SU1721160A1 - Способ получени бумаги дл печати и письма - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  бумаги дл  печати и письма и позвол ет повысить непрозрачность при одновременном увеличении разрывной длины бумаги. В суспензию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон ввод т св зующее - продукт взаимодействи  скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката дл  адсорбирующего сло  изделий санитарно-гигиенического назначени  с карбоксиметилцеллюлозой и тетра- боратом натри , вз тых в количествах соответственно 0,5-1,0 и 0,005-0,010% от массы абсолютно сухого скопа. Св зующее берут в количестве 7-9% от массы воздушно сухих волокон. Затем из суспензии отливают бумажное полотно и сушат его. 1 табл. (Л С

Description

si Ю

Изобретение относитс  к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано при получении бумаги дл  печати и письма предпочтительно тонких видов , к которым предъ вл ютс  повышенные требовани  по непрозрачности и показател м прочности.

Известен способ получени  бумаги с целью повышени  прочности путем приготовлени  суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением св зующего на основе мелких волокнистых элементов, выделенных целлюлозосодержащих волокон после их интенсивного размола (почти до 90°ШР1и отлива из нее бумажного полотна.

Мелкие волокнистые элементы, представл ющие собой морфологически бесформенную слизь, обрывки клеточных стенок, пучки микрофибрилл, добавл ют в суспензию в количестве 6% от массы воздушно сухой целлюлозы.

Однако слизь, склеива  волокна, повышает сомкнутость листа. При этом прозрачность бумаги оказываетс  повышенной. Кроме того, слизь обычно образуетс  в бумажной массе сгустками, которые влекут за собой оптическую неоднородность бумаги и возникновение в бумаге местных напр жений , про вл ющихс  при сушке в виде короблени  поверхности.

О

о

Данный способ ограничен применением лишь при изготовлении бумажного полотна при небольшой скорости из-за плохой обезвоживающей способности суспензии на сеточном столе,

Известен также способ получени  бумаги путем приготовлени  суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением св зующего на основе скопа оборотных и сточных вод целлюлозно-бумажных заводов , обработанных монохлоруксусной кислотой в щелочной среде, отлива из нее бумажного полотна.

Обработанный монохлоруксусной кислотой в щелочной среде скоп превращаетс  в карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и повышает механическую прочность бумаги. Содержание КМЦвсуспензиисоставл етО,5-15% от массы воздушно сухой целлюлозы.

Известны способы получени  бумаги с целью повышени  прочности путем приготовлени  суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением 0,4-30% КМЦ от массы воздушно сухой целлюлозы, отлива из нее бумажного полотна.

При этом наиболее равномерный характер просвета обнаруживают образцы бумаги , при изготовлении которых в суспензмю волокон вводили 5% КМЦ к массе воздушно сухих волокон.

Однако эти способы обеспечивают получение бумаги с повышенной прозрачностью.. Кроме того, КМЦ используетс  также при выработке высокопрозрачных видов бумаги.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  бумаги путем приготовлени  суспензии из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон с добавлением св зующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката дл  адсорбирующего сло  изделий санитарно-гигиенического назначени  и отлива из нее бумажного полотна. Указанный скоп содержит 50-60% частиц с размерами 5-100 мкм и имеет водоудерживающую способность 1,8-2,0 г воды/1г волокна. Расход скопа составл ет 2-4% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон.

Благодар  сохранению структурной упор доченности скопа, добавка его в композицию бумаги повышает ее пористость, а вместе с тем и содержание в бумаге воздуха , что создает оптическую неоднородность среды. Однако разрывна  прочность бумаги при этом относительно небольша , так как поверхность частиц скопа на 36-40% состоит из плотно упакованных полимерных цепей , Кроме того, значени  показателей светорассе ни  бумаги, полученной этим способом, остаютс  недостаточно высокими , как это требуетс  дл  печатных видов бумаги и письма, поскольку определенна  дол  мелких частиц скопа, непрочно св занных с волокном, заполн ет межволоконное

пространство.

