Способ изготовления бумаги

(19 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПАТЕНТУ 1 "1 Ь. 1 аж.1 оцес ни алю ния в поверхност стиц от 9,5-0,5честве катионоакпользуют соединеруппы, содержаще и камедь рожков ных гру до 7,5- тивного ние, вы й крахм этих 2,5, авка углевода ис , ранное иэ г амилопектин го дере 01-0,3.стве колтепенью замещения ва случае, если в ка частиц используют алюминия, этот зо по известному метод ения жидкого стекла оидных стыи э силик ат(72) Чель Руне Андерссон, Бернт Ларссон, Ханс-Олоф Торессон и Бо Вальдемар Ларссон (БЕ)(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНЯ БУМАГИ(57) Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и позволяет повысить эффективность прса. Способ изготовления бумаги вклюИзобретение относится к целлюлозно-бумажной промьш 1 ленности, в частности к изготовлению бумаги,Цель изобретения - повышение эффективности процесса.В способе изготовления бумаги,включающем введение в водную бумажнуюмассу, содержащую целлюлозное волокно и возможно наполнитель, связующего, состоящего иэ смеси анионоактивных кремнийсодержащих коллоидных час-,тиц. и катионоактивного углевода, формование бумажного полотна и сушку, вкачестве анионоактивных кремнийсодержащих коллоидных частиц используют 1)5 Х 21 Н 21/16, 23/14// 0 21 Н 17:21, 17;28, 17:68 чает введение в водную бумажную массу, содержащую целлюлозное волокно ивозможно наполнитель, связующего,формование бумажного полотна и сушкуВ качестве связующего используютсмесь золя силиката алюминия или золя модифицированной алюминием кремневой кислоты с соотношением атомовкремния и алюминия в поверхностныхгруппах этих частиц 9,5-0,5 - 7,5-2,5и соединения, выбранного иэ группы,содержащей крахмал, аминопектин .и камедь рожкового дерева, со степеньюзамещения 0,01-0,3. Связующее вводятв бумажную массу в количестве 0,20,5 мас.". при соотношении углевода идвуокиси кремния (0,1 - 1 О):1, Буьная масса содержит 70-90 мас.7 целлюлозного волокна, 5 з.п,ф-лы, 5 ил.3 табл.,эоль силиката алюминия или зольдифицированной алюминием кремневкислоты с соотношением атомов кр1607691 20 19 вается при 2 . амилоцектина и 0,3% золя. П р и м е р 8. Исследуют воздейст 5вие на обезвоживаниеСпособно сть кобезвоживанию бумажной массы с использоданием различных связующих определяют. в виде степени помола по канадскому стандартному прибору, Применяемые связующие добавляют в 0,3 массы из 60% отбеленной сульфатнойберезовой целлюлозы и 40% отбеленнойсульфатной сосновой целлюлозы. Вода,которая собирается в измерителе, является мерой обезвоживающего воз-действия. Результаты даны в мл степени помола по канадскому стандарту.Исследованы, анионные здли кремневойкислоты, обозначенные буквами А и Вв примере 1. Катионный компонентпредставляет собой катионный крахмалс дозировкой 10 кг/т,Результаты при различном рН и различной дозировке А и В даны в табл,7, 25Из табл,7 следует, что обезвоживание значительно улучшается с использованием золя модифицированнойалюминием кремневой кислоты согласноизобретению. ЗОП р и м е р 9. В этом примере анализируют эффект обезвоживания, Сушкусырья определяют в соответствии спроцедурой ЯСАМ-С 21:65 на КанадскомФестере Степени Помола, Хйыическиеагенты добавляют в 0,3 сырья стандартной композиции, включающей 60 отбеленной березовой сульфатной. целлюлозы и 40% отбеленной сосновойсульфатной целлюлозы н содержащей 3040карбоната кальция, Вода, которую собирают в измерителе, является меройобезвоживающего воздействия, и результаты даны в мл степени помола поканадскому стандарту. Использованный 45анионный золь кремневой кислоты былтаким, как в примере 1 (обозначенбуквой В), Катионным крахмалом былкрахмал, имеющий степень замещенияпримерно 0,01, который производитсяпромышленностью подназванием Като302. Испытания проводят с массой,имеющей рН 7,Результаты испытаний приведены втабл, 8. формула изобретения Способ изготовления бумаги,включающий введение в водную бумажную массу, содержащую целлюлозноеволокно и возможно наполнитель, связующего, состоящего иэ смеси анионоактивных кремнийсодержащих коллоидныхчастиц и катионоактивного углевода,формование бумажного полотнаи сушку,от ли ча ющ ий ся тем, что, с цельюповышения эффективности процесса, вкачестве анионоактивных кремнийсодержащих коллоидных частиц используютзоль силиката алюминия или золь модифицированной алюминием кремневой кислоты с соотношением атомов кремния иалюминия в поверхностных группах этихчастиц от 95-0,5 до 7,5-2,5, а в качестве катионоактивного углевода используют соединение, выбранное изгруппы, содержащей крахмал, амилопектин и камедь рожкового дерева, состепенью замещения 0,01-0,3.2, Способ по п.1, о т л и ч а юш и й с я тем, что связующее вводятв бумажную массу в количестве 0,20,5 мас,% при соотношении углевода идвуокиси кремния 0,1 - 1 О:1.3, Способ по пп,1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что эоль силиката алюминия или модифицированнойалюминием кремневой кислоты имеетудельную поверхность частиц 500 и /г.