RU2333304C1 - Glue for cellulose materials processing - Google Patents
Glue for cellulose materials processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333304C1 RU2333304C1 RU2007106657/12A RU2007106657A RU2333304C1 RU 2333304 C1 RU2333304 C1 RU 2333304C1 RU 2007106657/12 A RU2007106657/12 A RU 2007106657/12A RU 2007106657 A RU2007106657 A RU 2007106657A RU 2333304 C1 RU2333304 C1 RU 2333304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glue
- paper
- urea
- formaldehyde
- cationic starch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги и картона.The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the manufacture of paper and cardboard.
Наиболее близким к заявленному является клей на основе карбамидоформальдегидных олигомеров, модифицированных крахмалом (см. Крахмалокарбамидоформальдегидный клей для поверхностной проклейки бумаги / И.Н.Ковернинский и др. // Лесной журнал. - 1990. - №2. - С.101-104 г).Closest to the claimed is an adhesive based on urea-formaldehyde oligomers modified with starch (see Starch urea-formaldehyde adhesive for surface sizing of paper / I.N. Koverninsky et al. // Forest Journal. - 1990. - No. 2. - S.101-104 g )
Недостатками этого способа являются: недостаточно высокая эффективность карбамидоформальдегидных олигомеров, модифицированных нативными крахмалами, как упрочняющих агентов; низкая водостойкость и повышенная хрупкость данных олигомеров и обработанного ими материала; низкая стабильность их водных растворов при хранении.The disadvantages of this method are: insufficiently high efficiency of urea-formaldehyde oligomers modified with native starches as strengthening agents; low water resistance and increased fragility of these oligomers and the material processed by them; low stability of their aqueous solutions during storage.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в следующем: значительное повышение механической прочности в сухом и влажном состоянии, а также гидрофобности обработанных бумаги и картона; отсутствие хрупкости готового материала; более высокая стабильность водного раствора клея; возможность как поверхностной обработки целлюлозных материалов указанным клеем, так и его введения в волокнистую массу перед формованием бумажного полотна.The problem solved by this invention is as follows: a significant increase in mechanical strength in the dry and wet state, as well as the hydrophobicity of the processed paper and cardboard; lack of fragility of the finished material; higher stability of the aqueous glue solution; the possibility of both surface treatment of cellulosic materials with the specified adhesive, and its introduction into the pulp before forming the paper web.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в клее для обработки целлюлозных материалов в качестве модификатора карбамидоформальдегидных олигомеров используют меламин и катионный крахмал при следующем соотношении компонентов, мас.%:The solution to this problem is provided by the fact that in the adhesive for processing cellulosic materials, melamine and cationic starch are used as a modifier of urea-formaldehyde oligomers in the following ratio, wt.%:
Техническая сущность изобретения заключается в следующем.The technical essence of the invention is as follows.
Схематично структурная формула олигомера может быть представлена в следующем виде:Schematically, the structural formula of the oligomer can be represented as follows:
В данной формуле отражены основные структурные единицы карбамидомеламиноформальдегидного олигомера, модифицированного катионным крахмалом, а также характер химических связей между ними. Характерно наличие большого количества гидроксилов (в т.ч. в составе метилольных групп) и поперечных связей между глюкопиранозными звеньями крахмала, образованных в результате сшивки формальдегидом при синтезе олигомера. Количество катионных групп незначительно, их степень замещения не превышает 0,045 (т.е. примерно 4-5 замещенных групп на 100 элементарных звеньев крахмала).This formula reflects the basic structural units of the carbamidelamino-formaldehyde oligomer modified with cationic starch, as well as the nature of the chemical bonds between them. The presence of a large number of hydroxyls (including those in the composition of methylol groups) and cross-links between glucopyranose starch units formed as a result of crosslinking with formaldehyde during oligomer synthesis is characteristic. The number of cationic groups is insignificant; their degree of substitution does not exceed 0.045 (i.e., approximately 4-5 substituted groups per 100 elementary starch units).
Использование меламина в качестве компонента карбамидоформальдегидного олигомера повышает устойчивость водных растворов последнего, а при обработке данным олигомером бумажно-картонных материалов повышает их гидрофобные свойства. Катионный крахмал как модификатор карбамидоформальдегидного олигомера увеличивает его сродство к целлюлозному материалу за счет наличия большого количества гидроксильных групп и придания катионных свойств (положительного заряда) молекулам олигомера, в то время как поверхность обрабатываемого целлюлозного материала имеет отрицательный заряд. Это облегчает закрепление олигомера на поверхности бумажно-картонного материала.The use of melamine as a component of the urea-formaldehyde oligomer increases the stability of the aqueous solutions of the latter, and when processed with this oligomer of paper-cardboard materials it increases their hydrophobic properties. Cationic starch as a modifier of the urea-formaldehyde oligomer increases its affinity for cellulosic material due to the presence of a large number of hydroxyl groups and imparting cationic properties (positive charge) to the oligomer molecules, while the surface of the treated cellulosic material has a negative charge. This facilitates the attachment of the oligomer to the surface of the paperboard material.
