Способ изготовления бумаги

ОЮЭ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК ЗЬП В 21 Н 5 РЕТ 477/29-17,82 21) 347 22) 26.46) 07.72) В.ИП.Топо 71) Цен ательск 53 676 о ССР тоавай ОСУДА СТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытииОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ( тральный научно-исследв ий институт бумаги(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУИАГИ, включающий размбл целлюлозы,модифицирование одной части размолотой целлюлозы катионным веществом,.а другой части - анионным вещест-вом, образование бумажного полотнас использованием формования и егосушку, отличающийся тем,что, с целью повышения механическойпрочности бумаги в сухом и влажномсостояниях размол целлюлозы осуществляют до 25-450 ШР, формованиюподвергают .каждую часть модифицированной целлюлозы до получения каждого слоя с массой 20-50.г/м, а образование бумажного полотна производят соединением сформованных слоев.Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и можетбыть испольэованс для изготовлениятехнических видов бумаги, прочнойкак в сухом, так и во влажном состоянии. 5Известен способ изготовлениябумаги иэ смеси немодифицированнойбеленой сульфатной целлюлозы и модифицированной аминосоединением, предварительно размолотой до 95-98 МРцеллюлозы со следующим соотношениемкомпонентов, мас,; немодифицированная целлюлоза 90-95 и модифицированная целлюлоза 5-10 Г 1 3.Однако бумага, полученная указанным способом имеет сравнительно невысокую механическую прочность.Известен также способ изготовления многослойной бумаги, состоящей иэ верхнего и нижнего впитывающих слоев бумаги и среднего слоя на основе полиолефина 2 .Однако известный способ изготовления не позволяет получать прочную бумагу и связан с рядом технологических сложностей.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления бумаги, включающий размол целлюлозы, модифицирование части ЗО размолотой целлюлозы катионным веществом, а другой части - анионным веществом, образование бумажного полотна с использованием формова. ния и сушку. В качестве катионного 35 вещества используют этиленимин, а в качестве анионного вещества - цианурхлорид. Согласно этому способу размол целлюлозы осуществляют до 57 ШР и формуют однослойную бумагу 4 О ( из одного потока ) из смеси (1;,1) целлюлозных волокон, модифицированных анионным и катионным веществами.Однако бумага, изготовленная и по этому способу, имеет также низкие механические показатели в сухом и влажном состояниях.Цель изобретения - повышение проч. ности бумаги в сухом и влажном состоянияха5 О Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления бумаги, включающему размол целлюлозы модифицирование части размоло 955 той целлюлозы катионным веществом, а другой части - анионным веществом, образование бумажного полотна с использованием формования и сушку, размол целлюлозы осуществляют до 25- 45 ОШР, формованию подвергают каждую ЬО часть модифицированной целлюлозы до получения каждого слоя с массой 20-50 г/м 2, а образование бумажного полотна производят соединением сформованных слоев, 65 Изготовление двухслойной бумаги иэ двух видов модифицированных целлюлозных волокон позволяет существенно повысить прочность бумаги в сухом и влажном состояниях. С целью равномерного распределения функциональ- ных групп по длине целлюлозных волокон, а также сохранения их прочности,предпочтительнее испольэовать длямодификации целлюлозу, размолотуюдо 25-45 аШР,ПОскольку вклад двойного электрического слоя в повышении прочностибумаги проявляется в большей степени при уменьшении массы 1 м (соот 2ветственно толщины ) двухслойнойбумаги, а также для предотвращениявозможных технологических затруднений, Обуславливаемых адгеэией влажного полотна бумаги к металлическимузлам мокрой части бумагоделательной машины, следует изготавливатьее с массой каждого слоя в пределах 20-50 г/м 2, При этом взаимодействие донорно-акцепторных функциональных групп модифицированных целлюлоэных волокон обусловливает образование в межволоконных зонах контактов двойного электрического слоя(ДЭС) плотность зарядов ксторогоимеет наибольшее значение в случаеиспользования для модифицированияцеллюлозных волокон, размолотыхдо 25-45 ШР. Наличие ДЭС доказаноэкспериментально путем регистрацииэмиссии электронов высоких энергий,Существенное возрастание прочности на разрыв двухслойной бумагисвидетельствует о там, что ДЭС вбумаге обладает "дальнодействием",проявляющимся в изменении объемныхсвойств целлюлозного материала.В качестве анионных веществ, содержащих акцепторные функциональныегруппы, используют предпочтительноакриловую Кислоту, сополимеры пОлиглицидилметакрилата с сульфитом натрия. В качестве катионных веществ,содержащих донорные функциональныегруппы, используют предпочтительнозтиленимин, сополимеры полиглицидилметакрилата с моноэтаноламином,Способ осуществляют следующимобразом.