Я4, Способ по пп,1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что используютбумажную массу с рН 4-7.5. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что бумажная масса содержит 70-90 мас.целлюлозного волокна,6. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что золь силиката алюминия или модифицированной алюминиемкремневой кислоты перед введением вбумажную массу смешивают с наполнителем, а после введения этой смеси в .бумажную массу добавляют катионоактивный углевод.Без химическихдобавок Х катионоактивногокрахмала 106 115 111 10 511 6 10,6 58 58 68 56 58 54 2,6 2,7 3,0 0 1,0 2,0 3,0 1,О 2,0 3,0 4,0 5,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Характеристика бумаги Масса бумажногополотна, г/мСодержание наполнителя, 7.Прочность прирастяжении,Нм/гСопротивлениепродавливанию,Н/мфСопротивлениевыщипыванию покровного слоя23 1607691 Аф% у% Катионоактивная камедь рожковог дерева,% о о 0 о о о 0 О 0,30,30 о,з о,з оО,о,о 0,2 04 Т а Хими ие средства тепень посла по кан адскомустандартно"му прибору СЯР ( Без доба средств 5% ОРГАН ОРГАНОПО0,4% кам дерева . 0,4% кам дерева + модифици нием кре ок химических 7 О 35 ди рожкового 0,3% золя ованной алюмимневой кислоты Т а б л и ц аКоличество прореагировавшегкрахмала в % от общего количества крахмала Компонен Величина рН5,51607691 26 ца 6 Пример рН А,кг/т 1,0 2,0 4,0 1,0 2,0 4,0 1,0 2,0 4,0 6,0 1,0 г,о 4,0 7,5 2,0 4,0 204,0 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Амилопектин, 3 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Т абли Мод,алюм,9 ольа У 0,1 0,1 0,1 0,3 0,3 0,3 0,3 Ь,З Табл В, кг/т ш еешащшш Степень помола по канадсткому стандартному прибору,(СВР), мл 90 130 15 135 105 110 110 150 150 130 120 125 175 200 210 195 и ц а 7 Степень помола по ка"надскомустандартному прибору28 27 1607691 Т а б л и ц а 8 Катнонный Золь В,крахмал, кг/т кг/т Степень прмола (СОР), ип УЮФживе,Ь 10 75 Яд ХйпцанОадпобиьб нраяов Ф 10 10 15 15 305 395 300 4051607691 фЮОРЮ 77, Ю/ЮС И рцсса Владмир бЩ 79 7,5 7,д 73 ЛУ Фкидммяа, Ътд УО М Составитель О.Масл Техред Л,Сердюков коКорректор А енко Заказ 3556 330. Подл р е НИИПИ тиям при ГКНТ СССР4/5 сударственного коми 113035, Иоста по изобретениям и отк Ж, Раушская наб д мбинат "Патент", г. Уж Производственно-издательский едактор А.Лежни ул. Гагарина, 101натрия, Такой эоль включает гомогенные частицы, благодаря чему соотношение между атомами кремния и алюминияна поверхности этих частиц составля 5ет 7,5:2,5. По другому варианту можноиспользовать золь модифицированной, алюминием кремневой кислоты, т,е,золь,поверхностный слой частиц которого содержит как атомы кремния, таки атомы алюминия. Такой модифицированный алюминием золь получают модификацией кремниевой поверхности золякремневой кислоты алюминатными ионами, что возможно благодаря тому, что 15в соответствующих условиях алюминийи кремний оказываются способными приобретать координационное число 4 или6 в отношении кислорода, благодарячему они оба характеризуются приблиэительно одйнаковыми атомными диаметрами. Поскольку ион А 1(ОП) геометрически идентичен иону Б 1(ОН) , онспособен внедряться или замещаться наповерхности двуокиси кремния, благодаря чему возникает."седло" силикатаалюминия с фиксированным отрицательным зарядом. Такой золь кремневойкислоты, модифицированной алюминием,является значительно более стойкимпротив образования геля в интервалевеличин рН 4-6, внутри которого золинемодифицированной кремневой кислотыспособны довольно быстро желатиниэироваться и оказываются менее чувствительными к действию соли, Процессыполучения эолей кремневой кислоты,модифицированной алюминием. хорошоизвестны,Таким образом, модифицирование золя кремневой кислоты означает, чтопри высокой величине рН (приблизительно 10) проводят реакцию заданного количества алюмината натрия с коллоид ной кремневой кислоой, а это значит,что коллоидные частицы образуют поверхностные группы которые состоятиэ А 1-ОП 1 . При низких величинах рН(4-6) эти группы обладают сильныманионным характером, Такой сильныйанионный характер при низких величинах рН не достигается в случае ,золя иэ чистой немодифицировашойкремневой кислоты, поскольку кремневая кислота является слабой кислотои55с величиной рН, равной приблизительно 7.Предлагаемый способ применим дляизготовления бумаги всех сортов и ти пов для печати, включая газетную бу -магу, тонкую бумагу, картон, бумагус водяными знаками в виде линий и мешочную бумагу, бумажные полотна ит,п,Целесообразно связующее применятьв сочетании с технической целлюлозой,в частности с сульфатной и сульфитной целлюлозой, получаемой из древесины как твердых, так и мягких пород,а также при использовании термомеханической и древесной массы, Присутствие избыточных количеств лигнина вдревесной массе ухудшает эффективность связующего, благодаря чему та-.