UA131235U - Спосіб виробництва тонкого вбирного вологотривкого паперу санітарно-гігієнічного або фільтрувального призначення з розмелених волокон бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини та сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та осики - Google Patents

Abstract

Спосіб виготовлення вбирного паперу включає процеси розмелювання бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, сульфатної біленої целюлози з листяної деревини, з отриманням волокнистої суспензії, введення до неї зміцнюючої речовини, формування паперового полотна, його крепування і сушіння. Волокна бавовняної біленої целюлози розмелюють до ступеня помелу 36-46 °ШР (фракція І), волокна сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини - до 29-36 °ШР (фракція II). Як сульфатну білену целюлозу з листяної деревини використовують суміш волокон сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики за співвідношення мас. % 55 і 45 відповідно, розмеленої спільно до ступеня помелу 17-23 °ШР (фракція III). Отримані фракції волокон змішують перед формуванням паперового полотна. Як зміцнюючу речовину до волокнистої суспензії вводять полівінілспиртове волокно.

Description

Корисна модель належить до целюлозно-паперової промисловості і може бути використана у виробництві вологотривкого паперу санітарно-гігієнічного призначення або фільтрувального.

Найбільш ефективно корисна модель може бути використана у виробництві паперу, для виготовлення вбирних виробів різного призначення: серветок, прокладок, простирадл, паперових рушників тощо, абсорбуючих виробів в техніці та побуті.

Заявка на корисну модель стосується способу виробництва вологотривкого вбирного паперу з підвищеними всмоктувальною здатністю та механічною міцністю, у тому числі у вологому стані, а саме приготування паперової маси, який включає розмелювання бавовняної біленої целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини і суміші сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики, отримання волокнистої суспензії, введенням до неї зміцнюючої добавки, формування відомим способом на сітці папероробної машини з неї паперового полотна, його крепування і сушіння.

Задачею корисної моделі є досягнення підвищених показників вбирної (всмоктувальної) здатності та пухкості паперу, рівня механічної міцності, в тому числі у вологому стані.

Механічну міцність паперу оцінювали за показниками руйнівного зусилля (в сухому та вологому станах), вологоміцності, всмоктувальну здатність визначали за показником капілярного всмоктування в середньому за двома напрямками протягом 10 хв., пухкість визначали як величину, обернену величині щільності паперу.

Недоліком вбирного паперу різного призначення є те, що папір або вироби з нього за незначного намокання та зминання в руці, зазвичай, руйнуються і перетворюються в щільну мокру масу. Тобто, вироби з такого паперу мають низький рівень міцності за незначної дії вологи та низьку пластичність, що є небажаним для виробів такого типу, призначених для витирання і всмоктування рідин. Як тільки вони насичуються рідиною - стають некорисними (непотрібними), тобто непридатними для подальшого використання.

В основу корисної моделі поставлена задача шляхом запропонованого способу створити покращене паперове полотно, з властивостями, близькими до тканини або рушника, з високою вбирною здатністю і низької щільності, які зберігали б цілісність і міцність під впливом вологи і поводили себе подібно до губки, за рахунок вибору і комбінування волокон бавовняної целюлози сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, сульфатної біленої целюлози з

Зо деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики, способів розмелювання та введення до отриманої паперової маси зміцнюючої добавки, відповідної підготовки целюлозних волокон для формування необхідних структури та властивостей паперу.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення вбирного паперу, що включає процеси розмелювання бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, сульфатної біленої целюлози з листяної деревини, з отриманням волокнистої суспензії, введення до неї зміцнюючої речовини, формування паперового полотна, його крепування і сушіння, згідно з корисною моделлю волокна бавовняної біленої целюлози розмелюють до ступеня помелу 36-46"ШР (фракція І), волокна сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини - до 29-36"ШР (фракція ІІ), як сульфатну білену целюлозу з листяної деревини використовують суміш волокон сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики за співвідношення мас. 925 55 і 45 відповідно, розмеленої спільно до ступеня помелу 17-23"ШР (фракція ІІ), а отримані фракції волокон змішують перед формуванням паперового полотна за співвідношення компонентів, мас. 9о: бавовняна целюлоза 28-32 сульфітна білена целюлоза з хвойної деревини 10-20 суміш сульфатної біленої целюлози із деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики 52-58, а як зміцнюючу речовину до волокнистої суспензії вводять полівінілспиртове волокно за масової частки 0,22-0,28 95 від абсолютно сухого волокна.

Таким чином, вбирний папір, отриманий способом, що пропонується, повинен мати необхідний комплекс властивостей - характеризуватись достатньою вбирною здатністю, м'якістю і пухкістю, а також відповідною механічною міцністю, в тому числі і у вологому стані, для забезпечення технологічності його перероблення на вироби, товари тощо та умов їхнього використання і експлуатації. Крім того, вироби з такого паперу повинні мати привабливий вигляд, тобто характеризуватись показником відповідної білості.

