SU542778A1 - The method of deposition of resin on the fibers in the process of making paper and cardboard - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  контрол  «вредной смолы и интенсификации проклейки бумаги и картона.The invention relates to the control of "harmful resin and the intensification of paper and cardboard sizing.

Одной из наиболее встречающихс  проблем целлюлозно-бумажной промышленности  вл етс  образование «вредной смолы, т. е. скопление смолистых материалов древесины на бумагоделательном оборудовании. Засмаливание одежды бумагоделательных машин приводит к снижению производительности срока службы сеток и сукон, отбраковке бумаги и картона по смол ным п тнам и дырам. Другой проблемой  вл етс  низкое удержание канифольного кле  из природных смол древесины и их модификаций (живична  каннфоль , таллова  канифоль, экстракционна  канифоль , талловый пек) и их модификации фумаровой кислотой и малеиновым ангидридом на целлюлозных волокнах, примен емых дл  проклейки бумаги и картона. Удержание природных смол древесины при проклейке составл ет 40-60%, что приводит к повышению их расхода,нестабильности проклейки, высокому расходу сульфата алюмини , снижению рН среды до 4,4-4,8. Проклейка в слабокислой и нейтральной средах по различным причинам необходима прежде всего дл  печатных, мелованных и упаковочных видов бумаги.One of the most common problems in the pulp and paper industry is the formation of a "harmful resin, i.e. an accumulation of resinous wood materials on papermaking equipment. Lamination of papermaking clothing leads to a decrease in the productivity of the service life of the nets and cloths, the rejection of paper and cardboard on resin spots and holes. Another problem is the low retention of rosin glue from natural wood resins and their modifications (gum cannfol, tall rosin, extraction rosin, tall peck) and their modification with fumaric acid and maleic anhydride on cellulose fibers used for paper and cardboard sizing. The retention of natural wood resins during sizing is 40-60%, which leads to an increase in their consumption, instability of sizing, a high consumption of aluminum sulfate, and a decrease in the pH of the medium to 4.4-4.8. For various reasons, sizing in weakly acidic and neutral media is necessary primarily for printed, coated and packaging types of paper.

Известны способы осаждени  природных смол древесины на целлюлозных волокнах. Methods are known for the deposition of natural wood resins on cellulosic fibers.

Наиболее распространенным  вл етс  применение солей алюмини  и применение катионных электролитов на основе поликонденсации органических амидов с формальдегидом.The most common is the use of aluminum salts and the use of cationic electrolytes based on the polycondensation of organic amides with formaldehyde.

Ближайшим аналогом изобретени   вл етс  обработка целлюлозы продуктом поликонденсации дициандиамида, мочевины и формальдегида .The closest analogue of the invention is the treatment of cellulose with the polycondensation product of dicyandiamide, urea and formaldehyde.

Примен ютс  поликонденсаты дициандиамида , мочевины и формальдегида при мольном соотношении указанных исходных продуктов 1 : 0,5 : 3; 1:0:3; 1:1:4. Процесс осаждени  дисперсии смолы продуктами конденсации дициандиамида с формальдегидом заключаетс  во взаимодействии пол рных групп смолы и поликонденсата с образованием полол ительно зар женных полисолей. Стабилизаци  смолы положительным зар дом обеспечивает осаждение и удержание смол ных частиц на поверхности целлюлозных волокон, что позвол ет снизить содержание смолы в закрытых системах оборотной воды, так как смола удал етс  с бумагой. Эффективность осаждени  смолы катионными поликонденсатами возрастает пр мо пропорционально числу п зар ду адсорбированных ионов. Недостатком оппсанных выше поликонденсатов  вл етс  невысокий положительный зар д и неустойчивость к электролитам, содержащимс  в производствеиной воде, что снижает эффективность нх действи .Polycondensates of dicyandiamide, urea and formaldehyde are used at a molar ratio of the indicated starting materials of 1: 0.5: 3; 1: 0: 3; 1: 1: 4. The process of precipitating a dispersion of a resin by condensation products of dicyandiamide with formaldehyde consists in the interaction of the polar groups of the resin and polycondensate to form polar-charged polysols. Stabilizing the resin with a positive charge ensures that the resin particles are deposited and retained on the surface of the cellulosic fibers, which reduces the resin content in closed circulating water systems, since the resin is removed from the paper. The resin deposition efficiency with cationic polycondensates increases in direct proportion to the number n of the charge of the adsorbed ions. The disadvantage of the above-described polycondensates is the low positive charge and the instability to electrolytes contained in the production of water, which reduces the efficiency of their action.