кая древесная масса требует либо использования более значительных количеств связующего, либо добавлениябольшего количества древесных массдругих типов с низким содержаниемлнгнина для достижения желаемого результата, Термины целлюлозная массаи целлюлоэные волокна" примененыотносительно к технической целлюлозе,термомеханической целлюлозе и древесной или дефибрерной древесной массе,а также к содержащимся в них волокнам.Достижение цели изобретения обеспечивается благодаря взаимодействиюили ассоциации агломерата с целлюлозными волокнами, Предпочтительно готовая бумага или полотно содержит свыше503 целлюлоэных волокон, но можно изготовить бумагу, которая содержитменьшие количества целлюлозных волокон и обладает улучшенными свойствами в сравнении с бумагой, изготовленной из аналогичных масс, но безприменения связующего агломерата.Используемые минеральные наполнители включают все известные минеральные наполнители, имеющие поверхность,которая обладает по меньшей мере частично анианным характером. Кроме того, можно использовать такие минеральные наполнители, как каолин, бентонит, двуокись титана, гипс, мел итальк, Термин "минеральный наполнитель", помимо указанныхматериалов,применим к волластониту и стекловолокну а также к минеральным наполнителям низкой плотности, в частностивспененному перлиту. В случае использования описанного связующего комплекса такие минеральные наполнителив существенной степени удерживаютсябумажными изделиями поэтому прочность бумаги не снижается до той сте.1607 691 1 О 5пени, которой она достигает в случаях, когда связующее не применяют,Обычно минеральный наполнитель добавляют в форме водного шлама в кон-центрациях, известных для таких наполнителей,В качестве минеральных наполните"лей в состав бумаги может входитьили полностью составлять компонент минерального наполнителя наполнительнизкой плотности или большого насып.ного веса. Возможность добавлениятаких наполнителей в обычные бумажныемассы ограничивается удержанием наполнителей на сетке, обезвоживаниембумажной массы на сетке, а такжепрочностью изготовляемой бумаги вовлажном и сухом состоянии. Проблемы,которые возникают при добавлении таких наполнителей, могут быть практически устранены путем применения связующего комплекса по изобретению,что позволяет добавлять такие напол- .нители в количествах, превьппающих 25обычные, для достижения особых свойствбумажных изделий, Так, например, использование связующего комплекса всоответствии с изобретением обеспечивает получение бумажных изделий ЗОнизкой плотности и, следовательно,повьппенной жесткости при той же удельной плотности, одновременно сохраняяпрочностные свойства бумажных изделий(в частности, модуль эластичности,прочность на разрыв, поглощение энергии растяжения и сопротивление поверхностного вьпципывания) при том жеили более высоком уровне,40Предлагаемое связующее представляет собой сочетание катионоактивного компонента и в качестве анионоактивного компонента анионоактивного золя коллоидного силиката алюминия или 45 анионоактивного коллоидного золя модифицированной алюминием кремневой кислоты. Оптимальная удельная плошадь поверхности анионоактивных коллоидных частиц золя составляет 50-1000 м/г, предпочтительно 200-1000 м/г, причем наилучшие результаты наблюдали при .удельной площади поверхности приблизительно 300-700 м/г.При применении коллоидной модифицированной алюминием кремневой кисло- ты в форме золя используют золь, который до модифицирования алюминием содержит примерно 2-60 мас.Х двуокиси кремния, предпочтительнее приблизительно 4-30 мас.7 двуокиси кремния, икоторый модифицируют таким образом,что на поверхности частиц золя получают поверхностные группы с приведенным соотношением атомов кремния иалюминия. Такой воль может быть стабилиэирован щелочью при молярном соотношении двуокиси кремния н ИО10;1 - 300;1, предпочтительнее 15:1100:1 (И .- ион, выбираемый из класса,который включает атомы натрия, калия,лития и аммоний). Размер коллоидныхчастиц должен составлять менее 20 нм,предпочтительно средний размер частицдолжен находиться в интервале приблизительно 1 О - 1 нм (удельная площадьповерхности коллоидных частицмодифицированной алюминием кремневой кислоты, равная приблизительно 550 м /г,соответствует среднему размеру частиц, равному примерно 5,5 нм).По предпочтительному вариантупредусматривается использование золямодифицированной алюминием кремневойкислоты в сочетании с анионоактивными коллоидными частицами кремневойкислоты, обладающими максимальной активной поверхностью, а также малымразмером, который в среднем обычносоставляет 4-9 нм.