Міцнісні або фізико-механічні властивості вбирного паперу визначаються зазвичай структурою паперового полотна, особливості якої залежать від капілярно-пористої будови паперу. Паперу властива анізотропія (нерівномірність), розподілу, орієнтування та взаємодії всіх компонентів, що створюють структуру в об'ємі паперового аркуша, що пов'язана з особливостями технологічного процесу підготовки целюлозного волокна, і залежить від виду целюлози, ступеня розмелювання, довжини та товщини волокон, відповідного співвідношення складових компонентів паперової маси, введенням зв'язувальної речовини, умов формування паперового полотна та інших.

Корисна модель пропонує удосконалений спосіб виготовлення вбирного вологотривкого паперу з підвищеними показниками вбирної здатності, пухкості і механічної міцності, у тому числі у вологому стані. Зокрема корисна модель стосується способу отримання композиції та співвідношення компонентів в ній, які за відповідних умов розмелювання та підготовки целюлозного волокна паперової маси покращують вбирну здатність, пухкість і механічну міцність виготовленого з нього паперу.

Пухкість паперу - зворотна величина щільності, показує, який об'єм в см займає 1 г паперу, і визначається як результат відношення його товщини до маси площею 1 ме, в см3/г. Пухкість характеризує також ступінь стискання паперу, його м'якість і є важливою властивістю вбирних видів паперу широкого спектра застосування.

Пухкий папір має більш рихлу макропористу структуру, що створюється за рахунок проміжків між волокнами різних видів целюлози і розмірів за довжиною і шириною, які заповнюються повітрям і вологою. Пухкий папір з макропорами буде інтенсивно всмоктувати рідинні компоненти, наприклад, вологу, а також легко піддаватися стисканню. Зокрема корисна модель стосується композиції та співвідношення компонентів в ній, які за відповідних умов розмелювання та підготовки целюлозного волокна (паперової маси), покращують вбирну здатність, пухкість і механічну міцність, виготовленого з нього паперу.

Для забезпечення підвищених показників механічної міцності та вбирної здатності паперу використовують зазвичай целюлозу з хвойної деревини та целюлозу з листяних порід деревини, виходячи з таких міркувань: довгі волокна целюлози з хвойної деревини є гнучкими, меншою мірою вкорочуються під час розмелювання, фібрилюючись при цьому, що сприяє отриманню зімкнутої структури паперового полотна. А використання волокон целюлози з листяних порід деревини в композиції повинне сприяти отриманню паперу з підвищеною вбирною здатністю, пористістю, повітропроникністю.

За результатами досліджень також встановлено, що застосування волокон целюлози з листяних порід деревини призводить до зниження механічної міцності виготовленого з них

Зо паперу. Це пояснюється тим, що волокна листяної целюлози мають менший поперечний переріз і довжину, ніж волокна целюлози з хвойної деревини, тим більше, ніж волокна бавовняної целюлози. Разом з тим, волокна листяної целюлози в композиції з довговолокнистою фракцією сприяють підвищенню таких показників паперу як пористість і повітропроникність, всмоктування рідини, пухкість, м'якість та здатність до стискання виготовленого з них паперу.

Слід зазначити, що в матеріалах, які стосуються використання в композиції паперу волокон листяної целюлози мають на увазі целюлозу, отриману на основі деревини осики або суміші осики та берези (ГОСТ 14940 Целюлоза сульфатная беленая из лиственной древесинь! (осиновая). Технические условия).

Проведені нами додаткові дослідження показали, що на такі властивості як всмоктувальна здатність, механічна міцність, пухкість (м'якість) паперу, що використовується для виготовлення, наприклад, серветок, лейкопластирів, простирадл тощо, впливають вид целюлози та спосіб її підготовки перед формуванням паперового полотна. Особливо важливе значення для забезпечення цих властивостей має бавовняна целюлоза, що використовується для виготовлення паперу з високим комплексом показників, які висуваються до вбирних матеріалів, оскільки характеризується задовільними гідродинамічними властивостями та хімічною чистотою, як і волокна целюлози з інших однорічних рослин, має довгі і тонкі волокна.

Тому для виготовлення вбирного паперу різного призначення з необхідним комплексом споживчих властивостей нами зроблена спроба встановити співвідношення між кількістю довговолокнистої фракції з волокон бавовняної та целюлози з хвойної деревини, що застосовується для створення структурного каркаса, і кількістю коротковолокнистої фракції з целюлози деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики, що використовується як наповнювач або зв'язувальна речовина, за оптимального співвідношення мас. 95 довговолокнистої фракції і коротковолокнистої фракції.