Беле ую сульфатную целлюлозуразмалывают до 25-45 ШР, затем разо,молотую массу делят на две части,одну часть модифицируют катионнымвеществом, другую - анионным. Эатем формуют два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 2050 г/мпри этом один слой формуютиэ целлюлозы, модифицированнойанионным веществом а другой - иэцеллюлозы, модифицированной катионным веществом. Для этого через специальное наливное устройство, расположенноев средней части сеточно 1052606го стола бумагоделательной машины, на сформованное влажное полотно из целлюлозы, модифицированной анионным веществом, подается такое же количество целлюлозы, модифицированной катионным веществом. Сдвоенное и спрессованное бумажное полотно поступает затем в сушильную часть бумагоделательной машины по обычной технологии.П р и м е р 1, Беленую сульфатную целлюлозу размалывают до 25 ОШР, затем размолотую целлюлозу делят на.две части. Одну часть целлюлозы модифицируют в течение 2 ч при 130 ОС катионным веществом - этиленимином при расходе последнего в количестве 3,2 моль на моль волокна. Вторую часть целлюлозы модифицируют анионным веществом - 9-ным водным раствором акриловой кислоты в присутствии персульфата аммония в качестве катализатора, Реакцию проводят в течение 30 мин при 90 С.Расход акриловой кислоты - 27 к массе абсолютно сухого волокна. Далее формуют два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 20 г/м при этом один слой формуют,из целлюлозы, модифицированной анионным веществом, а другой - из целлюлозы, модифицированной катионным веществом, Затем сдвоенное и спрессованное полотно поступает на сушку.Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.П р и и е р 2. Бумагу изготавливают аналогично примеру 1, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 50 г/м 2.Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.П р и м е р 3. Бумагу иэготавливают аналогично примеру 1, размалывая целлюлозу до 35 ШР. Модифицирование размолотой целлюлозы катионным веществом - глицидилметакрилатом осуществляют с модулем ванны 30 в течение 1 ч при ЗС в присутствиикатализатора - церия аммония азотно"кислого, затем полученный привитойсополимер целлюлозы и полиглицидилметакрилата обрабатывают в течение 3 ч при 57 оС и модуле, равном 30, 20-ным ацетоновым раствором моноэтаноламина. Модифицирование целлюлозы анионным веществом осуществляют путем обработки привитого сополимера целлюлозы и полиглицидилметакрилата в течение 1 ч при 70 С и модуле 30 30-ным водным раствором сульфита натрия, затем после окончания реакции волокнистую массу для перевода солевых групп в свободные сульфогруппы промывают 0,02 3 растворомсоляной кислоты при модуле 200Результаты механических испытаний приведены в таблице.П р и м е р 4. Бумагу изготав 5 ливают по примеру 1, размалывая целлюлозу до 45 ШР, формуя два слоябумажного полотна с массой каждогослоя 25 г/м 2. Модифицирование целлюлозы анионным веществом осуществ 1 О ляют по примеру 3,Резулътагы механических испытанийполученной бумаги приведены в таблицеП р и м е р 5 (по прототипу, Бумагу получают иэ модифицированныхцеллюлозных волокон, используя монокарбоксицеллюлозу и аминоэтилцеллюлоэу при соотношении взятых модифицированных целлюлоз 1:1.Результаты механических испытанийполученной бумаги приведены в таблице.П р и м е р б (контрольный ). Беленую сульфатную целлюлозу раэмалывают до 40 ШР, затем модифицируют катионным веществом этиленимином, Затем бумага массой 50 г/м 2 изготавливается обычным способом.Результаты механических испытанийполученной бумаги приведены в таблице.П р и м е р .7 (контрольный . Бумагу изготавливают по примеру б, модифицируя анионным веществом - акриловой кислотой,Результаты механических испытаний35 полученной бумаги приведены в таблице,П р и м е р 8 (контрольный 1. Беленую сульфатную целлюлозу раэмалы-вают до 40 ШР, затем изготавливаютЩ бумагу обычным способом,Результаты механических испытаний полученной бумаги приведейы втаблице,П р и м е р 9 (контрольный), Бумагу изготавливают аналогично примеру 1, размалывая целлюлозу до 20 фШР,формуя два слоя бумажного полотнас массой каждого слоя 30 г/мРезультаты механических испытаний полученной бумаги приведены втаблице,П р и м е р 10 (контрольный ).Бумагу получают аналогично примеру 1,размалывая целлюлозу да 50 ШР, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 30 г/м.Результаты механических испытаний полученной бумаги приведеныв таблице.П р и м е р 11 (контрольный 1. БубО магу получают аналогично примеру 1,формуя два слоя бумажного полотнас массой каждого слоя 15 г/м 2.Результаты механических испытаний полученной бумаги приведены втаблице,1052606 Масса 1 и бумаги, кг Прочность, Н Степеньпомола,ШР Функциональные группыэлектронов Двухслойной Однослойной Во влажном состоянии В сухомсостоянии о65,2 19,8 0,0435,0 9,2 0 11 Составитель В.ШиманскаяТехред И.Метелева Корректор О.Тнгор Редактор П,Макаревич Заказ 8807/22 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 П р и м е р 12 (контрольный ), Бумагу получают аналогично примеру 1, формуя два слоя бумажного полотна с массой каждого слоя 55 г/иРезультаты механических испытаний полученной бумаги приведены в таблице.Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет повысить прочность бумаги в сухом и влажном состояниях, соответственно, на 120н 300,Из анализа примеров 1-4, 9-10 (контрольных) и 11-12 (контрольных) видно, что выход за пределы предлаемых значений степени помола и массы каждого слоя бумажного полотна приводит к снижению прочности бумаги.