В соответствии с изобретением вкачестве катионоактивного или амфотерного компонента связующей системыиспользуют катионоактивный или амфотерный углевод, катионизированный достепени замещения по меньшей мере0,01, но не свыше 1,0. Наилучшие результаты получают в тех случаях, когда углеводный компонент состоит изкрахмала, амилопектина и/или камедирожкового дерева, которые, следовательно, являются предпочтительнымиуглеводами,1(амедь рожкового дерева, которуюможно использовать в составе связующего в соответствии с изобретением,представляет собой амфотерную иликатионоактивную камедь рожкового дерева, 1(амедь рожкового дерева находят в природных условиях в семенахрожкового дерева, например Суапорэ 1.эСеСгаяопа 1 оЬцэ. Молекула камеди представляет собой маннан с практическипрямой цепью, которая разветвляетсячерез равные интервалы с единственными галактоэными звеньями на чередующихся маннозных звеньях. Маннозныезвенья связаны между собой посредством бета-(1-4)-гликозидных связей. 1 Галактозные разветвления получают посредством альфа-(1-б)-связей. Ка 5 тионоактивные производные получают реакцией между гидроксильными группами полигалактоманнана и реакционноспособными четвертичными аммониевыми соединениями, В случае использования камеди рожкового дерева приемлемая степень замещения катионных групп составляет по меньшей мере 0,01, предпочтительно 0,05, но она может достигать 1,0 Приемлемьщ интервал может составлять 0,08 - 0,5, Молекулярный вес камеди рожкового дерева находится в интервале 100000 - 1000000, обычно приблизительно 220000. При использовании в, качестве химичес кого средства для изготовления бумаги природная камедь рожкового дерева придает повышенную прочность, снижает уровень пылеобразования и улучшает условия процесса -формования бумажного 25 полотна, Однако природная камедь рожкового дерева затрудняет процесс обезвоживания, в результате чего снижается производительность или увеличивается требуемая продолжительность сушки. 30 Для исключения этого применяют химически модифицированные камеди рожкового дерева, которые являются амфотерными или катиоиоактивными.При использовании в качестве катионоактивного компонента катионоактивного крахмала последний получают из крахмалов, которые готовят из любых обычных материалов, в частности из кукурузного, пшеничного, картофельного, рисового и других крахма - лов, Катионоактивный крахмал получают замещением аммониевых групп в соответствии с известной технологией, причем продукт характеризуется различными степенями замещения, Согласно изобретению предпочтительно использовать материалы со степенью замещения 0,01 - 0,1 для катионоактивного крахмала. Наилучшие результаты получают в том случае, когда степень замещения находится в интервале приблизительно 0,01 - 0,05,.предпочтитель-. но примерно 0,02 - 0,04 (выше приблизительно 0,025, но ниже примерно О,ОЦ . Несмотря на широкое разнообразие аммониевых соединений при получении катионоактивных крахмалов предусмотренных для осуществления изобретения в составе связующего, предпоч" тительно использовать четвертичные соединения, Преимущественно примедяют катионизированный крахмал, который готовят обработкой исходного крахмала 3- хлор-оксипр опилтриметиламмонийхлоридом или 2,3-этоксипропилтриметиламмонийхлоридом, что поз воляет получить катионизированный крахмал со степенью замещения 0,02-0,04.При использовании в качестве катионоактивного углевода амилопектина предпочтитепьная степень замещения составляет 0,01-0,1, В этом случае приемлемы также аналогичный суженный интервал и более предпочтительные интервалы, что и для катионоактивногокрахмала.В процессе изготовления бумаги илиизготовления бумажного полотна связующее добавляют в бумажную массу перед формованием бумаги или бумажногоизделия соответственно на бумагоделательной или обезвоживающей машине.Порядок и место добавления обоих компонентов зависят от типа бумагоделательной машины, которую применяют впроцессе, а такжеот механическогоусилия, которому бумажная масса подвергается до ее подачи на металлическую сетку, Компоненты должны бытьраспределены в бумажной массе с учетом необходимости их совместного наличия при подаче на проволочную сетку, а также с учетом того, что онидолжны иметь предварительное времядля взаимодействия между собой и скомпонентами бумажной массы,Величина рН бумажной массы в процессе изготовления бумаги с использованием связующего комплекса в соответствии с изобретением не имеет решающего значения, поэтому она можетнаходиться в интервале 4 - 10, Однако величины рН, превышающие 10 и составляющие менее 4, неприемлемы, Темне менее в сравнении с немодифицированной кремневой кислотой, используемой в качестве анионоактивногокомпонента, получают значительно более высокие результаты, особенно принизких величинах рН в этом интервале.