Згідно з цим, корисна модель стосується способу отримання волокнистої паперової маси, який включає вибір волокнистої сировини - бавовняної целюлози, розмеленої до ступеня помелу 36-46"ШР, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, розмеленої до ступеня помелу 29-36"ШР та суміші сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та деревини осики, розмеленої до 17-23"ШР, за визначення ефективного співвідношення композиції на бо основі бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини і суміші сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики, мас. 95, відповідно 28-32; 10-20; 52-58 та введенням до отриманої волокнистої композиції зміцнюючої речовини за масової частки 0,22-0,28 95 від абсолютно сухого волокна.

З іншого боку корисна модель стосується виготовлення тонкого паперу з підвищеною вбирною здатністю, механічною міцністю, пухкістю та білістю - важливими показниками для цього виду паперу, який включає такі стадії: - розмелювання, підготовку і одержання трьох видів паперової маси з бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини і суміші сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та деревини осики; - одержання композиції волокнистої паперової маси на основі суміші бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини і суміші сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та деревини осики за відповідного їхнього співвідношення; - введення зміцнюючої добавки до композиції паперової маси; - отримання волокнистої суспензії паперової маси на основі суміші одержаної композиції; - формування з цієї суспензії паперового полотна.

Бавовняна целюлоза використовується для виготовлення паперу з високим комплексом показників, які висуваються до вбирних матеріалів, оскільки характеризується задовільними гідродинамічними властивостями та хімічною чистотою, її волокна як і волокна целюлози з інших однорічних рослин, мають довгі і тонкі волокна.

Тому для підвищення міцності, пухкості, м'якості з одночасним збереженням високої здатності паперу до всмоктування рідкої фази, ми провели дослідження з вибору композиції паперової маси на основі целюлозних волокон з бавовняної целюлози, целюлози з хвойної деревини і целюлози з листяної деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики, попередньо розмелених до відповідного ступеня помелу, використовуючи їхні різні розміри за товщиною та довжиною за відповідного співвідношення, мас. 95.

Оскільки волокна бавовняної, целюлози з хвойної деревини і целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики мають різні геометричну форму, розміри, що змінюються у процесі розмелювання, а також здатність їх до набухання і фібрилювання (розчісування на маленькі і тонкі волосинки під впливом води, тиску і розмелювальної гарнітури)

Зо - були визначені показники ступеня помелу кожного виду волокон целюлози перед приготуванням композиції паперової маси.

Для забезпечення підвищених показників механічної міцності та вбирної здатності використовують також сульфітну білену целюлозу з хвойної деревини, виходячи з таких міркувань: волокна сульфітної целюлози більш гнучкі і поруваті, в меншій мірі вкорочуються під час розмелювання, фібрилюючись при цьому, що сприяє отриманню зімкнутого паперового полотна.

За результатами наших досліджень, папір на основі сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини має нижчі значення показника щільності, а відповідно, вищу пористість за одних і тих умов розмелювання целюлозного волокна паперової маси. Підтвердженням цього свідчить підвищений показник повітропроникності паперу на основі сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, а природно, що здатність такого паперу до стиснення також має зрости, тобто повинен зростати показник пухкості такого паперу (величина обернена щільності).

Останнім часом широке застосування отримала сульфатна білена целюлоза з деревини евкаліпта.

Евкаліптова целюлоза - це порівняно новий волокнистий напівфабрикат з вмістом а- целюлози 82 95 і білістю - 90 95, який дає змогу, як показали наші попередні дослідження, підвищувати пухкість, м'якість, пористість і білість паперу, забезпечуючи привабливий вигляд виробів з нього, покращити процес його формування.

Волокна евкаліпта коротші від волокон берези і бука і значно тонші від них, лінійна щільність волокна складає лише 60 95 від показника березових волокон і 40 95 від букових, що свідчить: в 1 гевкаліптової целюлози вдвоє більше волокон, ніж у березових і в тричі більше, ніж у букових порід. Крім цього волокна евкаліптової целюлози відрізняються більшою гнучкістю та пластичністю, що характеризується відношенням довжини волокна до його ширини.

Завдяки специфічній морфологічній структурі і будові целюлоза з деревини евкаліпту має високу здатність до формування однорідного паперового листа та досягненням високої міцності, пухкості і білості.

Як показали результати проведених досліджень, целюлоза з евкаліптової деревини є винятково високоякісним волокнистим напівфабрикатом з оптимальним поєднанням технічних властивостей щодо застосування у виробництві високовбирних видів паперу з вмістом її бо використання до 52-58 95 у волокнистій композиції цих видів паперу.

Целюлоза з осики має достатню механічну міцність, однак її білість є невисокою і не перевищує 80-85 905, а підвищений вміст в ній геміцелюлозної фракції і менш сприятлива морфологічна будова цієї целюлози обмежує можливість і вміст її використання у композиції вбирного паперу. Ця целюлоза швидко втрачає всмоктувальну здатність і пористість у процесі розмелювання, обмежує можливість підвищення міцності і пухкості паперу.

