлоза имеет степень помола 33-45°ШР, а в качестве проклеивающего вещества масса содержит димер алкилкетена (патент RU 2471032, опубл. 27.12.2012). Изобретение позволяет повысить прочность бумаги, однако не обладает другими заявленными в настоящем изобретении свойствами.The closest to the invention in technical essence and the achieved result in terms of the method is a method of producing paper pulp for making paper containing hardwood and softwood pulp, a sizing agent, sodium salt of carboxymethyl cellulose, characterized in that it additionally contains microfibrillated fibers, the cellulose has a grinding degree of 33- 45 ° SR, and as a sizing agent, the mass contains an alkyl ketene dimer (patent RU 2471032, publ. 12/27/2012). The invention improves the strength of the paper, but does not have other properties claimed in the present invention.

Задачей изобретения является разработка способа получения образцов бумаги, обладающей гидрофобными и липофобными свойствами, высокими прочностными характеристиками, пластичностью, с использованием микрофибриллярных целлюлозных волокон, при использовании низкотоксичных реагентов в минимальном объеме, с возможностью масштабируемости и снижения себестоимости производства.The objective of the invention is to develop a method for producing paper samples with hydrophobic and lipophobic properties, high strength characteristics, ductility, using microfibrillar cellulose fibers, using low toxicity reagents in a minimum volume, with the possibility of scalability and reduce production costs.

Технический результат изобретения заключается в улучшении качества готового продукта, обладающего высокой степенью гидро- и липофобности, высокими прочностными характеристиками, имеющего широкое применение в бумажной промышленности, при производстве упаковочных материалов, в том числе для масложировых пищевых продуктов.The technical result of the invention is to improve the quality of the finished product having a high degree of hydro- and lipophobicity, high strength characteristics, which is widely used in the paper industry, in the production of packaging materials, including for fat-and-oil food products.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В предварительно подготовленное сырье добавляют воду при температуре 16-25°C до получения волокнистой суспензии с массовой концентрацией 6%. Размол целлюлозы осуществляют на аппарате ЦРА при частоте вращения 150±3 об/мин в течение 10-25 минут до получения степени помола целлюлозы 33-35°ШР.Water is added to the previously prepared raw materials at a temperature of 16-25 ° C until a fibrous suspension with a mass concentration of 6% is obtained. Cellulose grinding is carried out on a CRA apparatus at a rotation frequency of 150 ± 3 rpm for 10-25 minutes to obtain a degree of pulp grinding of 33-35 ° SR.

В бумажную массу из размолотой сульфатной хвойной и сульфатной лиственной целлюлозы при их соотношении 1:1 добавляют микрокристаллическую целлюлозу, полученную из растительного сырья негидролизным способом согласно изобретению по патенту RU 2501325, опубл. 20.12.2013, в виде гидрогеля, содержащего 3% абсолютно сухого вещества, в количестве 5% к абсолютно сухому волокну бумажной массы. Далее вводят реагенты, обеспечивающие бумаге гидрофобность: АКД в количестве 0,05-0,15% и полиамидполиаминэпихлоргидриновую смолу (ППЭ) в количестве 0,05-0,10% по абсолютно сухому веществу к абсолютно сухому волокну бумажной массы.Microcrystalline cellulose obtained from plant materials by the non-hydrolysis method according to the invention according to the patent RU 2501325, publ., Is added to a pulp of ground sulfate softwood and sulfate hardwood pulp at their ratio 1: 1. 12/20/2013, in the form of a hydrogel containing 3% absolutely dry matter, in an amount of 5% to absolutely dry fiber of paper pulp. Then reagents are introduced to provide hydrophobicity to the paper: AKD in the amount of 0.05-0.15% and polyamide polyamine epichlorohydrin resin (PES) in the amount of 0.05-0.10% for absolutely dry matter to absolutely dry paper pulp fiber.