Можно также использовать другиехимические средства, применяемые приизготовлении бумаги, ь частности проклеивающие вещества, квасцы и томуподобное однако при этом необходимо,чтобы содержание таких средств не былЬ достаточно высоким, поскольку впротивном случае они препятствуют образованию агломерата анионоактивноймодифицированной алюминием кремневойкислоты и катионоактивного крахмалаи/или камеди рожкового дерева, и чтобы содержание данных добавок в рециркулируемой оборотной воде не сталослишком высоким и не препятствовалообразованию связующего агломерата.Таким образом, укаэанные химическиесредства обычно добавляют в системуна стадии, на которой образование агломерата уже завершено,- По изобретению весовое соотношение амфотерного или предпочтительнокатионоактивного компонента и анионоактивного коллоидного компонента измодифицированной алюминием кремневойкислоты должно находиться в интервале0,01;1 - 25:1, предпочтительно в интервале 0,25:1 - 12,5:1,Количество связующего, которое необходимо использовать, изменяется взависимости от достигаемого эффектаи характеристик конкретных компонентов, которые выбирают при приготовлении такого связующего. Так, например,если связующее включает полимернуюмодифицированную алюминием кремневуюкислоту в качестве компонента, состоящего из коллоидной модифицированной алюминием кремневой кислоты, можетпо 1 ребоваться большее количество связующего, чем в том случае, когда компонент коллоидной модифицированной алюминием кремневой кислоты представляет собой коллоидную модифицированную алюминием кремневую кислоту с у.ельной площадью поверхности 300 - 700 и /г, Аналогичнов том случае, если для катионоактивного компонента используют пониженную степень замещения, может потребоваться большее количество связующегопри условии, что коллоидный компонентмодифицированной алюминием кремневойкислоты остается неизменным,Когда бумажная масса не содержитминерального наполнителя, количествосвязующего обычно находится в интервале 0,1 - 15 мас.Х, предпочтительно0,25 - 5 мас.Е в пересчете на весовоеколичество целлюлозного волокна Эффективность связующего с использованием технических целлюлоз выше, благодаря чему для достижения заданногоэффекта при таких целлюлозах необходимо использовать меньшее количествоЯСАМ-С ЯСАМ-С Я СА 11-С ЯСАМ-С ЯСАМ-Р ЯСАМ-Р БСАВ-Р 38: 80 тяжении Олв е.,тонГрайнер ундГасснер ГмбХ,Мюнхен Е-прочность Содержание золы30 (по быстрому анализу на зольность) Показатель поглощения энергии прирастяжении ,ЯСАМ-Р 38:80В процессе испытаний готового бумажного полотна его вначале подвергают кондиционированию при 20 С навоздухе в условиях относительнойвлажности 65740 Измерения способности удерживать- .ся проводимые по примерам, осуществляют с помощью камеры динамическогообезвоживания (Вг 1 СС-айаг), котораяснабжена вакуумным насосом и измери тельной склянкой для отбора первых100 мл отсасываемой воды. Для измерений используют сосуд для обезвоживания, снабженный отводом, а также проволочной сеткой (проволока калибра40 мил, 1,024 мм) с размером ячеек310 мк. Скорость отсасывания воды регулируют посредством стеклянных трубок различного диаметра, причЕм вэкспериментах эта скорость соответствовала 100 мл/15 с, В данном случаеиспользуют следующий метод измерения:при перемешивании 500 мп сус-, , пензиибумаги со скоростью 1000 об/минначинают отсчет времени; связующего, чем при использованиицеллюлоз других типов, При примененииминерального наполнителя количество 5связующего может быть выбрано на основе массы наполнителя и находитсяв интервале 0,5 - 25 мас.7., обычно2,5 в . 15 мас.в пересчете на наполнитель.В примерах осуществления изобретения описаны различные методы помолаи свойства готовой продукции, приэтом используют следующие стандарты:Измельчение в массном Ролле Велли 25:76Степень помола:Канадский стандартный прибор для определения степени помола 21:65Лоппер - Риеглер 19:65Формование полотна 26:76Весовой показатель 6:75Плотность 7-75Содержание наполни 25 толя ЯСАМ-Р 5:63Прочность при рас 16076912. по истечении 15 с добавляют коллоидную кремневую кислоту и напалнитель; общее содержание сухого вещества (волокна + наполнитель) должно составлять 0,5%13, по истечении 30 с добавляют камедь рожкового дерева, амилопектин и/или катионоактивный крахмал;4, по истечении 45 с начинают отсасывание воды;5. первые 100 мл воды собирают и профильтровывают через фильтровальную бумагу сорта 00, которую предварительно взвешивают;6. фильтровальную бумагу высушивают, взвешивают и сжигают до образования золы;7, рассчитывают способность удерживаться.В ходе экспериментов используют технически доступные глину и мел, а также катионоактивный крахмал. Однако в качестве средств для удержания при этом используют указанные технически доступные средства,Используемый в экспериментах данных примеров мел "ЯЗОНА - ЯТЕ 11 ф ЙР" представляет собой натуральный высокосортный карбонат кальция аморфной структуры. Используемые глина сорта С и глина Сьюперфил представляет собой каолин.