Це можна пояснити тим, що висока здатність до гідратації (приєднання води і набухання) в процесі розмелювання целюлози з листяних порід деревини, а саме осикової деревини (марки

ОБ-1) (вміст с-целюлози - 71-74 95) призводить до втрати всмоктувальних властивостей і пористості, з підвищенням ступеня помелу, що на нашу думку, обумовлено перш за все високим вмістом в ній стійких пентозанів, а також наявністю продуктів деструкції (оксицелюлози), що накопичуються в результаті жорстких умов вибілювання целюлози. Це також знижує і білість ії стабільність за різних температурних впливів. Тому важливим, на нашу думку, є визначення умов розмелювання целюлози з деревини осики та вибір композиції на її основі.

Основною метою розмелювання коротковолокнистої фракції целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики для виробництва паперу вбирних видів є підвищення пластичності волокон для розвитку і забезпечення міцнісних властивостей волокнистої композиції. Тому, розмелювання цих видів целюлози проводили за м'яких умов, тобто за незначних присадок поверхонь розмелювальної гарнітури, а кінцевий ступінь помелу вибирався в залежності від властивостей та виду целюлози і здатності зберегти структурні, паперотворні та всмоктувальні властивості її волокон під час розмелювання і виготовлення невисокої маси паперу площею 1 м.

Кращі показники якості отриманого паперу за властивостями вбирної здатності (капілярного всмоктування), пухкості і м'якості та механічної міцності досягаються за розмелювання бавовняної целюлози до 36-46"ШР, хвойної целюлози до 29-36"ШР і суміші целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики до 17-23"ШР.

За таких умов підготовки волокна целюлози мають високими структуро- і паперотворними властивостями, забезпечуючи підвищені показники міцності паперу, з одного боку і не сприяють значному зростанню питомої поверхні целюлози бавовняної, хвойної і евкаліптової деревини, сприяючи підвищенню його пухкості (м'якості) та вбирної здатності.

Зо Папір вбирний різного призначення має високорозвинену пористу структуру, що приводить до зниження сил зв'язку між волокнами, що створюють його структуру. Тобто у такому папері слід забезпечити необхідний рівень протилежних щодо умов досягнення показників якості: з одного боку високих вбирної здатності і пухкості, які досягаються використанням садкої маси з нерозмелених або малорозмелених целюлозних волокон і отриманням високопористої структури, з іншого боку, відповідний рівень механічної міцності паперу, який би не втрачав своєї форми і міцності за контакту з вологим середовищем. Досягнення необхідного комплексу властивостей залежить від волокнистих компонентів і технологічних умов їхнього підготування до виливання паперового полотна.

За м'яких умов розмелювання бавовняна целюлоза, що містить 95-98 95 а-целюлози, достатньо легко розмелювалася, з утворенням тонких, довгих і міцних фібрил - волоконець, що дає можливість підвищити міцність виготовленого паперу з високою всмоктувальною здатністю.

Тобто, поєднуючи ці позитивні властивості волокон бавовняної целюлози з властивостями коротких волокон целюлози евкаліпта відбувається синергічна дія, за якої досягається найкращий зв'язок цих волокон між собою і їхня спільна дія направлена на покращення структурно-фізичних і споживчих властивостей паперу. А саме це дає змогу підвищити всмоктувальну здатність паперу та його механічну міцність, зберігаючи на високому рівні такі показники як білість та пухкість. Таким чином, досягнення позитивних показників вбирного паперу забезпечується оптимальним вибором структурно-метричних властивостей волокон целюлози бавовняної, целюлози з хвойної деревини, целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики, умовами їхнього розмелювання, ступенем помелу та їхніми розмірами, які сприяють утворенню необхідної питомої поверхні волокон в системі, якою є композиція і волокниста матриця структури паперу.

Волокна сульфатної целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики мають міцність, нижчу від бавовняної целюлози та целюлози хвойної деревини, оскільки їхні волокна є коротшими і міцність окремого волокна в папері є нижчою. Крім того, в композиції евкаліптової целюлози знаходиться значна кількість широких і коротких тонкостінних судин з великою кількістю пор і капілярів. Саме тому, використання цієї целюлози повинне сприяти отриманню паперового полотна з підвищеною капілярною всмоктувальною здатністю, що є важливою споживчою та експлуатаційною властивістю вбирного паперу та виробів з нього.

Відомо, що матеріали на основі целюлозних волокон мають недостатню початкову (природну), вологоміцність, тому для її підвищення вводять до композиції зв'язувальні речовини, які сприяють їхньому зв'язуванню і склеюванню волокон між собою.

Протягом останніх десятиліть значна увага приділяється розробленню спеціальних речовин, хімічних сполук і матеріалів для надання паперу або картону міцності як у сухому, так і вологому станах. Як результат науково-дослідних робіт отримано полівінілспиртове волокно, яке застосовують для підвищення міцності паперу, в тому числі за дії на нього вологи.

