SU1052603A1 - Способ подготовки бумажной массы - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ, включающий обработку исходной суспензии наполнител  с использованием катионоактивного вещества и смешивание обработанной суспензии с волокнистой массой, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  физико-механических показателей бумаги и удержани  наполнител , одну часть исходной суспензии обрабатывают катионоактивным, а другую часть. -, анионоактивным веществом.

Description

ел to

О)

Изобретение относитс  к способам подготовки бумажной массы и может быть использовано в производстве наполненных видов бумаги.

Известен способ изготовлени  бума1жной массы,включающий обработку наполнител  анионоактивным полимером - полиакриламидом перед смешиванием его- с волокнистой суспен . зией Ci J. , .

Така  обработка улучшает физико-механические , печатные свойства бумаги и повышает степень удержани  наполнител .

Однако обработка наполнителей, имекхцих в большинстве своем отрицательный зар д поверхности частиц , не приводит к образованию достаточно прочных агр€;гатов. Поэтому при дальнейшем введешии в волокнистую массу они легко разрушаютс , рамер их уменьшаетс , что с одной стороны приводит к снижению механической прочности бумаги за счет увеличени  числа контактов волокнонаполнитель и уменьшени  межволоконных св зей,- ас другой понижает степень удержани  наполнител  при механической фильтрации его частиц через волокнистую матрицу. В св зи с этим при таком способе подготовки бумажной массы затруднительно достичь высоких показателей механической прочности, особенно при изготовлении высокозсльных видов бумаги. Повышению степени удержани  наполнител  преп гствует также недостаточное сродство образующих его агрегатов, имеющих отрицательный поверхностный зар д, к волокну. Этот .способ прин т В качестве базового объекта.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ подготовки бумажной массы,включающий обработку исходной суспензии наполнител  с использованием катионоактивного рещес ва и смешивание обработанной суспензии наполнител  с волокнистой массо В качестве катионоактивного вещества используют полиэтиленимин в количестве 0,05-2,0% от массы наполнител . Обработанный наполнитель ввод т в волокнистую суспензию при рН 6,5-10.

Обработка катионоактивным веществом суспензии наполнител  приводит К- понижению отрицательного зар да на поверхности его частиц и те саквлм увеличивает сродство наполнител  к волокну. При этом улучшаютс  печатные свойства, физико-механические показатели бумаги и степень удержани  наполнител  2 J.

Однако обработка одним катионоактивным веществом ведет к образонанию рыхлых и недостаточно прочных агрегатов наполнител . При смешиваНИИ с волокнистой суспензией и в дальнейшем технологическом процессе изготовлени  бумаги они легка разрушаютс  под действием сдвиговых нагрузок с образованием более мелких агрегатов, обладающих при этомповышенной адсорбционной способностью к волокну. Вследствие этого частицы наполнител  в значительной степени покрывают поверхность микрофибрилл волокон и затрудн ют образование межволоконных контактов в бумажном полотне. Поэтому известный способ подготовки бумажной массы ке позвол ет существенно увеличить прочностные характеристики бумаги, особенно при высоком уровне наполнени , и незначительно увеличивает удержание наполнител .

Цель изобретени  - улучшение физико-механических показателей бумаги и удержание наполнител .

Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу полготовки бумажной массы, включамаему обработку -суспензии наполнител  с использованием катионоактивного вещества и смешивание обработанной суспензии наполнител  с волонистой массой, часть исходной суспензии обрабатывают катионоактивным, а другую часть - анионоактиным веществом.

Обработка частей (потоков J суспензии наполнител  анионоактивным и катионоактиБным веществом приводит при дгшьнейшем смешивании их как предварительно, так и путем последовательного введени  э волокнистую массу, к образованию укрупненных агрегатов, обладающих пониженной адсорбционной способностью и зар дом, близким к нулю. При наложении сдвиговых усилий, всегда имеющих место 3 процессе изготовлени  бумаги , агрегаты сохран ют свою, прочность и не разрушаютс  в отличие от .более рыхлых и менее прочных агр егатов наполнител - каждого отдельного потока. Наличие укрупненных и прочны частиц наполнител  снижает их подвижность и уменьшает их блокирующее вли ние на фс рмирование межволоконных контактов при обезвоживании полотна на сетке и сушке, что и обуславливает повышение прочности бумаги . Кроме того, более крупные агрегаты наполнител  лучше удерживаютс  в бумажном полотне за счет механической фильтрации.

Согласно предлагаемому способу обработанные ионоактивными-веществами потоки суспензии наполнителей смешивают с волокнистой массой либо при последовательном введении в волокнистую массу их одного за другим, либо предварительным их смешиванием друг с другом и последующим введением в волокнистую массу. При этом

введение обработанных суспензий наполнителей может осуществл тьс  в композиционный машинный бассейн, перед напорным  щиком или в напорный  щик.

