SU779473A1 - Способ получени бумажной массы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области целлюлозно-бумажной промышленности и касаетс  способа изготовлени  бумажной массы, используемой дл  изготовлени  наполненных и проклеенных видов бумаг, как окрашенных, так и неокрашенных, например писчей, тетрадной, обложечной и некоторых печатных видов бумаги.

Дл  повышени  гидрофобных и прочностных свойств бумаги бумажную массу обрабатывают различными полимерными латексами, которые фиксируютс  на волокне сол ми многовалентных металлов. В результате образуютс  нерастворимые или комплексные ;соединени  с волокном или полимером ШНедостатком таких способов обработки бумажной массы полимерными латексами  вл етс  то, что обработку осуществл ют в водной суспензии целлюлозных волокон, где полимер вместе с наполнителем образуют гетерогенную систему. Химическсэе воздействие с закрепителем (например, с сол ми поливалентных металлов) протекает в первую очередь в водной фазе, при этом продукты реакции оседают на волокне и наполнителе преимущественно за счет последующей адсорбции на их поверхности. Это приводит к агрегации волокон, ухудшению просвета бумаги, необхо .димости дополните льной термообработки.

.Ближайшим аналогом насто щего изобретени   вл етс  способ изготовлени  бумажной массы, где каолин перед введением его в волокнистую

10 суспензию предварительно обрабатывают водным раствором карбоксиметилцеллюлрзы 2j.

После введени  наполнител  в бумажную массу из нее отливают бумажное полотно. При обработке каолина карбоксиметилцеллюло&ой он приобретает свойства, способствующие увеличению прочности бумаги.

Однако в предлагаемом способе

20 |1роисходит недостаточна  фиксаци  полимерного модификйта на поверхности минерального порошка. Переход полимера в водную фазу приводит к нежела ельным эффектам: агрега25 цни целлюлозных волокон, ведущей к ухудшеник просвета бумаги и образованию при крашении бумаги в массе труднорастворимых комплексных соединений с красител ми, которые в