Полівінілспиртове волокно є синтетичним волокном, продуктом лужного омилення полівінілацетату, характеризується високими показниками відносного розривного навантаження, стійкістю до дії світла і старіння, відносного видовження, гігроскопічністю, стійкістю до дії кислот, лугів і органічних розчинників, збереження початкової міцності у вологому стані.

Відомий спосіб виробництва крепованого паперу, який описано в патенті України 29561 кл. ргін 27/00, 021Н17/33 опубл. 15.11.2000 р. бюл. Мо 6, згідно з яким для підвищення механічної міцності і капілярного всмоктування використовують склад для крепування на основі поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином, рослинної олії, продукту взаємодії бутилату калію і оксиду пропілену.

Однак, слід зазначити, що запропонований спосіб покращення механічної міцності та вбирної здатності є складним щодо його технологічного здійснення, викликає труднощі під час сушіння паперового полотна (утворення клейких плям на поверхні сушильного циліндру) та під час крепування, що призводить до нерівномірності властивостей по ширині паперу. Крім того, зазначена технологія призводить до зростання вартості паперу, виготовленого з її використанням.

Відомий патент КО 2432427 С2 "Способ изготовления многослойного волокнистого материала" опубл. 27.10.2011, бюл. Мо 30. Спосіб передбачає виготовлення багатошарового картону, головним чином для пакувальної галузі з використанням довго- і коротковолокнистих целюлозних волокон, для отримання яких використовують процес фракціонування волокнистої маси і розділення її на фракції за розмірами. Метою даного винаходу є підвищення механічних показників картону і максимальне використання целюлози листяних порід деревини нижчої

Зо вартості ніж целюлоза з хвойної деревини. В даній роботі використовують коротко волокнисту целюлозу з деревини евкаліпта, целюлозу з деревини берези, акації або їхні суміші з будь-яких двох порід деревини.

Відомий також винахід КО 2266139 С2 "Распределительньй слой с улучшенньім переносом жидкости в удерживающий слой" на волокнистий матеріал дво- або більше шаровий, що має абсорбуючий шар, який містить облагороджену суміш зшитих целюлозних волокон і незшитих целюлозних волокон за співвідношення 85 95 і 15 95 відповідно і призначений для вбирання рідини. Такий шар має масу 1 м: від 90 до 180 г. В одному з варіантів абсорбуючого шару до складу вводять до 8 95 целюлози евкаліпта, 7 95 від маси волокон південної сосни і 85 95 від маси зшитих целюлозних волокон. Зшиті целюлозні волокна це волокна з хімічними поперечними зв'язками між волокнами.

В зазначених патентах волокна целюлози евкаліпта використовують в шарових видах картону та матеріалах для покращення їхньої механічної міцності та сорбуючої здатності. Однак ці матеріали мають високу товщину і масу площею 1 ме, а вміст волокон целюлози евкаліпта в адсорбуючому шарі становить 8 95.

Відомий фільтрувальний папір, призначений для виконання лабораторних робіт і виготовлення знезолених фільтрів (авторське свідоцтво СРСР Мо 239793, Д21Н, 18.03.69), який взято нами за близький аналог.

Для виготовлення відомого паперу як паперову масу для його формування використовують волокнисту суміш, яка складається з 50-60 95 бавовняної целюлози, 20-25 95 сульфатної біленої целюлози з листяних порід деревини і 20-25 95 сульфітної целюлози з хвойних порід деревини.

Паперову масу для виготовлення відомого паперу подрібнюють шляхом послідовного розмелювання спочатку бавовняної целюлози протягом 10-15 хв., до якої додають целюлозу з хвойних порід деревини і потім за 4-6 хв. до закінчення розмелювання, вводять у їхню суміш целюлозу з листяних порід деревини. Розмелювання ведуть до ступеня помелу 22-44"ШР.

Формування з цієї маси паперового полотна проводять за звичайною традиційною технологією, маса відомого паперу площею 1 м: складає 75 г.

Згаданий папір вибраний нами за аналог, як близький за складом волокнистої композиції, призначенням і технологічною сутністю. Використання такої технології за аналогом сприяє одержанню паперу достатньої поруватості, однак не дозволяє цілком використати потенційну можливість біленої сульфітної і біленої сульфатної целюлози з хвойних і целюлози з листяних порід деревини, особливо для виготовлення невисокої маси паперу площею 1 м.

Відомий фільтрувальний картон (патент України на винахід 24205 А від 30.10.98), який містить суміш волокнистих напівфабрикатів за такого співвідношення мас. 90: целюлозу з хвойних порід деревини - 30-40; сульфатну целюлозу з листяних порід деревини - 20-50, бавовняну целюлозу - 20-40. Розмелювання волокнистих напівфабрикатів проводять на різних технологічних потоках: - на одному розмелюють бавовняну целюлозу до ступеня помелу 13-16"ШР; - на іншому - суміш целюлози з хвойної деревини і целюлози з листяної деревини за різного співвідношення компонентів до ступеня помелу 11-14"ШР.