При последовательном введении обработанные потоки наполнителей могут дозироватьс  как в одну, так и в разные точки технологического потока. В качестве наполнителей могут примен тьс  традиционно исгпользуемые каолин, двуокись титана, мел, тальк и т.д. Потоки исходной суспензии , подвергаекиззе .обработке ионоактивными веществами, могут состо ть из одного и того же вида наполнител  или из разных.

В состав бумажной массы, кроме обработанных суспензий наполнителей, глэгут быть введены. различные проклеивающие , упрочн ющие (в сухом и влажном состо нии ), коагулирующие и флокулирукадие агенты.

В качестве ионоактивных веществ могут быть использованы любые катионные и анионные продукты, способные флокулировать суспензии наполнителей или перезар жать их поверхность.

В качестве катионоактивиых веществ могут приме« тьс  катионный полиакриламид, полиэтиленимин, катионный крахмал,- поливинилпирролидон , модифицированные катионкые карбамид ные смолы, продукт взаимодействи  дициандиамида с формамидом и уротропином в среде уксусной кислоты и т.д.

В качестве ,анионоактивных веществ при осуществлении предлагаемого способа подготовки бумажной массы могут использоватьс  анионный полиакриламид , натриева  соль карбоксиметилцеллюлозы , карбоксилсодержащие латексы и др. Кроме того, в качестве веществ, способных сфлокулировать и перезар дить поверхность частиц наполнител , могут служить сернокислый алюминий, квасцы алюмоаммонийные , алюмоксшиевые и т.д. Эти вещества при обработке суспензии наполнителей вьиюлн ют роль катионоактивных. продуктов.

Расходы ионоактивных веществ устанавливают в зависимости от их химической природы, молекул рного веса, вида обрабатываемого наполнител  и других факторов.

Пример 1.В 20%-ную суспензию каолина, выпускаемого по ГОСТ 19285-73, при перемешивании добавл ют анионный полиакриламид в виде водного раствора в количестве 0,005% от массы наполнител . Во второй поток наполнител , состо щего из фракционированного химически отбеленного каолина, соответствующего ТУ 21-25.146-75, ввод т водный раствор полиэтиленимина в количестве

0,0ь% от массы наполнител . Расход обычного и фракционированного каолина составл ет по 20% .от массы абсолютно сухого волокна. Обработанные потоки смешивают друг с другом и -ввод т при перемешивании волокнистую массу, состо щую из беленой хвойной и лиственной целлюлозы, размолотых совместно до 34°ШР.

В подготовленную бумажную массу

0 дополнительно ввод т канифольный клей в количестве 1% от массы абсолютно сухого волокна и с помощью алюмината натри  довод т рН бумажной массы до 6,5. Типографскую бумагу массой 60 г/м изготавливают на

5 полупромышленной бумагоделательной машине обычными технологическими приемами.

Результаты испытаний полученной бумаги приведены- в таблице.

0

Дл  сравнени  вышеописанного варианта предлагаемого способа подготовки бумажной массы с базовым объектом 20%-ную суспензию наполнител , представл ющего собой смесь обыч5 ного и фракционированного каолина, вз тых в тех же количествах, обрабатывают раствором анионного полиакриламида при расходе его 0,005% к об-. щей массе наполнител  и смешивают с

0 волокнистой массой. Все дальнейшие технологические операции с подготовленной таким образом бумажной массой и отлив бумаги провод т, как описано выше.

5

Результаты испытаний изготовленной бумаги и достигаема  при этом степень удержани  наполнител  приведены в таблице.

Пример -2 (по прототипу), В суспензию наполнител , представ0 л ющего собой смесь обычного и фракционирова11ного каолина,добавл ют раствор полиэтиленимина в количестве 0,05% от общей массы наполнител . Расход обеих марок каолина сос5 тавл ет по 20% от массы абсолютно сухого волокна.

Обработанную суспензию наполнител  смешивают с волокнистой массой, состо щей из белой хвойной и лист0 веиной целлюлозы, размолотой совместно до 34°ШР. Подготовленную таким образом бумажную массу подвергают тем же технологическим операци м, что и в примере 1.

5

Результаты оценки показателей механической прочности изготовленной из нее бумаги и степени удержани  наполнител  приведены в таблице.

Пример З.В 20%-ную сус0 пензию каолина при перемешивании добавл ют водный раствор анионного полиакриламида в количестве 0,01% от массы каолина и смешипают ее с волоккистной массой, изгоговленной из беленой лиственной и хвои5

Ной целлюлозы и размолотой до 35ШР.

Второй поток наполнител , представл ющий собой 15%-ную суспензию мела, химически осажденного, обработанного катионным полиакриламидом в количестве 0,008% от массы наполнител  и смешивают ее с этой же бумажной массой непосредственно перед выходом ее на сетку бумагоделательной машины. Бумагу изготавливают , как в примере 1.