Изобретение поясняется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.
Изготовляют модифицированный карбамидомеламиноформальдегидный олигомер по следующей технологии:A modified urea-melamine-formaldehyde oligomer is manufactured according to the following technology:
1. Соотношение компонентов (в % по сухому веществу или в граммах):1. The ratio of components (in% by dry matter or in grams):
Формальдегид - 48% (г, в виде 37%-го формалина - 130 г);Formaldehyde - 48% (g, in the form of 37% formalin - 130 g);
Карбамид (основная загрузка, К1) - 22% (г);Urea (main load, K1) - 22% (g);
Карбамид (дополнительная загрузка, К2) - 15% (г);Urea (additional charge, K2) - 15% (g);
Меламин - 13% (г);Melamine - 13% (g);
Катионный крахмал (например, «Mylbond 143», пр-во компании AMILUM GROUP, Голландия) - 2% (г, в виде 2%-го водного раствора - 100 г; содержание модификатора - катионного крахмала - минимальное).Cationic starch (for example, Mylbond 143, manufactured by AMILUM GROUP, The Netherlands) - 2% (g, in the form of a 2% aqueous solution - 100 g; the content of modifier - cationic starch is minimal).
Технология полученияProduction technology
В реакционную колбу емкостью 500 мл, снабженную водяной баней, механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 2 г катионного крахмала, заливают 98 г воды, включают мешалку и обогрев водяной бани. При достижении температуры смеси в колбе 95°С смесь выдерживают 30 мин. Затем в колбу вводят 13 г меламина, 22 г карбамида (К1) и дают температуре снизиться до 40-50°С, при этом должно произойти полное растворение меламина и карбамида, а рН смеси должно быть 7,5. После этого в колбу вводят 130 г 37%-го формалина, предварительно нейтрализованного водным раствором NaOH до рН 8,5-9,0. Показатель рН смеси в колбе после этого должен быть равен 8,5±0,2. При необходимости повышают рН, добавляя по каплям 10%-й водный раствор NaOH. Смесь нагревают до 60-65°С и выдерживают при этих условиях в течение 1,5 ч.In a 500 ml reaction flask equipped with a water bath, a mechanical stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 2 g of cationic starch are charged, 98 g of water is poured, the stirrer is turned on and the water bath is heated. When the temperature of the mixture in the flask reaches 95 ° C, the mixture is incubated for 30 minutes. Then, 13 g of melamine, 22 g of urea (K1) are introduced into the flask and the temperature is allowed to drop to 40-50 ° C, while complete dissolution of melamine and urea should occur, and the pH of the mixture should be 7.5. After that, 130 g of 37% formalin, previously neutralized with an aqueous solution of NaOH to pH 8.5-9.0, is introduced into the flask. After that, the pH of the mixture in the flask should be 8.5 ± 0.2. If necessary, increase the pH by adding dropwise a 10% aqueous solution of NaOH. The mixture is heated to 60-65 ° C and maintained under these conditions for 1.5 hours
Вторую стадию синтеза проводят в слабокислой или нейтральной среде. Для этого рН смеси снижают раствором HCl или NH4Cl до рН 6,5-7,0 и выдерживают при этих условиях в течение 2 ч.The second stage of the synthesis is carried out in a slightly acidic or neutral medium. For this, the pH of the mixture is reduced with a solution of HCl or NH 4 Cl to a pH of 6.5-7.0 and maintained under these conditions for 2 hours.
После этого доводят рН в колбе до 8,7±0,2, вводят 15 г карбамида (К2) и выдерживают смесь при этих условиях в течение 30 мин. Необходимо следить, чтобы в течение этого времени рН в колбе имело значение 8,7±0,2.After that, the pH in the flask was adjusted to 8.7 ± 0.2, 15 g of urea (K2) were introduced and the mixture was kept under these conditions for 30 minutes. It is necessary to ensure that during this time the pH in the flask is 8.7 ± 0.2.
При необходимости можно произвести концентрирование водного раствора полученного олигомера путем упаривания. Достижение концентрации выше 45% нежелательно, так как это может привести к потере стабильности раствора.If necessary, it is possible to concentrate the aqueous solution of the obtained oligomer by evaporation. The achievement of a concentration above 45% is undesirable, as this can lead to a loss of stability of the solution.