До отриманої волокнистої суспензії шляхом змішування розмеленого волокна бавовняної целюлози та суміші волокон хвойної і листяної целюлози за визначеного співвідношення, вводять термореактивну поліамідну смолу (ПАХ) в кількості 0,1-2,5 95 від абсолютно сухого волокна. Формування з цієї волокнистої маси картонного полотна масою 1 м? до 800 г, проводять за звичайною технологією.

Згаданий фільтрувальний матеріал підвищеної міцності у вологому стані вибрано нами за найближчий аналог як найбільш близький за призначенням, складом волокнистої композиції та технологічною сутністю.

Використання такої технології виготовлення картону за аналогом сприяє отриманню йому достатньо високої міцності та фільтруючої здатності, однак не дозволяє виготовляти папір вбирний невисокої маси 1 м: з рівномірною структурою, високими механічною міцністю у сухому та вологому станах, вбирною здатністю та пухкістю.

А тому з метою зниження негативного впливу зазначених недоліків, нами запропоновано композицію на основі волокон бавовняної целюлози, целюлози з хвойної деревини та суміші волокон сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики, їхнього співвідношення, а також запропоновано роздільне розмелювання бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини та спільного розмелювання суміші з сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики до отримання різної довжини волокон, що є важливим для

Зо одержання макропористої структури та забезпечення високого рівня вбирної здатності, пухкості і механічної міцності, виготовленого з цих волокон паперу. До отриманої волокнистої композиції вводили зміцнюючи речовини за відповідної масової частки від абсолютно сухого волокна для підвищення вологоміцності під час дії вологи. Перед розмелюванням волокна бавовняної целюлози подрібнювали, зменшуючи довжину волокон до 3-4 мм.

Корисна модель ілюструється такими прикладами. Зразки паперу згідно з корисною моделлю виготовляли таким чином: волокна бавовняної целюлози розмелювали до ступеня помелу 36-46"ШР (фракція І), волокна сульфітної целюлози з хвойної деревини розмелювали до ступеня помелу 29-36"ШР (фракція ІІ), суміш волокон целюлози з деревини евкаліпта і целюлози з деревини осики за співвідношення мас. 90: 55 і 45 відповідно, розмелювали спільно до ступеня помелу 17-23"ШР (фракція І); отримані фракції целюлозного волокна змішували між собою за співвідношення, мас. бо: 28-32 : 10-20 : 52-58 відповідно. Як зміцнюючу речовину до волокнистої суспензії вводили полівінілспиртове волокно (ПВС) за масової частки 0,22- 0,28 95 від абсолютно сухого волокна.

Розмелені волокна змішували між собою у воді, отримуючи композицію за різних співвідношень, мас. 95. З отриманої паперової маси відомим способом (формування, крепування до ступеня крепування 9 95, сушіння) виготовляли зразки паперу масою площі 1 ме 32 г, які випробували за показниками щільності, механічної міцності (руйнівне зусилля в машинному напрямку у сухому та вологому станах), вологоміцності, капілярного всмоктування в середньому за двома напрямками протягом 10 хв. та пухкості. Також у процесі досліджень контролювали показник білості, що обумовлює естетичні властивості готового паперу та виробів з нього.

Приклад 1. Зразки паперу виготовляли з паперової маси, що має композицію з волокон бавовняної целюлози, розмеленої до ступеня помелу 46"ШР (фракція І), сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, розмеленої до ступеня помелу 29"ШР (фракція ІІ) ї суміші сульфатної целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної целюлози з деревини осики, розмеленої до ступеня помелу 17"ШР (фракція І) за співвідношення, мас. Зо: 32:10:58 відповідно. До волокнистої суспензії додавали ПВС за масової частки 0,22 95 від абсолютно сухого волокна.

Приклад 2. Зразки паперу виготовляли з паперової маси, що має композицію з волокон бо бавовняної целюлози, розмеленої до ступеня помелу 44"ШР (фракція І), сульфітної біленої (с;

целюлози з хвойної деревини, розмеленої до ступеня помелу 32"ШР (фракція ІІ) ії суміші сульфатної целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної целюлози з деревини осики, розмеленої до ступеня помелу 19"ШР (фракція І) за співвідношення, мас. Зо: 30:14:56 відповідно. До волокнистої суспензії додавали ПВС за масової частки 0,24 95 від абсолютно сухого волокна.

Приклад 3. Зразки паперу виготовляли з паперової маси, що має композицію з волокон бавовняної целюлози, розмеленої до ступеня помелу 40"ШР (фракція І), сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, розмеленої до ступеня помелу 34А"ШР (фракція ІІ) та суміші сульфатної целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної целюлози з деревини осики, розмеленої до ступеня помелу 21"ШЕР (фракція ІІ) у співвідношенні, мас. Фо: 28:18:54 відповідно.

