Способ осаждения дисперсных частиц

)533692 Союз Советских Социалистических РеспубликВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛ двт. свид ополнительцо 51),1.Кл.- О 21 0 3/00(22) Заявлено 24.02.75 (21) 2106944/12 присоедцценцех23) Приоритет -асударственныи номнте овета Министров СССР 3) Опубликовано 30.10,76. Бюллетень М 4 53) УДК 676.01,9но делам изобретен н открытий описания 01.12,76 45) Дата опубликова Авторы зоб рете Талмуд, Ю. А, Крылатои В, В, Тесленко(71) Заявители Цеи ьиый научно-исследовательский институЛенинградский технологический институцеллюлозно-бумажной промышленности ума ИСПЕРСНЫХ ЧАСТ(54) СПОСОБ ОСАЖДЕН Изобретение относится к бумажному про. изводству, в частности к способам осаждения дисперсных частиц (клеевых, насюлняющих и прочих, вспомогательных веществ) на волокне при изготовлении бумажной массы, и может о быть использовано в бумажном и картонном производстве.Известны способы осаждения, клеевых частиц на поверхности волокон путем введения химичсскцх коагулянтов (глинозема, алюмц ната натрия и др.), а также различных поверхностно-активных веществ для получения равномерного распределения частиц в массе и осуществления прочного сцепления клеевых ч асти ц с поверхностью вол окна.15Осажденце клеевых частиц на поверхности волокна при введении химического коагулянта сопровождается произвольно проходящим процессом перезарядки и десолыватации поверхности клеевых частиц увеличением их 2 О размероз, что снижает кроющую способность клеевых частиц и вызывает неравномерность распределения их на поверхности во. локна, Таким образом, процесс осаждения клеевых частиц на волокне сопровождается, как правило, вредным процессом гомокоа. гуляции клеевых частиц.Кроме того, известны способы осаждения дисперсных частиц на подложку в постоянном или импульсном поле. При этих способах под. ЗО ломка, на .которую осаждаются диспсрсцые частицы, должна выступать в качестве анода илц катода. Такце способы не могут быть использованы при производстве бумажной массы.Наиболее близким к предлагаемому цзоб ретению является способ производства бумаги из волокнистой смеси, содержащей отрицательно заряженные коллодцые чат:.цы, заключающийся в прохождении потока этой смеси между электрически заряженнымц анодными ц катодными электролами и выдерживании этой массы в электрической зоне между электролами в течение времени, цеоб ходимого для того, чтобы отрицательно заряженные коллоцдные частицы прцтягивалцсь к аноду ц удалялись от него как положительно заряженные гелевые частицы, В результате положительно заряженные гелевые частицы удаляются от анода вместе с отрицательно заряженным целлюлозным волокном ц электрически статически притягиваются к нцм,Скорость потока волокнистой массы, размеры электродов ц цх распределение в цаправлсццц потока определяются времецсм, в течение которого в любой части этой смесп, проходящей через электрифицированную зо. ну, отрицательно заряженные коллоцды цсцтягцваются к положительно заряженному электроду и при контактцрованип с ццм получают положительный заряд электричества и удаляются в виде геля.Полобный процесс возможен лишь при ус. ловии эффективного перемешцвания волокнистой смеси при концентрации волокна не выше 1%,Однако этот способ вызывает укрупнение клеевых частиц как в момент перезарядки их ца электродах, так и в объеме волокнистой смеси за счет того, что величины рН 4,2 - 4,7 в смеси создаются в моменткогда частицы еще не осели ца волокно, а находятся в водной фазе смеси. Укрупнению коллоидных частиц способствует взаимодействие в водной фазе смеси, находящейся в электрической зоцс, исходных отрицательно заряженных коллоидных частиц и положительно заряженных гслевых частиц.В результате такой обработки,коллоплные частицы претерпевают необратимые изменения своих поверхностных свойств до момента их осаждения ца волокно и способы осаждаться це только на поверхность волокна, но и на ,поверхность оборудования, вызывая необрапимые потери клеевого материала и создавая липкие отложения, ухудшающие условия проведеция процесса, Все это приводит к снижению степени удержания ца волокне,коллоилных частиц ц снижению равномерности распределения их в волокнистой смеси.Цель изобретения - сократить время процесса и повысить качество бумажной массы за счет равномерного осаждения и сохранения исходного размера частиц,Это достигается тем, что в спосоое, включающем механпче"кое смешение дисперсных частиц с волокном, обработку полученной сме си внешним электрическим нолем и введение химического коагулянта, механическое смешение дисперсных частиц с волокном ведут до образования волокнистого структурированно. го слоя 2 - 8%-ной концентрации, а обработку полученного слоя внешним электрическим полем производят в течение 10 - 60 сек при напряженности 10 - 200 в/см с помощью не- растворяющихся электродов, причем химический коагулянт вводят при непрерывном воздейспвии электрического поля,Под воздействием внешнего электрического,поля на смесь волокна и дисперсных частиц в виде волокнистой папки происходят обратимая фиксация (т. е. такое осаждение дис. персных частиц на волокне, при,котором, в случае вьиключения электрического поля, дисперсные частицы диффундируют в водную фазу волокнистой массы) дисперсных частиц на волошские под действием поляризационцых сил без изменения поверхностных свойств дисперсных сил частиц волокна и удержание дисперсных частиц на волокне, При воздействии электрического поля напряженностью 10 - 200 в/см в течение 10 - б 0 сек достигается полное осаждецие на волокно и удержание на цем дисперсных частиц. Обработка массы химическим коагулянтом после полного осаж 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 дсния дисперсных ча:тиц электрическим полем ца волокне изменяет поверхностные свойства дисперсных частиц, уже находящихся вконтакте с волокном, исключая тем самымвозможность их слипания и неравномерногоперераспределения в массе. Отсутствие пере.