Цель изобретени  - повышение непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

в способе получени  бумаги дл  печати и письма путем введени  в суспензию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон св зующего на основе скопа производства распушенного волокнистого

полуфабриката дл  адсорбирующего сло  изделий санитарно-гигиенического назначени  и отлива из нее бумажного полотна, согласно изобретению, в качестве св зующего используют продукт взаимодействи 

указанного скопа с КМЦ и тетраборатом натри  (TBNa), вз тых в количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0,01 % от массы воздушно сухого скопа. При этом продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa добавл ют в суспензию в количестве 7-9% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон.

Благодар  высокой адгезионной способности продукта взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa к неразмолотому целлюлозному волокну, основна  масса таких частиц распредел етс  в основном в зонах контакта целлюлозных волокон и на их поверхности , не заполн   межволоконное пространство. Это преп тствует формированию сомкнутой структуры листа, повышает пористость и содержание в бумаге воздуха. В результате образуетс  бумажный лист с повышенной непрозрачностью. Одновременно происходит увеличение разрывной длины бумаги. Это обусловлено тем, что при взаимодействии скопа с КМЦ и TBNa КМЦ адсорбируетс  на поверхности частиц скопа и,  вл  сь более эффективным св зующим/повышает их липкость, а комплексообразование полимерных молекул (как целлюлозы, так и КМЦ) с TBNa приводит к значительной аморфизации поверхностных слоев скопа, тем самым усилива  способность их к св зеобразованию. Кроме

того, при воздействии температуры в процессе сушки бумажного листа возможно образование сшитых структур типа

сноп.-КМЦ-0- /0- целлюлозе -Оч

,ъО- целлюлоза -Q -0-КМЦ-Скоп.

повышающих прочность межволоконных св зей. При этом количество КМЦ, имеющей одинаковый с целлюлозой коэффициент преломлени  лучей, используемое в предлагаемом способе (0.035-0,09% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон или 0,5-1 % от массы скопа), на 1-3 пор дка меньше, чем в известных способах (0,4-30% от массы воздушно сухой целлюлозы ), что практически не вли ет на повышение прозрачности бумаги. Более того, структура бумаги, сформированна  в результате добавлени  в суспензии из нераз- молртых целлюлозосодержащих волокон продукта взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa по сравнению с известными способами позвол ет достичь диаметрально противоположного эффекта - повышени  непрозрачности бумажного листа.

Способ осуществл ют следующим образом ,

Из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон (сульфитной или сульфатной целлюлозы, древесной массы, термомассы и термохимикомеханической массы) приготовл ют суспензию с добавлением св зующего на основе продукта взаимодействи  скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката дл  адсорбирующего сло  изделий санитарно-гигиенического назначени  с КМЦ и TBNa, вз тых е количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0,01 % от массы воздушно сухого скопа. Используют скоп с содержанием фракции 5-100 мкм 50- 60% и водоудерживающей способностью 1,8-2,0 г воды/1 г волокна. Продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa добавл ют в суспензию в количестве 7-9% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон . Из приготовленной суспензии отливают бумажное полотно.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

П р и м е р 1. Из неразмолотых волокой (13°ШР) сульфатной небеленой лиственной целлюлозы приготавливают суспензию концентрацией 0,2%. В суспензию ввод т св зующее - продукт взаимодействи  скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката дл  адсорбирующего сло  подгузников детских и гигиенических пакетов с КМЦ и TBNa, вз тых в количествах срответственно 0,4. 0,5, 0,75, 1,0, 1,1 и 0,075% от массы воздушно сухого скопа. Используют скоп с содержанием фракции 5-100 мкм 50% и водоудерживающей способностью 1,9 г воды/1.г целлюлозы. Продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa добавл ют в суспензию в количестве 8% от

массы воздушно сухих целлюлозных поло- кон.

Продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa получают по следующей методике. 5 Скоп в воздушно сухом состо нии обрабатывают водным раствором КМЦ при комнатной температуре. При этом на 100 мае.ч. скопа берут 122 мае.ч. воды и 0,4, 0,5, 0,75, 1,0 и 1,1 мае.ч. КМЦ. Обработанный скоп 10 подсушивают до содержани  водного раствора в материале 10-15% и провод т дальнейшую обработку его также при комнатной температуре водным раствором TBNa из расчета на 100 мае.ч. воды и 0,075 мае.ч.

