SU1052606A1

SU1052606A1 - Method of producing paper

Info

Publication number: SU1052606A1
Application number: SU823476477A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Волович; Михаил Владимирович Фролов; Юрий Павлович Топоров; Владимир Николаевич Чернышев
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт бумаги
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1983-11-07

Description

о ел Изобретение относитс к целлюло но-бумажному производству и может быть использовано дл изготовлени технических видов бумаги, прочной как в сухом, так и во влажном состо нии . Известен способ изготовлени бумаги из смеси немодифицированной беленой сульфатной целлюлозы и мод фицированной аминосоединением, пре варительно размолотой до 95-98°ШР целлюлозы со следующим соотношение компонентов, мас.%г немодифицирова на целлюлоза 90-95 и модифицирова на целлюлоза 5-10 ClJОднако бумага, полученна указа ным способом имеет сравнительно не высокую механическую прочность. Известен также способ изготовлени многослойной бумаги, состо щей из верхнего и нижнего впитываю щих слоев бумаги и среднего сло на основе полиолефина 2. Однако известный способ изготов лени не позвол ет получать прочну бумагу и св зан с р дом технологических сложностей. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достиг-аемому эффекту вл етс способ изготовлени бумаги, включающий разм целлюлозы, модифицирование части размолотой целлюлозы катионным веществом , а другой части - анионным веществом, образование бумажного полотна с использованием формовани и сушку. В качестве катионного вещества используют этиленимин, а в качестве анионного вещества - цианурхлорид . Согласно этому способу размол целлюлозы осуществл ют до 57ШР и формуют однослойную бумагу (из одного потока ) из смеси (l.;lj целлюлозных волокон, модифицированных анионным и катионным веществами Однако бумага, изготовленна и по этому способу, имеет также низки механические показатели в сухом и влажном состо ни х. Цель изобретени - повышение про ности бумаги в сухом и влажном состо ни х . Поставленна цель достигаетс те что согласно способу изготовлени бумаги, включающему размол целлюлозы , модифицирование части размолотой целлюлозы катионным веществом, а другой части - анионным веществом образование бумажного полотна с использованием формовани и сушку, размол целлюлозы осуществл ют до 25 , формованию подвергают каждую часть модифицированной целлюлозы до получени каждого сло с массой 20-50 г/м, а образование бумажного полотна производ т соединением сфор мованных слоев. Изготовление двухслойной бума1и из двух видов модифицированных целлюлозных волокон позвол ет существенно повысить прочность бумаги в сухом и влажном состо ни х, С целью равномерного распределени функциональных групп по длине целлюлозных волокон , а также сохранени их прочности, предпочтительнее использовать дл модификации целлюлозу, размолотую до 25-45°ШР. Поскольку вклад двойного электрического сло в повышении прочности бумаги про вл етс в большей степени при уменьщении массы 1 м (соответственно толщины )двухслойной бумаги, а также дл предотвращени возможных технологических затруднений , обуславливаемых адгезией влажного полотна бумаги к металлическим узлам мокрой части бумагоделательной машины, следует изготавливать ее с массой каждого сло в пределах 20-50 При зтом взаимодействие донорно-акцепторных функциональных групп модифицированных цел-, люлозкых волокон обусловливает образование в межволоконных зонах контактов двойного электрического сло (ДЭС)р плотность зар дов которого имеет наибольшее значение Е; случае использовани дл модифицировани целлншозных волокон, размолотых до 25-45°ШР. Наличие ДЭС доказано экспериментально путем регистрации эмиссии электронов высоких энергий. Существенное возрастание прочности на разрыв двухслойной бумаги свидетельствует о том, что ДЭС в бумаге обладает дальнодействием, про вл ющимс в изменении объемных свойств целлюлозного материала. В качестве анионных веществ, содержащих акцепторные функциональные группы, используют предпочтительно акриловую кислоту, сополимегры полиглицидилметакрилата с сульфитом натри , в качестве катионных веществ, содержащих донорные функциональные группы, используют предпочтительно этиленимин, сополимеры полиглицидилметакрилата с моноэтаноламмном. Способ осуществл ют следующим образом. Беленую сульфатную целлюлозу размалывают до 25-45шР, затем размолотую массу дел т на два части, одну часть модифицируют катионным веществом, другую анионным. Затем формуют два сло бумажного полотна с массой каждого сло 20 50 г/м, при этом один слой формуют из целлюлозы, модифицированной анионным веществом, а другой - из целлюлозы, модифицированной катионным веществом. Дл этого через специальное наливное устройство, расПоложенное в средней части сзточного стола бумагоделательной машиньл, на сформованное влажное полотно из целлюлозы, модифицированной анионным вегдеством, подаетс такое же количество целлюлозы, модифицированной катионным веществом. Сдвоенное и спрессованное бумажное полотно поступает затем в сушильную часть бумагоделательной машины по обычной технологии.About the invention The invention relates to cellulose-paper production and can be used for the manufacture of technical types of paper, durable in both dry and wet conditions. A known method of making paper from a mixture of unmodified bleached sulphate pulp and a modulated amino compound, pre-ground to 95-98 ° ShR pulp with the following ratio of components, wt.