Способ проклейки бумаги в массе

 

Союз Советскнк

Социал истичюских

Республик

Q ll M C A H H K и 711219

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.12.77 (21) 2556966/29-12 (51) М. Кл., с присоединением заявки РЙЭ 21 0 3/00

?)21 Н 3/00

Веударотееииый кеиитет

СССР ио делам изобретений и етирытий (23) ПриоритетОпубликовано 25.01.80. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 28.01.80 (53) УДК676.1. .023.7 (088,8) (72) Авторы Г. И. Чижов, B. М. Бодрова, A. Г. Махонин, B. В, Галичев, изобретения Л. С. Ниссе, В. А. Иванова и B. В. Хованский

Ленинградская ордена Ленина Лесотехническая академия имени С. М. Кирова

fT1) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОКЛЕЙКИ БУМАГИ В МАССЕ

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства и может быть использовано при изготовлении различных видов писчей, типографской, обойной, мешочной, картографической и другой про5 клеенной бумаги, Известен способ проклейки бумаги канифольным клеем с использованием в качестве коагулянтов соединений алюминия.

Способ основан на том, что в бумажную массу вводят различные клеи на осно-. ве канифоли. Так как целлюлозные волок на и частицы канифольного клея имеют отрицательный заряд, то для осаждения частиц клея используют сульфат алюминия, алюмоаммиачные или алюмокалиевые квас» цы и другие соединения алюминия. В результате гидролиза этих соединений образуется положительно заряженная гидроокись алюминия, которая перезаряжает частицы клея и закрепляет их на волокнах (1).

Улаэанный способ проклейки обладает тем сушественным недостатком, что хо- рошие результаты проклейки получают только в кислой среде при рН 4,5-5,0.

Именно в этих пределах рН гидроакись алюминия имеет положительный заряд. С повышением величины рН величина заряда гидроокиси понижается, а при рН 6,57,0 она меняет знак заряда на обратный и как коагулянт клеевых частиц становится неэффективной. Бумага, полученная в кислой среде, имея хорошую степень проклейки, обладает пониженными показателями Механической прочности, малой долговечностью. Помимо этого, отлив в кислой среде ведет к неполному удержанию волокнистой мелочи и наполнителей, а также к ускоренному износу одежды машин и коррозии технологического оборудования.

Известен также способ проклейки бумаги, в котором взамен канифоли предлагаются новые проклеивающие вещества или различные добавки к канифольным клеям, улучшаюшие их свойства, или добавки в композицию бумажной массы с целью улучшить удержание клеевых частиц в

71121

3 бумажном полотне. B качестве таких добавок в известных способах рекомендуют полиэлектролиты катионного характеИ

Однако этот способ не экономичен из5 за дороговизны и дефицитности рекомендуемых химикатов, при хороших результатах проклейки не обеспечивает достаточной механической прочности бумаги.

Известен и способ проклейки бумаги в 10 масле, который заключается в том, что в бумажную массу из сульфатной беленой целлюлозы вводят 3% канифольного клея и после перемешивания добавляют для осаждения частиц клея на волокна соединения алюминия в количестве 5-10% к массе абсолютно сухих волокон, считая на А6 О>. В качестве соединений алюминия используют сульфат алюминия или алюминат натрия. Затем устанавливают с помощью добавок едкого натра или соляной кислоты рН массы в пределах 7, 8-8,2, после чего производят отлив бумаги при том же рН массы, при котором ведут процесс проклейки (31;

Использование в качестве коагулянта сульфата алюминия по указанному способу не дает хорошей проклейки в щелочной среде, показатели механической прочности бумаги ниже, чем у контрольных отли- з0 вок, полученных в кислой среде при рН

4,5-5,0, При использовании в качестве коагулянта алюминвта натрия улучшаются показатели механической прочности бумаги, а степень проклейки остается низкой.