До волокнистої суспензії додавали ПВС за масової частки 0,26 95 від абсолютно сухого волокна.

Приклад 4. Зразки паперу виготовляли з паперової маси, що має композицію з волокон бавовняної целюлози, розмеленої до ступеня помелу 38"ШР (фракція І), сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, розмеленої до ступеня помелу З36"ШР (фракція ІІ) та суміші сульфатної целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної целюлози з деревини осики, розмеленої до ступеня помелу 23"ШР (фракція ІІ) у співвідношенні, мас. 9о: 28:20:52 відповідно.

До волокнистої суспензії додавали ПВС за масової частки 0,28 95 від абсолютно сухого волокна.

Приклад 5. Зразки паперу виготовляли з паперової маси, що має композицію з волокон бавовняної целюлози, розмеленої до ступеня помелу 36"ШР (фракція І), сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, розмеленої до ступеня помелу 36"ШР (фракція ІІ) та суміші сульфатної целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної целюлози з деревини осики, розмеленої до ступеня помелу 21"ШР (фракція ІІ) у співвідношенні, мас. 9о: 32:16:52 відповідно.

До волокнистої суспензії додавали ПВС за масової частки 0,28 95 від абсолютно сухого волокна.

Приклад 6 (аналог І, пат. України 24205 А). Папір виготовляли таким чином: бавовняну целюлозу розмелювали окремо до ступеня помелу 16"ШР (фракція І), а суміш сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини і сульфатної біленої целюлози з листяної деревини за співвідношення мас. 95 30 і 40 відповідно, спільно розмелювали до 14"ШР (фракція І).

Приклад 7 (аналог ІІ, пат. СССР Мо 239793). Паперову масу для виготовлення зразків паперу отримували наступним чином: бавовняну целюлозу за масової частки 54 95 розмелювали

Зо протягом 14 хв., до отриманого волокна додавали сульфітну білену целюлозу з хвойної деревини (СФІ) за масової частки 23 95 і розмелювали спільно до ступеня помелу 23"ШР. До отриманої суміші додавали сульфатну білену целюлозу з листяних порід деревини (ЦЛД) за масової частки 2395 і розмелювали до ступеня помелу 43"ШР. До отриманої волокнистої суспензії додавали зміцнюючи речовину - поліамідну смолу (ПАХ) за масової частки 0,3 95 від абсолютно сухого волокна. З отриманої паперової маси відомим способом аналогічно і згідно з заявкою виготовляли зразки паперу масою 1 м 2 - 32 г.

Отримані фракції І ї І змішували за співвідношення компонентів, мас 90: бавовняна целюлоза - 30, целюлоза з сульфітної біленої хвойної деревини - 30 і целюлози з листяних порід деревини (ЦЛД) - 40 відповідно. До отриманої композиції паперової маси вводили поліамідну смолу (ПАХ) за масової частки 0,3 95 від абсолютно сухого волокна. З отриманої паперової маси відомим способом, аналогічно і згідно з заявкою виготовляли зразки паперу масою 32 г/м". Отримані зразки згідно з корисною моделлю (1-5) і аналогами (6 і 7) випробували за однакових умов, а результати випробування наведені в таблиці.

Папір, який пропонується, характеризується достатньо високою міцністю як у сухому, такі у вологому станах, за зниженої маси 1 ме паперу, що є безсумнівною перевагою у виробництві матеріалів і виробів з підвищеною вбирною здатністю, особливо багатошарових. Знижена маса площі 1 ме паперу дає можливість виготовляти вироби та матеріали з декількома прошарками і саме за рахунок цього підвищувати їхні м'якість і міцнісні властивості за різних впливів, умов використання зі значним зростанням всмоктувальної здатності.

Високий рівень показників механічної міцності, вбирної здатності, пухкості, що забезпечується, на наше переконання, оптимальним вибором волокнистої композиції з целюлозних волокон бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини та суміші сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики, їхніх розмірів за довжиною та товщиною, що і сприяє утворенню макропористої структури, виготовленого з них паперу. Отримана макропориста структура, в свою чергу, забезпечує досягнення високої пухкості, що є також непрямою характеристикою показників повітропроникності, всмоктувальної здатності, а наявність в композиції довгих волокон бавовняної целюлози з дає змогу підвищити і забезпечити механічну міцність паперу на достатньо високому рівні. Введення до композиції паперу незначної кількості бо полівінілспиртового волокна сприяє підвищенню міцності паперу за контакту з водою (вологою),

що розширює сферу та підвищує ефективність його застосування такого паперу та виробів з нього.