С целью повышени  эффективности процесса осаждени  в качестве нолиэлектролита дл  осаждени  смолы на волокнах используют ноликонденсат дициандиамида, уротроиина и формальдегида при мольном соотношении исходных комцонентов 1:1: 1,2-1 : 1,4 : 2,0 в количестве 0,01-3 вес.% от веса абсолютно сухого волокиа. Поликонденсат можно вводить как до размола целлюлозы (цри удалении «вредной смолы), так и носле размола (при осаждении клеевых частиц на волокне).In order to increase the efficiency of the precipitation process, dicyandiamide, urotroiine and formaldehyde nano condensate is used as a nioelectrolyte to precipitate the resin on the fibers with a molar ratio of starting components of 1: 1: 1.2-1: 1.4: 2.0 in an amount of 0.01-3. wt.% of the weight of absolutely dry wreck. Polycondensate can be introduced either before grinding the cellulose (when removing the “harmful resin”) or when grinding (when glue particles are deposited on the fiber).

Пример 1. В лабораторных услови х провод т испытание поликонденсата, используемого на устойчивость к воздействию электролитов . Брали два продукта поликонденсацииExample 1. In laboratory conditions, a test of a polycondensate used for resistance to electrolyte exposure is carried out. They took two products of polycondensation

дициандиамида, уротропина и формальдегида при мольном соотношении исходных продуктов , соответственно 1:1:1,2 и 1:1,4:2,0. Параллельно дл  сравнени  вели иснытание ноликонденсатов дициандиа.мида, мочевины и формальдегида по патенту США N° 3582461 (пример 1, 2, 3 описани  к патенту).dicyandiamide, hexamine and formaldehyde at a molar ratio of the starting products, respectively 1: 1: 1.2 and 1: 1.4: 2.0. In parallel, for comparison, the use of dicyandiamide, urea and formaldehyde nano-condensates was carried out in U.S. Patent No. 3,582,261 (Example 1, 2, 3 patent descriptions).

5 г каждого испытуемого поликонденсата, взвешенного с точностью до 0,01 г номещали в стакан емкостью 150 мл и раствор ли при перемешивании в 45 мл воды при 20°С. К полученному раствору прибавл ли 50 мл 20%ного раствора NaCl и тщательно перемешивали .5 g of each polycondensate tested, weighed with an accuracy of 0.01 g, were placed in a 150 ml beaker and dissolved with stirring in 45 ml of water at 20 ° C. To the resulting solution, 50 ml of a 20% NaCl solution was added and thoroughly mixed.

Результаты по устойчивости ноликонденсатов к электролитам представлены в табл. 1.The results on the stability of nocondensates to electrolytes are presented in table. one.

Таблица 1Table 1

Пример 2. В лабораторных услови х проводили испытание ноликонденсата, используемого в предложенном способе, на устойчивость к воздействию щелочей.Example 2. Under laboratory conditions, the test of the condensate used in the proposed method was tested for resistance to alkalis.