30 виде крупных агломератовоседают на волокне. Окраска бумаги тер ет чистоту и  ркость оттенка. Кроме того, карбоксиметилцеллюлоза ввиду своей гидрофильной природы незначительноулучшает гидрофоб ные свойства бумаги. Целью насто щего изобретени   вл етс  улучшение гидрофобныхлИ прочностных свойств бумаги, а также увеличение интенсивности ее окрас ки при изготовлении окрашенной бу маги., .. . ,: .. . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  бумажной массы, эключаклцем обработку . водной суспензии наполнител  анионным .полимерным веществом и смешение обработанной суспензии наполнител  с суспензией волокнистрго полуфабриката , согласно изобретению перед обработкой суспензии наполнител  анионным полимерным веществом ее последовательно обрабатывают растворами, щелочного агента и соли алюмини  при расходе щелочного агента 1 г-экв .на 0,5-0,7 г-экв соли алюмини . . . В качестве анионного полимерного вещества используют карбоксилатныё сополимеры, например сополимеры дивинила , метилметакрилата и метакрило вой кислоты; привитые сополимеры карбоксилсодержащих полисахаридов с винильными мономерами,- например привитые сополимеры карбоксиметилцеллюлозы или альгината натри  с метилакрилатом; соли высших хшрных нафтен вых кислот,, алкил- или алкиларилсуль фокислот, алкил- или арилсульфонаты Кроме того, в качестве анионного полимерного вещества могут быть использованы винильные или диеновые сополимеры, полученные в присутствии анионных змульгаторов, например дивинил-стир .О11ьные сопо.лимеры. Исходными наполнител ми могут слу жить обычно примен емые в бумажном п рб1рв6дстйе каолин,. двуокись.титан двуокись кремни , сульфат бари  и др В качёС:тве солей поливалентных металлов могут быть использованы водбрастворймые соли алюмини , хрома, железа и др. поливалентных металлов Ссульфаты, хлориды, нитраты и др.). CorlnacHo изобретению на поверхнос ти частиц наполнител  возникает слой положительно зар жённых гидроокисей многовалентного мета.лла, способных к взаимодействию и образованию проч ных св зей с указанными выше анионными вы(з6комолёку.л рйыми органически ми соединени ми.Вследствие этого на поверхности частиц наполнител  обра зуетс  нерастворимое анионоактивное гидрофобное соединение. В предлагаемом способе необходи мым условием проведени  процесса модификации наполнител   вл етс  соблю дение количественных соотношений меж ду щелочным реагентом, вводимым дл  регулировани  основности соли поливалентного металла, и анионным органическим соединением. Количество щелочного агента должно быть достаточным дл  образовани  гидроокиси поливалентного металла на.отрицательно зар женной поверхности субстрата . В противном случае, если ка-тион поливалентного металла остаетс  в растворе, анионные органические, соединени , взаимодейству  с ним, будут выпадать восадок из.раствора , а не св зыватьс  с поверхностью наполнител . С другой, стороны,из- быток щелочного агента приводит к образованию гидроксида металла, в результате чего уменьшаетс  катионг на  и сорбционна  активность наполнител  по отношению к анионным ор- . ганическим соединени м. Было установлено, что расход щелочного агента должен -находитьс  в пределах 1 г-экв на О,,5-0,7 г-экв сОли поливалентного;металла.. Обработку наполнител  ведут еле-, дующим образом. . . 10-30%-ную водную суспензию каолина или другого минерального наполнител  обрабатывают при перемещивании расчетным количеством щелочного агента (калЫдинированной соды, . гидроокиси насри , аммони  и т.д.) и добавл ют раствор соли поливалентного металла. В полученную суспензию ввод т при перемешивании.водную дисперсию полимера или водный раствор натриевой соли высших жирных кислот. Затем приготовленную суспензию наполнител  смешивают с водной суспензией волокнистого полуфабриката и отливают бумажное полотно обычным способом. При получении окрашенной бумажной массы раствор красител  предпочтительнее .вводить в суспензию наполнител  дл  увеличени  адсорбции красител  и фиксации его на поверхности частиц наполнители. Однако краситель можно добавл ть и в бумажную массу. . Введение обработанного образоы наполнител  в бумажную массу повышает механическую прочность, влагопрочность бумаги, способствует улучшению ее гидрофобных свойств, повышает интенсивность окраски при изготовлении окрашенньрс видов бумаги . . ; . Пример. К 100 масс.ч. 20%-ной водной суспензии каолина добавл ют при перемешивании 2,25 масс.ч. (0,043 г-экв) 5%-ного раствора кальцинированной соды, перемешивают в течение 5-10 мин, а затем внос т 5,б масс.ч. (0,025 г-зкв) 10%-ного раствора сернокислого алюмини  (или аммиачных квасцов).Суспензию каолина перемешивают в течение 15-20 мин и ввод т 10 масс.ч. нагретого до

50-7(Яс 5%-Horo раствора натриевой соли высших жирных кислот. К суспензии обработанного каолина добавл ют при перемешивании 1 масс.ч. 2,5%-ного раствора красител .

Полученную так.им образом суспензию каолина ввод т в размолотую до 35 ШР суспензию сульфитной беленой целлюлозы, добавл ют сернокислый алюминий до рН 4,8-5,2.

Из полученной бумажной массы в лабораторных услови х на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен отливают бумагу массой 70 г/м.

Параллельно изготовл ют окрашенну бумагу в аналогичных услови х, но без проведени  описанной обработки каолина.

В первом случае готов т контрольные образцы бумаги без добавлени  анионных полимерных веществ.

Дл  сравнени  эффективности обработки суспензии каолина во втором случае контрольные образцы бумаги готов т с введением 10 масс.ч. 5.%-ного piacTBOpa натриевой соли высших жирных кислот в волокнистую суспензию . Результаты анализа полученных образцов бумаги приведены в таблице.

Бумага, полученна  с введением в бумажную массу обработанного каолина , отличаетс  более высокими опказател ми механической прочности, влагопрочности, более гидрофобна, и имеет большую интенсивность окрас:ки по сравнению с контрольными образцами ,

П р и м е р 2. К 100 масс.ч. 20%-ной водной суспензии каолина добавл ют при перемешивании 2,25 масс. (0,043 г-экв) 5%-ного раствора кальцинированной соды, перемешивают в течение 5-10 мин, а затем добавл ют 5,4 масс.ч. (0,024 г-экв) 10%-його раствора сернокислого алюмини .