Таблиця паперової маси, мас. 90

Сульфіт- частка волокон с. зусилля, Н

Варіант (На целюлозу ОЛІВІНіЛ: Капілярне (прик- Бавовня- білена білена спирто- Маса Щіль- Волого- Івсмоктуван- Пух-|-, . на целюлоз- вого 2| У У о. Я Білість, лад) целюло-| заз целюлоза! волокна 1 м-,|ність, сухо- Іволого міцністьуня за двома|кість, о/, о. Кк ву | го г/см 95 |напрямами,| см3/г за хвойної о від му му дереви- деревини а.с.в. стані | стані ММ ни осики та евкаліпт 1 12131 4 | 5 16171819 | 10 т |12| їз 1 | 32 | ло | 58 | 022 |З2глІб2431 591040) 68 | 36 |416| 86 2 | 30 | 14 | 56 | 024 32002431 63 047| 74 | 39 |415| 86 3 | 28 | 18 | 54 | 026 31902451 68 | 063| 94 | 39 |415| 86 | 32 | 16 | 52 | 028 32002441 80|076| 95 | 44 |413| 87

СФА 40 ПАХ дет» | Ж 1 оо еезряк вв|о| ва с: о ви

Аналог 23 ПАХ

С оз | цядо| оз зая|озю|ев|ове| ве | се |зг2| вв 5 Тобто спільне використання за відповідних умов підготовлених та співвідношень в композиції паперової маси волокон бавовняної целюлози і целюлози з хвойної деревини відбувається їхній позитивний вплив на створення сумісно з волокнами целюлози з деревини евкаліпта та целюлози з деревини осики такої структури паперового полотна, яка забезпечує синергічну дію щодо підвищення показників як механічної міцності, так і всмоктувальної здатності та пухкості паперу.

Слід також зазначити, що зразки паперу згідно з корисною моделлю характеризуються достатньо високим рівнем показника білості що обумовлює високий рівень естетичних властивостей і привабливого вигляду паперу та виробів з нього.

Папір, що виготовлений за аналогами, з використанням суміші волокон бавовняної біленої целюлози, сульфітної целюлози з хвойної деревини і традиційної целюлози з листяних порід деревини (берези, бука, осики) забезпечують також достатньо високий рівень механічної міцності паперу у вологому стані. Однак, такий папір є більш жорстким, менш пластичним, про що свідчать знижений рівень показників пухкості (м'якості) та вбирної здатності, який є важливим для вбирних видів паперу і виробів з них і не забезпечує, як показали наші дослідження, суттєвого зростання вбирної здатності за збереження необхідного рівня механічної міцності паперу зі зниженою масою 1 м-.

За цієї технології виникають також труднощі щодо забезпечення рівномірності паперу низької маси 1 ме - 32 г. Це можна пояснити тим, що за технології згідно з аналогом не досягається необхідного ступеня укорочення і фібрилювання волокон бавовняної целюлози та целюлози з хвойної деревини, що, в свою чергу не дозволяє сформувати паперове полотно з цих волокон рівномірної структури, щільності, товщини і маси 1 м- та забезпечити необхідний рівень його споживчих властивостей.

Кращі результати досліджуваних характеристик паперу згідно з заявкою досягаються за відносно невисокого вмісту волокон бавовняної целюлози та целюлози з хвойної деревини, які

Зо мають більшу вартість у порівнянні з іншими целюлозними волокнами в композиції, а відповідно, це сприятиме зниженню собівартості вбирного паперу з високим комплексом таких властивостей як капілярне всмоктування, пухкість та механічна міцність.

Папір і вироби з нього можуть використовуватись без руйнування під час намокання та зминання у вологому стані або для видалення залишків вологи наприклад, або бруду з різних поверхонь.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб виготовлення вбирного паперу, що включає процеси розмелювання бавовняної целюлози, сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини, сульфатної біленої целюлози з листяної деревини, з отриманням волокнистої суспензії, введення до неї зміцнюючої речовини,

   формування паперового полотна, його крепування і сушіння, який відрізняється тим, що волокна бавовняної біленої целюлози розмелюють до ступеня помелу 36-46 "ШР (фракція І),

   волокна сульфітної біленої целюлози з хвойної деревини - до 29-36 "ШР (фракція ІІ), а як сульфатну білену целюлозу з листяної деревини використовують суміш волокон сульфатної біленої целюлози з деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики за співвідношення мас. 9о 55 і 45 відповідно, розмеленої спільно до ступеня помелу 17-23 "ШР

   (фракція І), а отримані фракції волокон змішують перед формуванням паперового полотна при співвідношенні компонентів, мас. 9:

   бавовняна целюлоза 28-32 сульфітна білена целюлоза з хвойної деревини 10-20 суміш сульфатної біленої целюлози із деревини евкаліпта та сульфатної біленої целюлози з деревини осики 52-58,

   а як зміцнюючу речовину до волокнистої суспензії вводять полівінілспиртове волокно за масової частки 0,22-0,28 95 від абсолютно сухого волокна.