Брали два продукта поликоиденсации дициандиамида , уротропина и формальдегида при мольном соотношении исходных продуктов , соответственно 1:1:1,2 и 1:1,4:2,0. Параллельно дл  сравнени  вели испытание поликоиденсатов дициандиамида, мочевины и форПримен емый пол и конденсатThey took two products of the polycondensation of dicyandiamide, hexamine and formaldehyde at a molar ratio of the starting products, respectively 1: 1: 1.2 and 1: 1.4: 2.0. In parallel, for comparison, the dicyandiamide, urea polycodensates, and the transformed floor and condensate were tested.

Полнконденсат, полученный-по примеру 1 По при.меру 2 По примеру 3The full condensate obtained according to example 1 According to example 2 According to example 3

Предлагаемый полнконденсат с соотношением исходных продуктов 1:1:1,2The proposed full condensate with a ratio of initial products of 1: 1: 1.2

Предлагаемый поли конденсат с соотношением исходных продуктов 1:1,4:2,0The proposed poly condensate with a ratio of initial products 1: 1,4: 2,0

мальдегида по патенту США А9 3582461 (пример 1, 2, 3 описани  к патенту).maldehyde according to U.S. Patent A3 3,582,261 (Example 1, 2, 3 patent descriptions).

1,5 г каждого испытуемого поликонденсата, взвешенного с точностью до 0,01, помещали в стакан емкостью 100 мл и раствор ли при перемешивании в 45 мл воды при 20°С. К полученному раствору прибавл ли 5 мл 30%-ного едкого натра и тщательно перемешивали.1.5 g of each polycondensate tested, weighed to an accuracy of 0.01, were placed in a 100 ml beaker and dissolved with stirring in 45 ml of water at 20 ° C. To the resulting solution was added 5 ml of 30% sodium hydroxide and mixed thoroughly.

Результаты по устойчивости продуктов к щелочам представлены в табл. 2.Results on the resistance of products to alkalis are presented in table. 2

Таблица 2table 2

Состо ние раствора юликондепсатаThe state of the solution ylikondepsat

Мутный Мутный Мутный ПрозрачныйMuddy Muddy Muddy Transparent

ПрозрачныйTransparent

Пример 3. В лабораторных услови х в обессмоленную целлюлозную суспензию, разбавленную до концентрации 30 г/л, добавл ли эмульсию смолы еловой древесины в количестве 1 вес. % (от веса абсолютно сухого волокна ) и размешивали массу в течение 30 мин. Затем в волокнистую суспензию подавали поликонденсаты, указанные в примере данного описани , в количестве от веса абсолютноExample 3. Under laboratory conditions, the resin-free pulp suspension diluted to a concentration of 30 g / l was added to an emulsion of spruce wood resin in an amount of 1 weight. % (by weight of absolutely dry fiber) and stirred the mass for 30 minutes. Then, the polycondensates mentioned in the example of this description were fed into the fibrous suspension in an amount by weight of absolutely

Пример 4. В лабораторных услови х проведены опыты по осаждению различных видов смол ного кле , примен емого при проклейке бумаги. В волокнистую суспензию из сульфитной беленой целлюлозы вводили 2,0-2,5% смол ного кле  от веса абсолютно сухого волокна . Осаждение смол ного кле  производили 1,5-1,75 вес. % поликонденсата с последующим введением сульфата алюмини  в колиПример 5. В лабораторных услови х проведены опыты по осаждению смол ного кле  в слабокислой среде. В волокнистую суспензию из сульфитной беленой целлюлозы ввосухого волокна и переменшвали суспепзпю в течение 30 мин. Волокнистую массу отфильтровывали на воронке Бюхнера. Целлюлозу сушили и экстрагировали в аппарате Сокслета . Экстракт отгон ли от растворител . Смолу высушивали и взвешивали. Результаты лабораторных испытаний по осаждению смолы приведены в табл. 3.Example 4. In laboratory conditions, experiments were carried out on the deposition of various types of resin glue used in paper sizing. 2.0-2.5% resin glue by weight of absolutely dry fiber was introduced into the fibrous suspension from bleached sulphite pulp. Deposition of resin glue produced 1.5-1.75 weight. % polycondensate followed by the introduction of aluminum sulphate in coli Example 5. Under laboratory conditions, experiments were carried out on the deposition of resin glue in a weakly acidic medium. In the fibrous suspension of sulfite bleached pulp in the dry fiber and mixed suspension for 30 minutes. The fibrous mass was filtered on a Buchner funnel. The pulp was dried and extracted in a Soxhlet apparatus. The extract was distilled from the solvent. The resin was dried and weighed. The results of laboratory tests on the deposition of the resin are given in table. 3