Однако, несмотря на некоторое увеличение механической прочности бумаги при рН 7,8-8,2, показатели механической прочности не достаточно высоки и в совокупности с низким качеством проклейки 40 способ, описанный в прототипе, не эффек» тивен.

Цель изобретения - улучшение степени проклейки при одновременном повышении механической прочности бумаги. 45

Достигается это тем, что соединения алюминия предварительно обрабатывают

0,25%-ным раствором полиэтиленимина, взятым в количестве 0,1-0,5% к массе соединения алюминия, а после осаждения $0 клея рН массы доводят до 9-9,5.

Способ проклейки бумаги в массе путем введения в бумажную мессу клея на основе канифоли и последующего осаждения его на волокнах 0 помощью соеди- 55 пений алюминия заключается в том, что соединения алюминия предварительно обрабатывают 0,25%-ным раствором поли»

4 этиленимина, взятым в количестве 0,10,5% к массе соединения алюминия, а после осаждения клея РН массы доводят до 9,0-9,5.

Беллюлозу подвергают размолу в обычном режиме до требуемой степени помола. B размолотую и составленную по композиции бумажную массу вводят клей на основе канифоли в количестве, обусловленном требованиями технологического режима производства данного вида бумаги. После перемещения в массу вводят соединения алюминия в виде раствора в количестве 2,5-6,0% к массе абсолютно сухих волокон, считая на окись алюминия. За 110 мин до ввода раствора алюминиевого соединения в массув него добавляют О, 10,5% 0,25%-ного раствора полиэтиленимина. Далее в массе, обработанной соединениями алюминия, с помощью добавок едкого натра или соляной кислоты устанавливают рН 9,0-9,5. После чего производят отлив бумажного полотна при этом же рН массы по принятой схеме.

Отличительными признаками способа являются предварительная обработка соедидинений алюминия катионным полиэлектролитом полиэтиленимином для регулирования заряда осаждаемой в массе гидрооки» си алюминия и увеличение рН массы после осаждения клея на волокнах целлюлозы.

Суть предлагаемого изобретения заключается не в улучшении свойств клея, а в улушении свойств коагулянта. Обработка соединений алюминия раствором полиэтиленимина перед введением в бумажную массу позволяет молекулам полиэтиленимина, несущим сильный положительный заряд, в момент образования гидроокиси алюминия в массе прямо осаждаться на ее поверхности, повышая ее заряд, а главное - сдвигая изопотенциальную (нулевую) точку гидроокиси в щелочную область (pH

9,5-9,7). Таким образом, увеличивается эффективность коагулянта, что ведет к более полному осаждению частиц клея, и вследствии этого, улучшается степень проклейки. Одновременно щелочная среда дает возможность гидроокиси алюминия действовать в качестве связующего между волокнами, так как с переходом в щелочную область строение и состав гидроокиси меняется. Имеющиеся в большом количестве анионы удаляются из структуры гидроокиси, и она становится реакционноактивной по отношению к целлюлозе, так как анионы не блокируют места возможного образования связей между гидрооки1420

15,8. г/м

Я.

9300 м

5490

5 711219

6 сью и целлюлозой. Поэтому в щелочной ческим соотношением 1,55, Для установ

1 среде наблюдается значительный рост меж- пения рН массы, равным 9,2, после осажволоконных связей и, как следствие, уве- дения клея испольэовали 1 Н раствор личение показателей механической прочнос- соляной кислоты. ти. Количество 0,25%-ного раствора по- 5 Изготовленные образцы бумаги. имели лиатилениминв от 0,1 до 0,5% к массе следующие показатели качества: соединения алюминия необходимо и доста- Месса 1 м 100 г точно, так как меньше 0,1% аффекта не Степень проклейки дает, а больше 0Ä5% эффект улучшения по Коббу 13,9 гlм