% G unmodified for pulp 90-95 and modified for cellulose 5-10 ClJ However, paper obtained by this method has a relatively low mechanical strength. There is also known a method of making multi-layer paper consisting of upper and lower absorbent layers of paper and a middle layer based on polyolefin 2. However, the known method of manufacturing does not allow to obtain strong paper and is associated with a number of technological difficulties. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of making paper, including the size of cellulose, modifying a part of ground cellulose with a cationic substance, and the other part an anionic substance, forming a paper web using molding and drying. Ethyleneimine is used as the cationic substance, and cyanuric chloride is used as the anionic substance. According to this method, the grinding of cellulose is carried out up to 57% CR and is formed into single-layer paper (from one stream) from a mixture of (l.; Lj cellulose fibers modified with anionic and cationic substances. However, paper produced by this method also has low mechanical properties in dry and The purpose of the invention is to increase the productivity of paper in dry and wet conditions. The aim is to achieve that according to the paper making method, including grinding of pulp, modifying part of ground pulp to thionic substance, and another part - anionic substance, the formation of paper web using molding and drying, grinding of cellulose is carried out up to 25, each part of modified cellulose is subjected to molding to obtain each layer with a mass of 20-50 g / m, and the formation of paper web is made the formation of two-layer paper from two types of modified cellulosic fibers can significantly increase the strength of paper in dry and wet conditions. In order to evenly distribute functional groups along the length of cellulose fibers, as well as preserving their strength, it is preferable to use cellulose milled to 25-45 ° ShR for modification. Since the contribution of the electric double layer to increasing the strength of paper appears to a greater extent with a decrease in the mass of 1 m (respectively, thickness) of two-ply paper, and also to prevent possible technological difficulties caused by adhesion of a wet paper web to the metal parts of the wet part of the paper machine, its mass of each layer is in the range of 20-50. At this, the interaction of donor-acceptor functional groups of modified cel-lulose fibers causes the formation in the interfiber zones of contacts of a double electric layer (DES) p the charge density of which has the greatest value E; use case for modifying cell fibers milled to 25-45 ° HR. The presence of DES is proven experimentally by recording the emission of high-energy electrons. A significant increase in the tensile strength of two-ply paper suggests that DES in paper has a long-range effect, which manifests itself in a change in the bulk properties of the cellulosic material. As anionic substances containing acceptor functional groups, preferably acrylic acid, polyglycidylmethacrylate copolymers with sodium sulfite are used, preferably, ethyleneimine, polyglycidylmethacrylate copolymers with monoethanolamine are used as cationic substances containing donor functional groups. The method is carried out as follows. Bleached sulphate pulp is milled to 25-45 shR, then the ground mass is divided into two parts, one part is modified with a cationic substance, the other anionic. Then two layers of paper web are formed with a mass of 20-50 g / m each, with one layer being formed from cellulose modified with an anionic substance and the other from cellulose modified with a cationic substance. To do this, through a special filling device, located in the middle part of the holding table of a papermaking machine, the same amount of cellulose modified with a cationic substance is fed to the molded wet cellulose sheet modified with anionic vegetation. The double and compressed paper web then enters the drying section of the paper machine using conventional technology.