В качестве камеди рожкового дерева используют продукты следующих35 различных типов;ДН:НДРИВ 158 и 162 прецставляет собой камеди рожкового дерева катионоактивных типов, причем камедь Д 1 НЕНДРИВ 158 характеризуется умеренной, ДЖЕНДРИВ 162 высокой катионной активностьюСЕЛБОНД 1 120 и СЕЛБОНД, 22 представляют собой камеди рожкового дерева, СЕЛБОНД 120 представляет собой амфотерную камедь рожкового дерева какс катионоактивными, так и с анионоактивными свойствами,СЕЛБОНД 22 представляет собой слабо замещенную катионоактивную камедь рожкового дерева с добавленными четвертичными аммониевыми группами,ПЕРКОЛВ 140 представляет собой катионоактивный полиакриламид, который используют в качестве,цобавки, способуствующей удержанию.П ри и. е р 1. Приготавливают бумажную массу, содержащую 70% полностью отбеленной технической целлюлозы(полностью отбеленной березовой сульфатной целлюлозы и сосновой сульфатной целлюлозы, сосновый сульфат в соотношении 60:40) и 30% глины С,Техническую целлюлозу предварительно измельчают в лабораторном массномролле до степени помола по канадскому стандартному прибору 200 мл. Бумажную массу разбавляют до содержаниясухого вещества 0,5% и добавляют внее 1% квасцов, после чего величинурН бумажной массы добавлением сернойкислоты доводят до 4,0-4,5.Характеристики удержания и обезвоживания бумажной массы определяют приразличных дозировках химическогосредства, При измерении способностик удержанию применяют камеру динамического обезвоживания (Вг 1.С - аг).Скорость мешалки составляет 800об/мин, а номер сетки - 200 меш. Степень удержания этой тонкодисперснойфракции определяют при различных химических добавках, Катионоактивныйкрахмал представляет собой продукт накартофельной основе, степень замещения которого составляет 0,04,Испытаниям подвергают три различных анионоактивных компонента;А, Золь 15%-ной кремневой кислотыс удельной площадью поверхности 500м /г и величиной соотношения двуокисикремния и окиси натрия приблизительно40;В.Золь 15%-ной модифицированнойалюминием кремневой кислоты с удельнойплощадью поверхности 5 00 м /г и велигчиной соотношения двуокиси кремния иокиси натрия приблизительно 40 и содержанием 9% атомов алюминия на поверхности золя, что дает в общем0,46%-ное содержание окиси алюминияв пересчете на содержание сухого вещества в золе Соотношение Я;А 1 сос"тавляет 5,05,0,5, Соотношение углеводов к Я 1.0 г составляет 0,25:1.С. То же, что и в п.В, но с содержанием 25% атомов алюминия на поверхности золя, что дает 1,2% окисиалюминия в пересчете на общее содержаниесухого вещества в золе, СоотношениеЯз.;А 1 составляет 7,5:2,5, а соотношение углеводов к ЯхО - 0,21:1,На фиг,1 и 2 полученные результа-ты анализа представлены в форме диаг"рамм. Дозированное количество катионоактивного крахмала сопоставляют сдобавленным количеством в пересчетена сухое вещество бумажной массы. Дозирование осуществляют в следующемпорядке: вначале катионоактивный ккрахмал, а затем анионоактивный компонент. Из фиг.1 и 2 видно, что эффективность анионоактивного компонента заметно повышается с повышениемсодержания алюминия в золе,П р и м е р 2 0,5%-ную бумажнуюмассу из неотбеленной техническойцеллюлозы (сосновой сульфатной целлюлозы с перманганатным числом приблизительно 53 в соответствии со БСАКС 1) приготавливают аналогично описанному в примере 1 и подвергают измель"чению до 23 1 Р, причем величину рНдоводят до 4,5. В бумажную массу добавляют 10 глины С,Удержание тонкодисперсной массыпри различных дозировках химическихсредств определяют аналогично примеРу еПо этому примеру посредствомфи%ского проволочного сетчатого формующего цилиндра (ЯСАМ-С 2676) изготавливают лабораторные бумажные полотна. В качестве катионоактивногокрахмала используют крахмал на картофельной основе со степенью замещения 0,04, В данном примере используют два анионоактивных компонента:А, Золь 157-ной кремневой кислотыс удельной площадью поверхности 500м/г и величиной соотношения двуокисикремния и окиси натрия приблизительно 40;В, Золь модифицированной алюминием15%"ной кремневой кислоты с удельнойплощадью поверхности 500 м /г и величиной соотношения двуокиси кремнияи окиси натрия приблизительно 40, Содержание алюминия в пересчете на общее количество поверхностных группсоставляет 9%, что соответствует. 0,467. общего количества сухого вещества в золе. Соотношение Б 1;А 1 составляет 5,05:0,5, а соотношение углеводов к Б 102 - 0,22:1.Порядок доэирования аналогиченописанному в примереРезультаты анализов сведены втабл.1 и 2, а на Фиг. 3 эти результа ты приведены графически. П р и м е р 3. Удержание тонкодисперсной фракции определяют на бумажной массе как в примере 1. В качестве химических средств используют катиоСО 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ноактивную камедь рожкового дерева(ДИВНДРИВ"162) со степенью замещения0,18. Величину рН бумажной массы доводят до уровня приблизительно 4,5.