Таблица 3Table 3

честве 4 вес. % сульфата алюмини  и каолнна в количестве 20 вес. % от веса абсолютно сухого волокна. Отлив бумаги производилс  на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен. Параллельно вели осаждение смол ного кле  только глиноземом. Удержание смол ного кле  характеризовалось степенью проклейки бумаги. Результаты опытов представлены в табл.4.4 weight. % aluminum sulfate and kaanna in the amount of 20 wt. % of the weight of absolutely dry fiber. The paper was poured on a Rapid-Ketten sheet cutting machine. In parallel, sedimentation of resin glue was carried out only by alumina. Resin glue retention was characterized by the degree of paper sizing. The results of the experiments are presented in table 4.

Таблица 4Table 4

дили 2,0 вес. % смол ного кле  из л ивичной канифоли. Осаждение смол ного кле  производили 2,0 вес. % поликонденсата дициандиамида , уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1:1,4:2,0 по отношению к абсолютно сухой целлюлозе с последующей обработкой 0,75 сзльфата алюмини  к абсолютно сухой целлюлозе и введением в бумажную массу 18 вес. % каолина. Параллельно осаждение смол ного кле  производиПример 6. Произведены производственные испытани  по устранению смол ных затруднений в производстве этикеточной бумаги массой 45 г/м из сульфитной беленой целлюлозы. Поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1:1:1,2 подавалс  в волокнистую массу перед размолом в количестве 0,02-0,04 вес. % (к весу сухого волокна). Испытани  вели в течение 2 мес цев.Dili 2.0 weight. % resin glue from livic rosin. Deposition of resin glue produced 2.0 weight. % polycondensate dicyandiamide, hexamine and formaldehyde with a ratio of initial products of 1: 1.4: 2.0 relative to the absolutely dry pulp, followed by processing of 0.75 cl of aluminum to absolutely dry pulp and the introduction of 18 wt. % kaolin. In parallel, the deposition of resin adhesive produced by Example 6. Production tests were carried out to eliminate resin problems in the production of 45 g / m label paper from bleached sulphite pulp. Polycondensate of dicyandiamide, urotropine and formaldehyde with the ratio of initial products of 1: 1: 1.2 was fed into the pulp before grinding in an amount of 0.02-0.04 weight. % (by weight of dry fiber). The tests were conducted for 2 months.

За врем  подачи поликонденсата в волокнистую массу на машине не наблюдалось отложений смолы и сетка не продувалась. Тогда как без применени  поликонденсата простои по продувке сетки составл ли 5 ч. 21 мин в сутки.During the time the polycondensate was fed into the pulp, no resin deposits were observed on the machine and the screen was not blown. Whereas, without the use of polycondensate, the downtime for purging the grid was 5 hours and 21 minutes a day.

Пример 7. На бумагоделательной машинеExample 7. On a paper machine

Результаты проведенных опытов, что следует из приведенных примеров, по использованию поликонденсата дициандиамида, уротропина с формальдегидом при .мольном соотношении указанных исходных продуктов 1:1:1,2 до 1:1,4:2,0 в качестве осадител  природных смол древесины в количестве 0,01-3,0 вес. % (к весу абсолютно сухого волокна) показали.The results of the experiments, which follows from the examples given, on the use of dicyandiamide polycondensate, urotropine with formaldehyde with a molar ratio of the indicated starting products of 1: 1: 1.2 to 1: 1.4: 2.0 as a precipitator of natural wood resins in the amount 0.01-3.0 weight. % (by weight of absolutely dry fiber) showed.