Стабильность полученного раствора клея при концентрации 25% и рН 8,5 - не менее 4 мес. (для ближайшего аналога - не более 2 мес.).The stability of the obtained adhesive solution at a concentration of 25% and a pH of 8.5 is at least 4 months. (for the closest analogue - no more than 2 months.).
2. Соотношение компонентов (в % по сухому веществу или в граммах):2. The ratio of components (in% by dry matter or in grams):
Формальдегид - 47% (г, в виде 37%-го формалина - 127 г);Formaldehyde - 47% (g, in the form of 37% formalin - 127 g);
Карбамид (основная загрузка, К1) - 22% (г);Urea (main load, K1) - 22% (g);
Карбамид (дополнительная загрузка, К2) - 14% (г);Urea (additional load, K2) - 14% (g);
Меламин - 12% (г);Melamine - 12% (g);
Катионный крахмал - 5% (г, в виде 3%-го водного раствора - 167 г;Cationic starch - 5% (g, in the form of a 3% aqueous solution - 167 g;
содержание модификатора - катионного крахмала - максимальное).the content of the modifier - cationic starch - maximum).
Технология получения та же, что и в 1-м примере. Различие в свойствах олигомеров с минимальным и максимальным содержанием катионного крахмала состоит в том, что при максимальном его содержании (5% от массы сухих веществ) предел концентрации раствора олигомера составляет 30%, выше которого концентрирование проводить не следует, так как нарушается стабильность раствора и повышается вязкость, что затрудняет его использование для обработки целлюлозных материалов. Стабильность обоих видов растворов олигомеров (если не превышается допустимый предел концентрации) одинакова.The production technology is the same as in the 1st example. The difference in the properties of oligomers with a minimum and maximum content of cationic starch is that at its maximum content (5% by weight of dry matter) the concentration limit of the oligomer solution is 30%, above which concentration should not be carried out, since the stability of the solution is impaired and increases viscosity, which makes it difficult to use for processing cellulosic materials. The stability of both types of oligomer solutions (if the permissible concentration limit is not exceeded) is the same.
Технология использования в производстве бумагиTechnology of use in paper production
Изготавливалась бумага офсетная №1 массой 100 г/м2, зольностью 22% со следующим составом по волокну: целлюлоза сульфатная хвойная беленая - 50%, степень помола - 30°ШР; целлюлоза сульфатная лиственная беленая - 50%, степень помола - 32°ШР. Изготовление офсетной бумаги №1 на лабораторном листоотливном аппарате включает следующие этапы:Offset paper No. 1 was made, weighing 100 g / m 2 , ash content 22% with the following fiber composition: bleached softwood sulphate pulp - 50%, grinding degree - 30 ° SR; hardwood bleached pulp bleached - 50%, grinding degree - 32 ° SR. Production of offset paper No. 1 on a laboratory sheet-sieving apparatus includes the following steps:
1. Роспуск волокнистого материала (целлюлозы) в воде с образованием водно-волокнистой суспензии.1. Dissolution of the fibrous material (cellulose) in water with the formation of a water-fiber suspension.
2. Введение в водно-волокнистую суспензию минерального наполнителя (каолина).2. Introduction to a water-fiber suspension of a mineral filler (kaolin).
3. Введение в водно-волокнистую суспензию химических добавок в следующей последовательности и со следующими расходами по сухому веществу: канифольный клей - 10 кг/т; сульфат алюминия - 30 кг/т.3. Introduction to the water-fiber suspension of chemical additives in the following sequence and with the following costs for dry matter: rosin glue - 10 kg / t; aluminum sulfate - 30 kg / t.
4. Корректировка рН водно-волокнистой суспензии добавкой серной кислоты или гидроксида натрия до необходимого значения (рН 5,5).4. Adjustment of the pH of the aqueous fiber suspension by the addition of sulfuric acid or sodium hydroxide to the desired value (pH 5.5).
5. Формование бумажного полотна, заключающееся в фильтрации водно-волокнистой суспензии через сетку листоотливного аппарата с образованием на сетке мокрого бумажного полотна.5. The formation of the paper web, which consists in filtering a water-fiber suspension through a grid of a sheet-forming apparatus with the formation of a wet paper web on a grid.
6. Прессование бумажного полотна, заключающееся в механическом отжиме воды из него при помощи специального валика.6. Pressing the paper web, consisting in the mechanical extraction of water from it using a special roller.
7. Сушка бумажного полотна при температуре около 95°С в течение 7 минут.7. Drying the paper web at a temperature of about 95 ° C for 7 minutes.
8. Поверхностная обработка бумаги разработанным клеем, заключающаяся в пропуске бумажного полотна через ванну с клеем с последующим отжимом на лабораторном двухвальном прессе.8. Surface treatment of paper with developed adhesive, which consists in passing the paper web through a bath with glue, followed by pressing on a laboratory twin-shaft press.