Показатели механической прочности бумаги и достигнута  степень удержани  наполнител  приведены в таблице.

Дл  сравнени  предлагаемого способа подготовки бумажной маСсы с известными способами, предусматривающими Обработку всей суспензии наполнител  либо катионоактивным, либо анионеактивным веществом,исходную суспензию наполнител , состо щую из потока каолина и мела, химически осажденного , обрабатывают в одном случае аНионным полиакриламидом при расходе его 0,01% от общей смеси наполнител , а в другом - катионным полиайриламидом в количестве 0,008% от массы наполнител . Обработанную суспензию наполнител  смешивают с волокнистой массой и получают бумагу аналогично примеру 1.

Результаты испытаний приведены в таблице,.

Пример 4. Исходную 25%-ную суспензию наполнител  - каолина дел т на два потока, один из которых содержит 20% наполнител  от массы абсолютно сухого волокна, а другой 10% от массы абсолютно сухого волокна . Первый поток обрабатывают анионным полиакриламидом в количестве 0,01% от массы каолина, второй сернокислым алюминием до рН 4,5. Первый обработанный поток суспензии каолина смешивают с волокнистой массой в композиционном бассейне. Второй обработанный поток наполнител  подают в приготовленную таки образом бумажную массу непосредственно перед выпуском бумажной маесы на сетку бумагоделательной машины . Исходна  волокнистна  масса состоит из 50% сульфатной хвойной целлюлозы и 50% белой древесной массы. С помощью сернокислого алюмини , вводимого дополнительно в общую подготовленную описанным способом бумажную массу, устанавливают рН 6,5,

Дл  сравнени  исходную суспензию каолина, не раздел   ее на потоки, в одном случае обрабатывают анион- ; ным полиакриламидом, в другом - сернокислым алюминием при тех же расходах модифицирующих агентов. Обработанную суспензию наполнител  смегливают с волокнистой млссой того же композиционного состава, который приведен at-aiie.

Реэультсчты испытаний бумаги, полученной согласно описаннымспособам .подготовки бумажной массы, приведены в таблице,

П р и м е р -5, В 25%-ную суспензи каол41на при перемешивании добавл ют анионный полиакриламид в количестве 0,005% от массы наполнител . Второй поток, представл ющий собой 10%-ную суспензию двуокиси титана, обрабатывают продуктом взаимодействи  дициандиамида с формалином и уротропином в уксусной кислоты (Устойчивый-2 , ГОСТ 23174-78; в количестве .1% от массы двуокиси титана. Расход каолина составл ет 20%, а двуокиси титана - 3,5% от массы абсолютно сухого волокна,

Обр-аботанные потоки наполнител  последовательно смешивают с волокнистой массой, состо щей из беленой хвоной и лиственной целлюлозы, размолотых др 34°ШР.

В подготовленную таким образом бумажную массу дополнительно ввод т 2% канифольного кле  и 1,5% крахмала от массы абсолютно сухого волокна , С помощью сернокислого алюмини  довод т рН бумажной массы до 5. Далее обычными технологическими приемами изготавливают бумагу массой 60 г/м2.

t Результаты оценки механической прочности бумаги и степени удержани  наполнителей приведены в таблице.

Дл  сравнени  в исходную суспензию наполнител , представл ющего собо смесь каолина и двуокиси титана, вз тых в тех же количествах, как описано выше, ввод т в одном случае анионный полиакриламид, а в другом Устойчивый-2 при расходах соответственно 0,005 и 1% от общей массы наполнител .

Обработанную суспензию наполнител  смешивают с волокнистой массой того же композиционного состава. Дальнейшие технологические операции провод т-аналогично описанному выше примеру.

Результаты испытаний приведены в таблице..

Результаты, приведенные в таблице , показывают, что предлагаемый способ подготовки бумажной массы по сравнению с базовым объектом (пример 1) и прототипом (пример 2) позвол ет увеличить показатели механической прочности бумаги,- разрывную длину на м, сопротивление излому на 3-5 двойных перегибов . При этом возрастает степень удержаний наполнител  на 4-8%, что увеличивает коэффициент использовани  наполнител , снижает потери егс

со сточными водами, уменьшает их загр зненность.

Возрастание механической прочности бумаги при осуществлении предлагаемого способа бумажной массы позвол ет повысить эольностр бумаги и сэкономить дорогосто щие волокнистые полуфабрикаты.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ, включающий обработку исходной суспензии наполнителя с использованием катионоактивного вещества и смешивание обработанной суспензии с волокнистой массой, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических показателей бумаги и удержания наполнителя, одну часть исходной суспензии обрабатывают катионоактивным, а другую часть. -. анионоактивным веществом.