ли 0,75 вес. 7о сульфата алюмини  (к весу абсолютно сухой целлюлозы). Отлив бумаги производили на аппарате Рапид-Кеттен. Удержание смол ного кле  характеризовалось степенью проклейки. Результаты опытов представлены в табл.5.whether 0.75 weight. 7o aluminum sulphate (by weight of absolutely dry cellulose). The paper was poured on the Rapid-Ketten apparatus. The retention of resin glue was characterized by the degree of sizing. The results of the experiments are presented in table.5.

Таблица 5Table 5

при выработке бумаги 100-ной сульфитной беленой целлюлозы проклейка осуществл лась нейтральным смол ным клеем из талловойWhen making paper with 100 bleached pulp sulphite, sizing was carried out with neutral resin glue from tall

модифицированной канифоли с расходом 2,5 вес. % (к весу сухого волокна). В качестве осадител  примен ли поликонденсат дициандиамида , уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1:1:1,2 вmodified rosin with a flow rate of 2.5 weight. % (by weight of dry fiber). As a precipitant, polycondensate of dicyandiamide, urotropine and formaldehyde was used with a ratio of initial products of 1: 1: 1.2 V

количестве 1,0 вес. % (к весу абсолютно сухого волокна) с последующим введением сульфата алюмини  в количестве 1,0 вес. %. Конденсат подавалс  после размола перед введением смол ного кле . Параллельно осаждение смол ного кле  вели 6 вес. % сульфата алюмини  без применени  поликонденсата. Удержание кле  характеризовалось степенью проклейки. Результаты испытаний представлены Б табл. 6.the amount of 1.0 weight. % (by weight of absolutely dry fiber) followed by the introduction of aluminum sulfate in an amount of 1.0 weight. % The condensate was fed after grinding before the introduction of resin glue. At the same time, 6 wt. % aluminum sulphate without the use of polycondensate. The retention of the glue was characterized by the degree of sizing. The test results are presented in Table B. 6

Таблица бTable b

Claims (1)

что способ  вл етс  значительно более эффективным по удалению «вредной смолы в сравнении с известным способом по патенту США № 3582461. Кроме того, способ дает возможность , помимо эффективной борьбы со смол ными затруднени ми, осуществл ть интенсификацию проклейки бумаги смол ными кле ми за счет более высокого осаждени  9 кле  и его лучшего распределени  на волокне и производить проклейку в с табокислой среде, тем самым снизить расход известных осадителей -солей алюмини . Формула изобретени  Способ осаждени  смолы на волокнах в процессе изготовлени  бумаги и картона путем обработки волокнистой суспензии кати5 10 онным полиэлектролитом при рН суспензии 6-8, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса осаждени , в качестве полиэлектролита используют полнконденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида при мольном соотношении исходных компонентов от 1:1:1,2 до 1:1,4:2,0 в количестве 0,01-3 вес. % (от веса абсолютносухого волокна).that the method is significantly more effective in removing the "harmful resin in comparison with the known method of US Pat. No. 3,582,461. In addition, the method makes it possible, in addition to effectively combating resin difficulties, to intensify paper sizing with resin adhesives a higher deposition of 9 glue and its better distribution on the fiber and sizing in a tobacco-acidic environment, thereby reducing the consumption of known precipitants of α-aluminum salts. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method of deposition of resin on fibers in the process of making paper and paperboard by treating a fibrous suspension with cathionic polyelectrolyte at a pH of 6-8, in which, in order to increase the efficiency of the deposition process, dicyandiamide, urotropine and formaldehyde are used as polyelectrolyte when the molar ratio of the starting components from 1: 1: 1.2 to 1: 1.4: 2.0 in the amount of 0.01-3 weight. % (by weight of absolute dry fiber).