2. степени проклейки и показателей прочнос-. !з Разрывная длина 6750 м ти бумаги не повышает, поэтому нет не- Сопротивление npoz обходимости увеличивать расход полиати, QBBJIHBSHHIO 4,75 кгс/см ленимина. Сопротивление излому, Раздельное введение в массу соедине- число двойных перений алюминия и полиатилениминв не дает 15 гибов нужного эффекта, так квк в атом случае молекулы полиатиленимина будут реагиро- Пример 3. Сульфвтную небеленвать в первую очередь не с гидроокисью. ную целлюлозу марки НС--2 размалывали алюминия, а с другими компонентами бу- в лабораторном ролле до 30 ШР. К рвзмажной массы, которых больше и которые 20 молотой целлюлозе добавляли белый клей заряжены отрицательно. Поэтому соедине- с содержанием свободной смолы 30% в ния алюминия обрабатывают раствором количестве 1% от массы абсолютно сухих полиатилениминв перед введением в бумаж- . волокон. После 10 мин перемешиввния в ную массу. бумажную массу добавляли раствор сульПример 1. Сульфитную беленую. 25 фата алюминия в количестве 5% к массе целлюлозу марки А-2 размалывали в ла- абсолютно сухих волокон, считая на окись о бораторном ролле до 30.lllP, к размоло- алюминия. За 10 мин до ввода в массу той целлюлозе добавляли бурый канифоль- раствора сульфата алюминия его обрабаный клей .в количестве 3% к массе вбсо- тыввли 0,3% раствором 0,25%-ного полютно сухих волокон. После 10 мин пере-ЗО лиатиленимина. После 3-5 мин перемешимешиввния к массе добавляли раствор вания E массе добавляли 1 н раствор . сульфата алюминия в количестве 5%, счи- едкого патра до рН массы 9,5. Отлив, тая нв А620, к массе абсолютно сухих прессование - и сушку бумаги производили волокон. К раствору сульфата алюминия по принятой схеме нв листоотливном вппа- за 1 мин до ввода его в массу прибавки- 35 рата ЛОА-2. ли 0,3% раствора 0,25%-ного полиатиленимина. После 3-5 мин перемешивания к Изготовленные образцы бумаги имели массе добавляли 1 Н раствора ЙаОН до следующие показатели качества:

l рН массы 9,2. После этого производили: отлив, прессоваиие и сушку бумаги при o Macca 1 м 100 г температуре 105-110 С на листоотлив Степень проклейки ном аппарате ЛОА»2. по. Коббу

Изготовленные образцы бумаги имели Разрывная длина следующие показатели качества: Сопротивление про2

Масса 1 м 100 г дввли вани ю 9, 16 кгс/см

Степень проклейки Сопротивление излому, по Коббу 15,7 г/м число двойных перегиРазрывная длина 5980 м бов

Сопротивление продавливанию 2,53 кгс/см 5О Пример 4. Режим приготовления

Сопротивление излому, массы и технология получения опытных число двойных пере- образцов бумаги были те же, что и в гибов 270 примере 3, только вместо сульфата влюПример 2. Режим приготовления миния использовали влюминвт натрия с массы и изготовления образцов бумаги 55 каустическим соотношением 1,55. Йля тот же, что и в примере 1, только вмес- установления рН массы 9,2 после освжто раствора сульфата алюминия использо- дения клея добавляли 1 Н раствор с.ляван раствор алюминатв натрия с каусти ной кислоты.

9,71 кгс/см

Таблице, .1

Бумага,проклееннея с помощью сульфата алюминия

Н аименов ение показателей вестнолагае мому способу легаемому способу вестлагаелагаемому способу вестному способу му способу ному спосо бу ному способу мому способу рН 7,8

8 2 рН 99;5 рН7,8

8,2 рН 99,5 рН 99,5 рН7,8

8,2

Н7,8

8,2 рН 99,5

Степень проклей-, ки по Коббу, г/м 47,6 15,7 28,1 17,5 39,4 15,4 41,1 15,8

Разрывная длине, м

4760 5980 4210 5800 6890 8770 6800 9300

Сопротивление продавливанию, кгс/см

195 253 183 2,24 7 12 10,0 7,03 916 !