Лабораторные опытные образцы бумаги массой 1 м2 75 г изготавливают на листоотливном аппарате Рапид-Кетен при pH бумажной массы 7,8-8,0.Laboratory prototypes of paper with a mass of 1 m 2 75 g are made on a Rapid-Keten sheet sintering apparatus at a pH of 7.8-8.0.

Полученные лабораторные образцы бумаги испытывают по следующим показателям: капиллярная впитываемость воды за 10 минут при температуре 23±1°C, капиллярная впитываемость жидких растительных жиров за 10 минут при температуре 23±1°C, прочность на излом, воздухопроницаемость, относительное удлинение при растяжении, жиропроницаемость по трансформаторному маслу. В качестве испытательных жидкостей используют дистиллированную воду и масло подсолнечное нерафинированное «Слобода». Сравнительные данные по результатам испытаний приведены в Таблице 1.The obtained laboratory paper samples are tested according to the following indicators: capillary absorption of water in 10 minutes at a temperature of 23 ± 1 ° C, capillary absorption of liquid vegetable fats in 10 minutes at a temperature of 23 ± 1 ° C, fracture strength, breathability, elongation under tension, transformer oil grease permeability. Distilled water and unrefined sunflower oil “Sloboda” are used as test liquids. Comparative data on the test results are shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из данных таблицы видно, что введение в бумажную массу гидрогеля МКЦ в сочетании с АКД и смолой ППЭ придает бумаге повышенную прочность, снижается воздухопроницаемость из-за уменьшения пористости в 1,5-2 раза, кроме того, повышается пластичность, обеспечивается нулевой уровень капиллярной впитываемости жидких жиров, повышается уровень гидро-липофобности бумаги.The table shows that the introduction of the MCC hydrogel into the paper pulp in combination with AKD and PPE gives the paper increased strength, reduced air permeability due to a decrease in porosity of 1.5-2 times, in addition, ductility is increased, and zero capillary absorption is ensured liquid fats, increases the level of hydro-lipophobicity of paper.

Claims (1)

Способ получения гидрофобной и липофобной бумаги с использованием микрофибриллярных целлюлозных волокон, включающий предварительную подготовку сырья из хвойной и лиственной целлюлозы, взятых в соотношении 1:1, приготовление бумажной массы путем добавления в предварительно подготовленное сырье воды температурой 16-25°C, предпочтительно 16-20°C, до получения волокнистой суспензии с массовой концентрацией 6%, размол полученной суспензии на аппарате ЦРА при частоте вращения 147-153 об/мин, оптимально 150 об/мин, до получения целлюлозы со степенью помола 33-35°ШР, составление композиции путем добавления в полученную бумажную массу микрокристаллической целлюлозы, полученной из растительного сырья, предпочтительно жома сахарной свеклы, негидролизным способом, в виде гидрогеля, содержащего 3% абсолютно сухого вещества, в количестве 5% к абсолютно сухому волокну бумажной массы, введения димера алкилкетена в количестве 0,05-0,15% по абсолютно сухому веществу к абсолютно сухому волокну бумажной массы и полиамидполиаминэпихлоргидриновой смолы в количестве 0,05-0,10% по абсолютно сухому веществу к абсолютно сухому волокну бумажной массы, изготовление образцов бумаги на листоотливном аппарате при pH бумажной массы 7,8-8,0. A method for producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibers, comprising pre-preparing raw materials from softwood and hardwood pulp taken in a 1: 1 ratio, preparing paper pulp by adding water to a pre-prepared raw material at a temperature of 16-25 ° C, preferably 16-20 ° C, to obtain a fibrous suspension with a mass concentration of 6%, grinding the resulting suspension on a CRA apparatus at a speed of 147-153 rpm, optimally 150 rpm, to obtain cellulose with a degree of mol 33-35 ° SR, composition by adding microcrystalline cellulose obtained from plant materials, preferably sugar beet pulp, to the resulting paper pulp in a non-hydrolytic manner, in the form of a hydrogel containing 3% absolutely dry matter, in an amount of 5% to absolutely dry fiber paper pulp, introducing an alkyl ketene dimer in an amount of 0.05-0.15% by absolutely dry matter to an absolutely dry fiber of a paper pulp and polyamide polyamine epichlorohydrin resin in an amount of 0.05-0.10% by absolutely dry matter to bsolyutno dry fiber pulp, paper manufacture samples listootlivnom apparatus with pulp pH 7,8-8,0.
RU2015109391/12A 2015-03-17 2015-03-17 Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres RU2589671C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109391/12A RU2589671C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109391/12A RU2589671C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2589671C1 true RU2589671C1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56371288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015109391/12A RU2589671C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2589671C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11598050B2 (en) 2016-10-31 2023-03-07 Stora Enso Oyj Process for providing coating layer comprising micro fibrillated cellulose