15 TBNa. Полученный продукт подсушивают до

воздушно сухого состо ни  и используют в

качестве св зующего.,

.Из приготовленной суспензии отливают

бумажное полотно и сушат. Затем опреде0 л ют физико-механические показатели бумаги по стандартным методикам.

Непрозрачность бумаги определ ют согласно ГОСТ 8874-72. Результаты испытаний приведены в таблице (опыты 1-5).

5П р и м е р 2. Способ осуществл ют по

примеру 1, но КМЦ и TBNa берут в количествах соответственно 0,75, 0,004, 0,005, 0,0075, 0,01,0,011 от массы воздушно сухого скопа.

0 Продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa получают так же, как и в примере 1, но водный раствор КМЦ готов т из расчета на 122 мае.ч. воды, 0,75 мае.ч. КМЦ, а водные растворы TBNa готов т из расчета на 100

5 мас.ч. воды 0,004, 0,005, 0,0075, 0,01, 0,011 мае.ч. TBNa. Результаты определени  физико-механических свойств бумаги и ее не- . прозрачности представлены в таблице (опыты 6-10).

0П р и м е р 3. Способ осуществл ют по

примеру 1, но КМЦ берут в количестве 0,75% от массы воздушно сухого скопа, а продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa добавл ют в суспензию в количестве

5 6, 7, 8, 9, 10 и 11%. от массы воздушно сухих

целлюлозосодержащих волокон. При этом

продукт взаимодействи  скопа с КМЦ и

TBNa получают по примеру 1, но водный

раствор КМЦ готов т из расчета на 122

0 мас.ч. воды 0,75 мас.ч. КМЦ. Результаты испытаний полученных отливок приведены в таблице (опыты 11-16).

П р и м е р 4. Бумагу изготавливают по способу-прототипу. Из неразмолотых воло5 кон(13°ШР) сульфатной небеленой лиственной целлюлозы приготавливают суспензию концентрацией 0,2%, В суспензию добавл ют скоп производства распушенного волокнистого полуфабриката дл  адсорбирующего сло  детских подгузников

и гигиенических пакетов с содержанием фракции 5-100 мкм 50% и водоудерживаю- щей способностью 1,9 г воды/1 г целлюлозы . Содержание скопа в суспензии составл ет 3% от массы воздушно сухих целлюлозных волокон. Из приготовленной суспензии получают отливки на листоотлив- ном аппарате ЛОА-1 и определ ют их разрывную длину и непрозрачность по стандартным методикам. Результаты испытаний приведены в таблице (опыт 17). Дл  получени  результатов, сопоставимых с предлагаемым способом, изготавливают отливки , содержащие 8% скопа от массы воздушно сухих целлюлозных волокон (опыт 18).

Из таблицы следует, что прозрачность образцов бумаги, изготовленных по способу-прототипу (пример 4. опыт 17, 18) оказываетс  повышенной и они имеют более низкие показатели механической прочно- сти в то врем  как изобретение позвол ет повысить непрозрачность бумаги при одновременном увеличении ее разрывной длины (пример 1, опыты 1-3; пример 2, опыты 6-8, пример 3, опыты 11-13).

Оптимальный расход КМЦ составл ет 0,5-1,0% от массы воздушно сухого скопа (пример 1 , опыты 1-3). При выходе за нижний предел расхода (пример 1. опыт 4), ухудшаетс  адгезионна  способность продукта взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa к целлюлозным волокнам, что обусловливает уменьшение разрывной длины бумаги. Кроме того, в результате снижени  липкости частиц больша  часть их распредел етс  в межволоконном пространстве, способству  формированию более сомкнутой структуры листа с большей прозрачностью. При выходе за верхний предел расхода КМЦ (пример 1, опыт 5) дальнейшего повышени  непрозрачности и разрывной длины бумажного листа не происходит, так как в этом случае увеличиваетс  лишь толщина сло  полимера на частице скопа, не измен   ее адгезионной способности. Использование КМЦ в таких количествах экономически нецелесообразно .