Пример 1ч Беленую сульфатную целлюлозу размалывают до 25ШР, затем размолотую целлюлозу дел т на .две части. Одну часть целлюлозы модифицируют в течение 2 ч при 130°С катионным веществом - этиленимином при расходе последнего в количестве 3,2 моль на моль волокна Вторую часть целлюлозы модифицируют анионным веществом - 9%-ным водным раствором акриловой кислоты в присутствии персульфата аммони в качестве катализатора. Реакцию провод т в течение 30 мин при . Расход акриловой кислоты - 27% к массе абсолютно сухого волокна. Далее формуют два сло бумажного полотна с массой каждого сло 20 г/м при этом один слой формуют, из целлюлозы , модифицированной анионным веществом, а другой - из целлюлозы, модифицированной катионным веществом . Затем сдвоенное и спрессованное полотно поступает на сушку.Example 1h Bleached sulphate pulp is milled to 25ShR, then the ground pulp is divided into two parts. One part of the cellulose is modified for 2 hours at 130 ° C with a cationic substance - ethyleneimine at the consumption of the latter in an amount of 3.2 mol per mole of fiber. The second part of the cellulose is modified with an anionic substance - 9% aqueous solution of acrylic acid in the presence of ammonium persulfate as a catalyst . The reaction is carried out for 30 minutes at. Acrylic acid consumption - 27% by weight of absolutely dry fiber. Next, two layers of paper web are formed with a mass of each layer of 20 g / m, with one layer being molded from cellulose modified with an anionic substance, and the other from cellulose modified with a cationic substance. Then the double and compressed canvas is fed for drying.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице,The results of the mechanical tests of the paper obtained are given in the table,

Пример 2. Бумагу изготавливают аналог 1чно примеру 1, форму два сло бумажного полотна с массой каждого сло 50 .Example 2. The paper is made analogue of 1 day example 1, the form of two layers of paper web with a mass of each layer 50.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.The results of the mechanical tests of the paper obtained are given in the table.

Пример 3. Бумагу 1зготавливают аналогично примеру 1, размалыва целлюлозу до . Модифицирование размолотой целлюлозы катионным веществом - глицидилметакрилатом осуществл ют с модулем ванны 30 в течение 1 ч при 3°С в присутствии катализатора - цери аммони азотно кислого, затем полученный привитой сополимер целлюлозы и полиглицидилметакрилата обрабатывают в течение 3 ч при и модуле, равном 30, 20%-ным ацетоновьа раствором моноэтаноламина .Example 3. Paper 1 is prepared analogously to example 1, grinding the pulp to. Modification of ground cellulose with a cationic substance - glycidyl methacrylate is carried out with a bath module 30 for 1 hour at 3 ° C in the presence of a cerium ammonium nitric acid catalyst, then the resulting graft copolymer of cellulose and polyglycidyl methacrylate is treated for 3 hours with a modulus of 30, 20 % acetone solution of monoethanolamine.

Модифицирование целлюлозы анионным веществом осуществл ют путем обработки привитого сополимера целлюлозы и полиглицидилметакрилата в течение 1 ч при и модуле 30 30%-ным водным раствором сульфита натри , затем после окончани реакции волокнистую массу дл перевода солевых групп в свободные сульфогруппы промывают 0,02 N раствором сол ной кислоты при модуле 200.Modification of cellulose with anionic substance is carried out by treating the graft copolymer of cellulose and polyglycidyl methacrylate for 1 hour with the 30 module and 30% aqueous solution of sodium sulfite, then after the end of the reaction, the pulp to convert the salt groups into free sulfo groups is washed with a 0.02 N solution of salt Noah acid at module 200.

Результаты механических испытаний приведены в таблице.The results of the mechanical tests are shown in the table.

Пример 4. Бумагу изготавливают по примеру 1, размалыва целлюлозу до 45ШР, форму два сло бумажного полотна с массой каждого сло 25 г/м. Модифицирование целлюлозы анионным веществом осуществ0 л ют по примеру 3.Example 4. The paper is made according to example 1, grinding cellulose to 45ShR, the form of two layers of paper web with a mass of each layer of 25 g / m. The modification of cellulose with an anionic substance is carried out in Example 3.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице .The results of the mechanical tests of the paper obtained are given in the table.