Свойства офсетной бумаги, изготовленной с использованием разработанного клея и ближайшего аналога, представлены в таблице. Расход разработанного клея и ближайшего аналога 20 кг/т бумаги. После обработки производилась дополнительная сушка образцов бумаги в сушильном шкафу при t=110°С в течение 15 мин.The properties of offset paper made using the developed glue and the closest analogue are presented in the table. The consumption of developed glue and the closest analogue is 20 kg / t of paper. After processing, additional drying of paper samples was carried out in an oven at t = 110 ° C for 15 min.
Как видно из данных, приведенных в таблице, при обработке бумаги разработанным клеем все ее физико-механические показатели значительно возрастают, в т.ч. и по сравнению с ближайшим аналогом. Можно сказать, что клей с максимальным содержанием катионного крахмала дает больший прирост механических показателей бумаги, хотя и незначительный, однако при его использовании влагопрочность несколько снижается. В целом оба вида клея по заявленному решению по своим свойствам превосходят ближайший аналог.As can be seen from the data given in the table, when processing paper with developed glue, all its physical and mechanical properties increase significantly, including and compared with the closest analogue. We can say that glue with the maximum content of cationic starch gives a larger increase in the mechanical properties of paper, although insignificant, but when it is used, the moisture resistance is slightly reduced. In general, both types of glue surpass the nearest analogue in their properties according to the claimed solution.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007106657/12A RU2333304C1 (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Glue for cellulose materials processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007106657/12A RU2333304C1 (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Glue for cellulose materials processing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2333304C1 true RU2333304C1 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=39866941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007106657/12A RU2333304C1 (en) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Glue for cellulose materials processing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2333304C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502840C1 (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" | Binder for making paper and cardboard |
RU2527786C1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-09-10 | Вячеслав Ефимович Цветков | Method of producing urea-formaldehyde oligomer |
-
2007
- 2007-02-22 RU RU2007106657/12A patent/RU2333304C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502840C1 (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" | Binder for making paper and cardboard |
RU2527786C1 (en) * | 2013-04-25 | 2014-09-10 | Вячеслав Ефимович Цветков | Method of producing urea-formaldehyde oligomer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2150543C1 (en) | Method of preparing aqueous suspension for manufacturing paper (versions), paper | |
KR960002733B1 (en) | Production of paper and paper board | |
RU2746075C2 (en) | Composition providing strength in dry state, its use and method for producing paper, cardboard and similar materials | |
US20160326698A1 (en) | Methods, Processes, and Compositions for Treating Pulp | |
DE2250995B2 (en) | Process for the production of sized paper, cardboard or sized cardboard from cellulose and glue mixture that can be used in this process | |
US2582840A (en) | Sizing fibrous materials with modified urea-formaldehyde resin | |
JP2012527544A (en) | Improving the strength of paper and paperboard products | |
RU2333304C1 (en) | Glue for cellulose materials processing | |
RU2333303C1 (en) | Glue for cellulose materials processing | |
EP4058631B1 (en) | Method of producing a sheet comprising chemically modified cellulose fibres | |
US2635972A (en) | Coated paper and process for making same | |
US20080223536A1 (en) | Paper Comprising Quaternary Nitrogen Containing Cellulose Ether | |
FI68435C (en) | LIGNOCELLULOSAMATERIAL MED FOERBAETTRAD STYRKA AVVATTNINGSFOERMAOGA OCH MALBARHET SAMT SAETT ATT FRAMSTAELLA DETTA | |
DE1138310B (en) | Process for the production of paper with high wet and dry strength | |
WO1999016972A1 (en) | Paper strength enhancement by silicate/starch treatment | |
US6375798B1 (en) | Derivatized malto-oligosaccharides, methods for trash scavenging, and process for preparing a paper web | |
DE1057440B (en) | Process for making paper | |
DE3024257A1 (en) | STABLE, AQUEOUS POLYVINYL ALCOHOL / MELAMINE FORMALDEHYDE RESIN REACTION PRODUCT, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND ITS USE | |
US3298902A (en) | Process of forming cellulosic paper containing tris-(1-aziridinyl) phosphine oxide and polyethylene imine and paper thereof | |
SU1102829A1 (en) | Method of producing moisture-resistant fibrous material | |
RU2502840C1 (en) | Binder for making paper and cardboard | |
RU2733937C1 (en) | Method of preparing fibrous composition for paper | |
CN109942721B (en) | Aqueous solution of hydroxymethyl urea modified cationic polysaccharide | |
RU2233930C1 (en) | Paper for corrugation and container using the same | |
KR102669134B1 (en) | Method of manufacturing paper, board or similar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090223 |