В качестве анионоактивных компонентов используют следующие:А, Золь 153"ной кремневой кислотыс удельной площадью поверхности 500м /г и величиной соотношения двуокисикремния и окиси натрия приблизительно40В. Золь модифицированной алюминием157-ной кремневой кислоты с удельнойплощадью поверхности 500 м/г и величиной соотношения двуокиси кремния иокиси натрия приблизительно 40. Зольсодержит 25 атомов алюминия в.пересчете на общее число поверхностныхгрупп (кремний + алюминий), котороесоответствует 1,27 окиси алюминия впересчете на общее количество сухоговещества золя, Соотношение Б 1;А 1 составляет 7,5;2,5, а соотношение углеводов к Б 10 - 0,5:1,С, Золь чистого силиката алюминия,полученного осаждением жидкого стеклаалюминатом натрия. В лабораторных условиях могут быть приготовлены т,.оллоиды с размерами частиц примерно200 А (приблизительно удельная плошадь поверхности 200 м /г). Химичес 2кий состав: 88,07. двуокиси кремния;7,57. окиси алюминия и 4,4 окиси натрия, Содержание сухого вещества впродукте составляет 5,9%. Соотношение Б 1:А 1 составляет 4,2: 0,5, а соотношение углеводов к Б 10 - 0,5;1.Результаты данного анали"а сведены в табл,З.Иэ табл.З видно, что с повышениемсодержания алюминия в анионоактивномкомпоненте заметно повышается эффективность.П р и м е р 4. Приготавливают бумажную массу следующего состава: 19,7г/л термомеханической массы, измельченной до 70 мл СЯГ (по канадскомустандартному прибору), Суспензию волокон разбавляют до 3 г/л добавлением воды иэ машины для производстважурнальной бумаги, Добавлением сернойкислоты величину рН бумажной массыдоводят до 5,8-6,0,Характеристики обезвоживания бумажной массы определяют при различныхдозировках химических средств, послечего добавки в соответствии с изобретением сопоставляют с технически до 1607691 16ступным агентом для обезвоживания сизвестной эффективностью, а именно ссистемой ОРГАНОПОЛ-ОРГАНСОРБ . ЗтаФсистема химических средств состоит5из бентонитовой глины и анионоактивного высокомолекулярного полиакриламида. Такие химические средства дозируют в количествах, которые являютсяобычными при использовании химических .средств в бумагоделательной машине,Данную систему сравнивают с системойв соответствии с настоящим изобретением, которая состоит из катионоактивной камеди рожкового дерева состепенью замещения 028 (МЕИПРОИД9801) и золя .153-ной замещенной алюминием кремневой кислоты с удельнойплощадью поверхности 500 и /г и ве.2личиной соотношения двуокиси кремнияи окиси натрия приблизительно 40,причем на поверхности золя содержится 97. алюминиевых атомов (от общегоколичества кремния и алюминия), чтодает 0,462 окиси алюминия от общего 25содержания сухого вещества в золе.Соотношение Бх:А 1 составляет 5,05::0,5.Результаты анализа свецены втабл.4.30Дозировку химических средств производят в пересчете на добавляемоеколичество на тонну сухой бумажноймассы. Из результатов табл,4 очевидно что химическая система в соот 935ветствии с изобретением оказываетзначительный положительный эффект нахарактеристики обезвоживания бумажноймассы,П р и м е р 5. Данный пример приведен с целью показать, что зол:ь мо 40дифицированной кремневой кислоты (вособенности при малых величинах рН)обладает повьппенной эффективностью,действия на катионоактивный крахмал45в сравнении с золем немодифицированноикремневой кислоты, Реакционную способность можно рассматривать как меру эФФекта, достигаемого в бумажноймассе и в готовой бумаге,Испытание проводят слецующнм образоме Катионоактивный крахмал со степенью замещения 0,028 расворвот в воде до получения 0,57.-ного раствора. К 100 г этого раствора добавпяют анионоактивный компонент. В качестве анионоактивных компо;-ентов используют сл дующие продуз:ты: А. Золь 15%-ной кремневой кислоты с удельной площадью поверхности 500 м /г и величиной соотношения между двуокисью кремния и окисью натрия приблизительно 40;3. Золь 15-ной модифицированной алюминием кремневой кислоты с удельной площадью поверхности 500 м/г, величиной соотношения двуокиси кремния и окиси натрия приблизительно 40 и содержанием 5 Е алюминия в пересчете на общее число поверхностных групп (кремний+алюминий), что соответствует 0,257. окиси алюминия в пересчете на общее количество сухого вещества золя. Соотношение 81.,А 1 составляет 9,5:.0,5, а соотношение углеводов к Я 10,2 - 0,36:1.После добавления анионоактивного компонента раствор тщательно перемешивают с помощью высокоскоростного смесителя (Турбо-Микс). Далее этот раствор помещают в пробирку для центрифугирования и после 10-минутной обработки при скорости 3500 об/мин отделяют твердую фазу (комплекс анионоактивный компонент/крахмал), После центрифугирования с помощью пипетки отбирают 1 мл верхнего слоя, Образец подвергают анализу на определение растворенного крахмала (непрореагировавший крахмал), Таким образом можно определить долю прореагировавшего крахмала в пересчете на общее количество добавляемого крахмала, что также является мерой реакционной способности анионоактивного компонентав отношении катионоактивного крахма-.