Оптимальный расход TBNa составл ет 0,005-0,010% .от массы воздушно сухого скопа (пример 2, опыты 6-8). При выходе за нижний предел (пример 2, опыт 9) поверхностный слой частицы скопа с адсорбированной на ней полимерной пленкой КМЦ оказываетс  недостаточно аморфизиро- ванным, что ухудшает процесс св зеобра- зовани  при контакте с целлюлозными волокнами. Система св зей за счет образовани  сшитых структур не получает должного развити . Результатом этого  вл етс  уменьшение разрывной прочности бумаги. Частицы св зующей добавки, не обладающие хорошей адгезией к целлюлозным во- локнам, распредел ютс  в основном в межволоконном пространстве. Это приводит к повышению прозрачности бумаги. При выходе за верхний предел (пример

2,опыт 10) избыток ТБМа экранирует обра- зование более прочных св зей КМЦ с гидроксилами целлюлозы, что приводит к снижению адгезионной способности продукта и, как следствие этого, происходит снижение разрывной длины и непрозрачности бумажного листа.

Оптимальный расход продукта взаимодействи  скопа с КМЦ и TBNa составл ет 7-9% от массы воздушно сухой целлюлозы (пример 3, опыты 11-13). При выходе занижний предел (пример 3, опыт 14) структура бумажного листа оказываетс  недостаточно пористой, что снижает непрозрачность бумаги . С другой стороны, снижение содержани  в бумаге св зующей добавки ухудшает

ее разрывную длину.

При выходе за верхний предел (пример

3,опыт 15) дальнейшего повышени  механических и оптических свойств бумаги не наблюдаетс . Однако избыток св зующей

добавки - 11% от массы воздушно сухой целлюлозы способствует, по-видимому, формированию жесткой структуры бумажного листа, что сопровождаетс  ухудшением его механической прочности (пример 3,

опыт 16).

Из таблицы видно, что предлагаемый способ по сравнению со способом-прототипом позвол ет повысить непрозрачность бумажного листа на 7% и одновременно

увеличить его разрывную длину на 24%.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Способ получени  бумаги дл  печати и письма путем введени  в суспензию из

неразмолотых целлюлозосодержащих волокон св зующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката дл  адсорбирующего сло  изделий санитарно-гигиенического назначени , отлива из нее бумажного полотна и сушки, о т л и ч а.ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги , в качестве св зующего используют

продукт взаимодействи  скопа с карбокси- метилцеллюлозой и тетраборатом натри , вз тых в количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0.01 % от массы воздушного сухого скопа, а св зующее берут в количестве 7- 9% от массы воздушно сухих волокон.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения бумаги для печати и письма путем введения в суспензию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон связующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения, отлива из нее бумажного полотна и сушки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги, в качестве связующего используют продукт взаимодействия скопа с карбоксиметил целлюлозой и тетраборатом натрия, взятых в количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0,01 % от массы воздушного сухого скопа, а связующее берут в количестве 79% от массы воздушно сухих волокон.

   Ns примера. Ns опыта Расход КМЦ, % От-массы воздушно сухого скопа Расход TBNa, % от массы воздушно сухого скопа Расход связующей добавки, % от массы воздушно сухой целлюлозы Разрывная длина, м Непрозрачность бумаги, % Пример 1: опыт 1 0.50 0,75 8 5350 90,2 опыт 2 0,75 0,75 8 5400 89,8 опыт 3 1,00 0,75 8 5500 89,6 опыт 4 (контр.) 0,40 0,75 8 4600 85,0 опыт 5(контр.) 1,10 0,75 8 5500 89,9 Пример 2: опыт 6 0,75 0,005 8 5400 90,6 опыт 7 0,75 0.0075 8 5400 90,1 опыт 8 0,75 0,010 8 5500 89,9 опыт 9 (контр.) 0,75 0,004 8 4900 86.0 опыт 10 (контр.) 0,75 0,011 8 4800 85,5 Пример 3: опыт 11 0,75 0,075 7 5400 90,5 опыт 12 0,75 0,075 8 5400 90,4 опыт 13 0.75 0,075 9 5500 90,0 опыт 14(контр.) 0.75 0,075 6 4700 84,6 опыт 15 (контр.) 0.75 0,075 10 5500 89,2 опыт 16(контр;) 0,75 0,075 11 4950 90,0 Пример 4 (способ-прототип); опыт 17 3 4200 84,2 опыт 18 - - 8 3800 83.5