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138592C1 (en) * 1994-05-20 1999-09-27 Минералз Текнолоджиз Инк. Method of improving sizing, mineral filler, paper (version)
RU2471032C1 (en) * 2011-05-24 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Троицкая бумажная фабрика" (ОАО "ТБФ") Paper pulp for making paper

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138592C1 (en) * 1994-05-20 1999-09-27 Минералз Текнолоджиз Инк. Method of improving sizing, mineral filler, paper (version)
RU2471032C1 (en) * 2011-05-24 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Троицкая бумажная фабрика" (ОАО "ТБФ") Paper pulp for making paper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11598050B2 (en) 2016-10-31 2023-03-07 Stora Enso Oyj Process for providing coating layer comprising micro fibrillated cellulose

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sibaly et al. Production of paper from pineapple leaves
Pereda et al. Polyelectrolyte films based on chitosan/olive oil and reinforced with cellulose nanocrystals
US11591753B2 (en) Method of producing hydrophobic paper
US9845405B2 (en) Coating composition of nano cellulose, its uses and a method for its manufacture
KR101876780B1 (en) Antimicrobial size emulsion and gypsum panel made therewith
EP3237679A1 (en) Environment-friendly packaging paper for food
Nicu et al. Alkyl-chitosan as paper coating material to improve water barrier properties
BR112018069170A2 (en) lightweight food packaging paper having improved fat resistance
TW201420838A (en) Emulsification of alkenyl succinic anhydride with an amine-containing homopolymer or copolymer
de Campos et al. Curaua cellulose sheets dip coated with micro and nano carnauba wax emulsions
RU2589671C1 (en) Method of producing hydrophobic and lipophobic paper using microfibrillar cellulose fibres
Delgado Aguilar et al. Cellulose nanofibers modified with alkyl ketene dimer for oil absorbent aerogels
JP2013500404A (en) High temperature penetration resistant sizing composition
DE102012208583B3 (en) Paper with a high penetration resistance to fats and oils, useful for contacting with fatty foodstuffs, comprises ground cellulose fibers, where the cellulose fibers are ground to a specific grinding degree
JP6109836B2 (en) Packaging paperboard, its use and products made from it
CN115491931A (en) Fluoride-free paper pulp molded product and preparation method thereof
Zhang et al. Spruce glucomannan: preparation, structural characteristics and basic film forming ability
Chen et al. Substitution of high-yield-pulp for hardwood bleached kraft pulp in paper production and its effect on alkenyl succinic anhydride sizing
Song et al. Effects of renewable materials coatings on oil resistant properties of paper
Forsman et al. Microalgae Chlorella vulgaris and kraft lignin stabilized cellulosic wet foams for camouflage
WO2021245587A1 (en) Method for producing a cellulose product having lipid resistance
RU2017146376A (en) FIBER MATERIAL SUBSTRATES FOR THE MANUFACTURE OF POROUS COVERED PAPER BASE OR PREPARATION AND METHOD OF ITS MANUFACTURE
RU2483151C1 (en) Method of manufacturing paper for printing
RU2268331C2 (en) Method for inner sizing of cardboard for packing of liquid products and adhesive substance for inner sizing
CN106049163A (en) Paper with high tensile strength and preparation method of paper

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180318

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190617