Пример 5 ( по прототипу), Бу5 магу получают из модифицированных целлюлозных волокон, использу монокарбоксицеллюлозу и аминоэтилцеллюлозу при соотношении вз тых модифицированных целлюлоз 1:1.Example 5 (prototype), BugMag is prepared from modified cellulosic fibers using monocarboxycellulose and aminoethylcellulose at a 1: 1 ratio of modified modified cellulose.

Q Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице .Q The results of the mechanical tests of the paper obtained are given in the table.

Пример б (контрольный). Беленую сульфатную целлюлозу размалыва5 ют до 40ШР, затем модифицируют катионным веществом этиленимином. Затем бумага массой 50 г/м изготавливаетс обычным способом.Example b (control). Bleached sulphate pulp is milled to 40% CR, then modified with a cationic substance ethyleneimine. Then a paper weighing 50 g / m is manufactured in the usual way.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице. Пример 7 (контрольный /. Бумагу изготавливают по примеру 6, модифициру анионным веществом - акриловой кислотой.The results of the mechanical tests of the paper obtained are given in the table. Example 7 (control /. Paper is made according to example 6, modified with anionic substance - acrylic acid.

Результаты механических испытаний 5 полученной бумаги приведены в таблице .The results of the mechanical tests 5 of the resulting paper are shown in the table.

Пример 8 (контрольный ). Беленую сульфатную целлкуюзу размалывают до 40ШР, затем изготавливают 0 бумагу обычным способом.Example 8 (control). Bleached sulphate cellulose is milled to 40ShR, then paper is made in the usual way.

Пример 9 (контрольный. Буг магу изготавливают аналогичнЬ примеру 1, размалыва целлюлозу до, , форму два сло бумажного полотна с массой каждого сло 30 г/м,Example 9 (control. Bug magu is made similar to example 1, grinding cellulose to, two layers of paper web form with a mass of each layer of 30 g / m,

Результа;ты механических испытаНИИ полученной бумаги приведены в таблице.The result; you mechanical test of the paper obtained are given in the table.

Пример 10 (контрольный). Бумагу получают аналогично примеру 1, размалыва целлюлозу до 50°ШР, форму два сло бумажного полотна с мас сой кгикдого сло 30 г/м.Example 10 (control). The paper was prepared analogously to example 1 by grinding cellulose to 50 ° ShR, the shape of two layers of paper web with a mass of hygroscopic layer 30 g / m.

Пример 11 (контрольный/, Бу0 магу получают ангшогично примеру 1, форму два сло бумажного полотна с массой каждого сло 15 г/м.Example 11 (control /, Bu0 Magu is prepared in an analogous manner to Example 1, the shape of two layers of paper web with a mass of each layer of 15 g / m.

Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в 5 таблице.The results of the mechanical tests of the paper obtained are given in Table 5.

Пример 12 (контрольный). Бумагу получают аналогично примеру 1, форму два сло бумажного полотна с массой каждого сло 55 г/м Example 12 (control). Paper was prepared as in Example 1, the shape of two layers of paper web with a mass of each layer of 55 g / m

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позвол ет повысить прочность бумаги в сухом и влажном состо ни х , соответственно, на 120 и 300%.As can be seen from the table, the proposed method allows increasing the strength of paper in dry and wet conditions, respectively, by 120 and 300%.

Из анализа примеров 1-4, 9-10 (контрольных) и 11-12 (контрольных) видно, что выход за пределы предлаемых значений степени помола и массы каждого сло .бумажного полотна приводит к снижению прочности бумаги.From the analysis of examples 1-4, 9-10 (control) and 11-12 (control), it can be seen that going beyond the suggested values of the degree of grinding and the mass of each layer of paper web results in a decrease in the strength of the paper.

Claims

METHOD FOR PAPER MANUFACTURE, including pulp milling, modification of one part with milled cellulose with a cationic substance, and the other part with anionic matter. In general, the formation of a paper web using molding and its drying, characterized in that, in order to increase the mechanical strength of the paper in dry and wet conditions, the pulp is milled to 25-45 ° SR, each piece of modified cellulose is subjected to molding. receiving each layer with a mass of 20-50. g / m ² , and the formation of a paper web is produced by connecting the formed layers

G K>