ла,Результаты испытаний приведены втабл,5.Количество компонентов А и Б выражено ь массовых процентах от массы анионоактивного компонента в пробе.Результаты испытаний показывают, нто золь модифицированной алюминием кремневой кислоты обладает повьппенной реакционной способностью в отношении катионоактивного крахмала в сравнении с зовем немодифицированной кремневой кислоты, что особенно заметно при пониженной величине рН,П р и м е р 6, .Изготовление карто. - на для складных коробок на большой бумагоделательной машине с интерформующими установками, Картон такого, сорта состоитиз 5 слоев, из которых первый слой выполнен из 903 полностью17 1607691 отбеленной сульфатной целлюлозы и 107. наполнителя (талька), слои с второго по четвертый выполнены из 803 уплотненной древесной массы и 203 оборот 5 ного бумажного брака, а пятый слой выполнен исключительно из полуотбеленной сульфатной целлюлозы.В ходе испытаний сопоставляют химические системы трех различных типов:1, ПОЛИМИР БК; технический обезвоживающий агент;2, Катионоактивный картофельный крахмал со степенью замещения 0,04 и коллоидная кремневая кислота с удельной площадью поверхности 500 м/г;3. Катионоактивный картофельный крахмал со степенью э амеще ния О, 04 и коллоидная замещенная алюминием кремневая кислота с удельной площадью поверхности 500 м /г и соотношением Бд;А 1 6:0,5 (поверхностные группы). 25Химические средства дозируют следующим образом: 200 г/т продукта ПОЛИПП 1 Б 1; после прохождения сит под давлением тремя центральными слоями (случай 1), В случае 2 в машинную ка" 30 меру добавляют 6 кг катионоактивного крахмала/т и 1,5 кг коллоидной крем-. невой кислоты/т также после сит под давлением. В случае 1 химические средства дозируют на том же этапе, что и в случае 2. Поскольку различные химические системы оказывают различные эффекты обезвоживания на машине, скорость и проиэводительность регулируют так, чтобы потребление водя-.40 ного пара подцерживалось иа максимальном уровне, т.е. производительность является мерой эффективности действия различных химических систем.Результаты анализа в Форме диаг раммы представлены на фиг,4 Золь модифицированной алюминием кремневой кислоты оказывает более сильный эффект, чем золь немодифицированной кремневой кислоты, и еще более значительный эффект, чем технически50 доступный продукт особенно при высоких величинах удельной массы картона.П р и м е р 7В данном примере углевод используют в Форме амилопектина оо степенью катионизации приблизительно 0,035 и содержанием азота приблизительно 0,317. Этот углевод 18используют совместно с эолем модифицированной алюминием кремневой кислоты с удельной площадью поверхности приблизительно 500 м/г, соотношением двуокиси кремния и окиси натрия приблизительно 40:1 и содержанием 97 алюминия в пересчете на общее число поверхностных групп. Соотношение Б: фА 1 составляет 5,05:0,5, а углеводов к Б 10 - 0,1:1. В качестве бумажнбй массы приготавливают бумажную массу для производства журнальной бумаги, содержащую 767. волокон и 247 наполнителя (глина С). Волокнистая фракция бумажной массы состоит из 227. технической сосновой сульфатной целлюлозы, 157 термомеханической массы, 353 древесной массы и 287 оборотного бумажного брака, отводимого иэ той же самой бумагоделательной машины. Бумажную массу отбирают из машины для производства журнальной бумаги и разбавляют оборотной водой, отводимой из той же машины, до концентрации 3 г/л, что оказывается приемлемым для испы-, таний на обезвоживание. Величину рН бумаяпой массы добавлением водного раствора гидрата окиси натрия доводят до 5,5. Способность к обезвоживанию бумажной массы (измерена в виде степени помола по канадскому стандартному прибору) определяют при раэ-личных дозах одного амилопектина или совместно с золем модифицированной алюминием кремневой кислоты, Химические средства дозируют в 1 л бумажной массы, концентрация которой составляг ет 3 г/л, при перемешивании со скоростью вращения 800 об/мин. Амилопектин добавляют в первую очередь при перемешивании, после чего перемешивание продолжают в течение 30 с. Затем при перемешивании добавляют эоль,после чего перемешивание продолжаютв течение еще 15 с. Проводят обезвоживаниеДалее бумажную массу перемешивают в течение 45 с. Затем добавляют амилопектин и производят обезвоживание,Из данных табл,6 и Фиг.5 очевидно,что амилопектин сам по себе дает незначительный обеэвоживающий эффект ичто сочетание золя модифицированнойалюминием кремневой кислоты и амилопектина дает значительно более сильный эффект обезвоживания, В лучшемслучае значение степени помола по канадскому стнадартному прибору удваи