мешивания волокнистой массы в зоне дейст.вия электрического поля предотвращает .поЛхол и соприкосновение дисперсных частиц сэлектродами, вызывающее их перезарядку иукрупнение.П р и м е р 1. Волную дисперсию живич.ной канифоли, полученную методом заменырастворителя из ацетонового раствора канифоли, смешивают с волокнами беленой сульфитцой целлюлозы.Электрокинетический потенциал частицдисперсии канифоли составляет 40 мв. Срелнеэффективный радиус частиц дисперсии ка.нифоли 1,1 10см.Электрокицетический потенциал целлюлозы составляет 14 мв. Осажление дисперсииканифоли на волокнистом структурированномслое 2%-ной,концентрации ведут в электрическом поле напряженностью 150 в/см в течение 20 сек с помощью нерастворяющцхсяэлектродов, При воздействии электрическогополя вводят химический коагулянт - алюми.ций сернокислый - в количесгве, обеспечивающем рН волокнистой массы 4,5.Эффективность осажления канифоли оценивают по увеличению содержания в обрабатываемом,волокне веществ, экстрагируемыхацетоном.Получена 97%-ная эффективность осажле,ния. Микроскопцче"кц установленный среднеэффективцый ралиус о:ажленных ца волокнечастиц 1,1 10-4 см.П р и м е р 2, Процесс ведут аналогичнопримеру 1 при напряженности внешнего поля200 в/см, время обработки 10 сек.Получена 100% -ная эффективность осаждения. Микроскопически установленный радиус осаждения на волокне частиц 1,05 ХХ 10 - 4 см,П р и м е р 3. Осаждение белого канифольного клея, полученного из живичной,канифоливедут на волокнах сульфптцой целлюлозы.Электрокинетическцй потенциал частиц клеясоставляет б 0 мв, среднеэффективный радиусчастиц клея 1,5 10- см; волокно аналогично примеру 1;,расход клея составляет 3% отвеса волокна; напряженность поля 200 в/см;время обработки 20 сек. Расход глинозема 3%от веса волокна.Эффективность осаждения 100%. Микроскопичеаки установленный среднеэффективный радиус осажденных частиц клея 1,5()(10-4 см,П ри м е р 4. Осажление белого канифольного клея ведут аналогично примеру 3, Концентрация волокнистого слоя б%. Время обработки 20 сек. Напряженность внешнего по.,ля 50 в/см. Расход серцокислого алюминиясоставляет 3% от веса волокна,533692 Формула изобретения Составитель М. Никулина Техред В, РыбаковаКорректор И. Симкина Редактор М. Дмитриева Заказ 1026/1573 Изд.1779 Тираж 520 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип, Харьк, фил. пред. Патент Эффективность осаждения 100%. Микроскопически установленный радиус осажденных частиц 1,5 10 - см.П р и м е р 5. Осаждают клей аналогично примеру 3. Волокно представляет собой папку с концентрацией 6%. Время обработки 20 сек. Напряженность внешнего поля 50 в/сн, Глинозем вводят аналогично примеру 3.Эффективность осаждения 100%. Микроскопически установленный радиус осажденных частиц 1,5 10- см.П р им е р 6. Осаждают елей аналогично примеру 3. Концентрация волокнистого слоя 4 . Время обработки 60 сек. Напряженность внешнего поля 10 в/см, Глинозем аналогично примеру 3,Эффективность осаждения 90%. Микроскопически установленный радиус осажденных частиц 1,5. 10 -см.П р и м е р 7. Осаждают клей аналогично примеру 3. Концентрация волокнистого слоя 8%. Время обработки 40 сек. Напряженность поля 20 в/см. Глинозем аналогично приме- РУ 3. Эффективность осаждения 96%. Микроскопически установленный радиус осажденных частиц 1,5 1 О - см.Использование предлагаемого способа обеспечивает, по сравнению с известными способами (в том числе способом прототипа), следую 1 цие преимущества: а) сохранение исходной степени дисперсности вводимых в волокнистую массу дисперс. ных частиц;б) равномерное распределение дисперсных частиц на поверхности волокон массы;в) предотвращение образования на обору ловании липкого осадка из диспергированных часгиц. Способ осаждения дисперсных частиц, например клеевых, на волокне при приготовлении бумажной массы, включающий механическое смешение дисперсных частиц с волокном, обработку полученной смеси внешним электрическим полем и введение химического коагулянта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, 20 с целью сокращения времени процесса и повышения качества бумажной массы за счет равномерного осаждения и сохранения исходного размера частиц, механическое смешение дисперсных частиц с волокном ведут до образования волокнистого структурированного слоя 2 - 8%-ной концентрации, а обрабогку полученного слоя внешним электрическим полем производят в течение 10 - 60 сек при напряженности 10 - 200 в/см с,помощью нераст.воряющихся электродов, причем химический коагулянт вводят при непрерывном воздействии электрического поля,