) Суспензию каолина перемешивают в

течение 15-20 мин и/ввод т 7,5 масс.

ч. 5%-ной водной дисперсии карбоксилатного латекса марки ДНМА.

Крашение и отлив бумажной массы

провод т аналогично примеру 1.

779473

Результаты испытаний приведены ъ. таблице. ,,

ПриМерЗ.К 100 масс.ч. 20%-ной водной суспензии каолина добавл ют при перемешивании 5 масс.ч. t (0,094 г-экв) 5%-ного раствора кальцинированной соды,перемешивают в течение 5-10 мин,а затем добавл ют 14,6 масс.ч. (0,066 г-экв)10%-ного раствора сульфата алюмини . Суспензию каолина перемешивают в течение

0 20-30 мин и ввод т 10 масс.ч. водной дисперсии привитого сополимеризата винильных- мономеров - метил -крилата с альгинатом.

Крашение и отливбумажной массы 5 провод т аналогично примеру 1.

Результаты испытаний приведены в таблице. .

Пример 4. К Юр масс.ч. 20%-ной водной суспензии каолина Добавл ют при,перемешивании 1 масс.ч. 1%-ного раствора карбоксиметилцеллюлозы и перемешивают в течение 15-20 мин (по прототипу).

Крашение и (этлив бумажной массы 5 провод т аналогично примеру 1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы следует,что проведение предварительной обработки каолина анионным полимернЕлм ве0 ществом 1 по предлагаемому способу дает возможность получить бумагу с улучшенными показател ми механической прочности, влагопрочности и обладающую более высокой гидро- ;

5 фобностью (увеличение разрывной длины на 20%, ; лагопрочности - на 50%).

Повышение прочностных характеристик , влагопрочности бумаги позвол ет повысить ее зольность в 1,5 раS за без снижени  показателей качества , сократить расход волокна и проклеивающих мате 1алов в процессе ее получений.

При использовании предлагаемого 5 способа изготовлени  бумажной массы в произвойстве окрашенных видов бумаги возрастает интенсивность ее окраски в. 1,2-1,5 раза,что позвол ет сократить расход красителей, оптимизировать процесс крашени .

Q

о

о tf

о

N

tH

о о

1Л

rj

о

V

01

in в

in in

о

00

tn

CM

to

о

О

сз

о

го

fN

(N

о I ю

in г

in

in

(N

rvj

N

О

V

гТ

N тН

ro t

CT

(N OO

r

r

СЛ

in fN

N

m n

«

OO

тН

о м ю го

о о м

о о

о 00 .00 ч

го

ш

го

0 о

ъ N

Claims (4)

1.Способ получени  бумажной массы , включающий обработку водной суспензии наполнител  анионным полимерным веществом и смещение обработанной суспензии наполнител  с суспензией волокнистого полуфабриката, отличающийс  тем, что,

с целью улучшени  гидрофобных и прочностных свойств бумаги, а также увеличени  интенсивности ее окраски при изготовлении окрашенной бумаги , перед обработкой суспензии наполнител  анионным полимерным веществом ее последовательно обрабатывают растворами щелочного агента . и соли алюмини  при расходе щелочного агента 1 г-экв на 0,5-0,7 г-экв соли алюмини .

2,Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что в качестве анионного полимерного вещества используют карбоксилатные сополимеры, например сополимеры дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты,

3.Способ по п.1, отличающий с   тем, что в качестве анионного полимерного вещества используют привитые сополимеры карбоксилсодержащих полисахаридов с ЕГиниЛЫЛьайй мономерами, например привитые сополимеры .карбоксиметилг. целлюлозы или альгината натри  с метилакрилатом .

4.Способ попЛ, отличающийс  тем, что в качестве анионного поЛйМе;рйог6 вещества используют соли высших жирных нафтеновых кислот, алкил - или алкиларилсульфокислот , алкил - или арилсульфонаты.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3740253, 0 кл. 117-62, 1973.

2.Патент Японии № 52-3004,39 В 2, 1977 (прототип).