Сопротивление излому, число двойных перегибов

320 680 5210 700 5490

100 270 70

Таблнца2

Бумага, проклеенная с помощью алюмината натрия

Сульфитная целлюлоза Сульфатная целлюлоза

Наименование показателей

Бурый клей

Белый клей

Белый клей

Бурый клей

По предлагаеПо изПо пред лагаемому способу

По невестПо из- По пред вести лагаему мому способ способу

По пред лагаемому способу

По из» вестному способу вести му способу мому способу ному способ рН 99,5 рН 7,88,2 рН 9- рН7,8

9,5 8,2 рН 99,5 рН 7,8

8,2 рН 7,88,2 рн 99,5

Степень проклейки по Коббу, г/м 17,3

13,9 16 9 15 5 14 8 13 3 15.3 14,0

Разрывная длина, м 5530 6750 5270 6800 8800 11000 91 20 11300

Изготовленные образцы бумаги имели следующие показатели качестве:

Масса 1 м 100 г

Степень проклейки по Коббу 14,0 гlм

Разрывная длина 11300 м

Сопротивление . продевливанию

Сопротивление излому, число двойных перегибов 7000

Обобщенные результаты испытаний об .раэцов проклеенной бумаги изготовленных по известному и предлагаемому способам проклейки бумаги, представлены в табл, 1 и 2.

711219

Продолжение табл. 2, Нви пока

Сопротивление продавливанию, кгс/ м 437 4 75 389 4 68 7 80 975 7 77 971

Сопротивление излому, число двойных перегибов 980 1420 920 1380 5700 7200 5600 7000 ти, как сопротивление продавливанию и сопротивление излому.

Формула изобретения

Составитель А. Смолякова

Редактор H. Грязнова Техред Н. Бабурка Корректор Н. Задерновская

Заказ 8969/19 Тираж 4 . Подписное

ПНИИ1Ы Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 303 5, Москва, Ж-3 5, Р аушская наб., p, 4/ 5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Из таблиц видно, что бумага, изготовленная по предложенному способу проклейки в массе, имеет улучшенные показатели степени проклейки и повышенные прочностные характеристики. Так, степень проклейки по Коббу улучшают в 2-3 раза при 30 использовании коагулянта сульфата алюминия в среднем в 1,2 раза при использовании алюмината натрия. Разрывная длина увеличилась более, чем на 1000 м, а сопротивление продавливанию увеличено в 1,5- 3

2 раза по сравнению с известным способом, Сопротивление излому, число двойных перегибов, повысилось в 3-7 раз при использовании коагулянта сульфата . алюминия и в 1,5 раза при использовании алюмината HGTpHB

Таким образом, учитывая вышеуказанные результаты, предлагаемый способ проклейки бумаги в массе дает возможность получить улучшенные показатели 45 степени проклейки и одновременно ведет к резкому улучшению качества получаемой проклеенной бумаги, и в первую очередь, таких показателей механической прочносСпособ проклейки бумаги в массе пу- тем введения в бумажную массу клея на основе канифоли и последующего осаждения его на волокнах с помощью соединенийалюминия, отлич а ющийс я тем, что, с целью улучшения степени проклейки при одновременном повышении механической прочности бумаги, соединения алюминия предварительно обрабатывают

0,25Ъ-ным раствором полиэтиленимина, взятым в количестве 0,1-0,5% к массе соединения алюминия, а после осаждения клея рН массы доводят до 9-9,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

М 306217, кл. 1 21 D 3/00, 1970.

2. Патент ФРГ М 1239930, кл 55С2 1 967

3. Отчет НИР ЛТА им. С. № Кирова по теме l4 2458, 1973 (прототип),