Способ проклейки целлюлозосодержащих волокнистых материалов

1 ц 439998 Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ(61) Зависимый от патента -(51) М.Кл, В 21 д 3/00Р 211 т 3/08 рссударстаенный комитет Савета Министров СССР оа делам изобретений и открытий(088.8) Иностранцы Ларс Карл Вестфельт, Карин Улла Элизабет Хельмер и Альф Рагнар Ройтерхелл(72) Авторы изобретения 71) Заявигель остранная фирмаКеманорд АБ(Швеция) ПРОКлеЙКи целлюлОЗОсОдеРЖАщихОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 54) СПОС 2 уоХС 7или группаГ де Х - группа -Изооретение относится к технологии производства целлюлозосрдержащих волокнистых материалов типа бумаги, а именно к способу их проклейки.Известны спосооы проклейки целлюлозосодержащих волокнистых материалов путем обработки составом на основе органического связующего.В качестве органического связующего обычно используют резинаты, которые связываются с целлюлозцым волокном с помощью сульфата алюминия.Другими известными связующими являются димерные алкилкетены, которые вступают в химическое взаимодействие с гцдроксильнымц группами целлюлозы.Эти вещества вводят в оумажную массу в дисцергировацном виде, причем предпочитают катцонцые диспергаторы,Дцмерные алкцлкетены имеют некоторые преимущества перед резинатами. Оци позволяют проводить обработку бумаги в нейтральной илц слабощелочной среде, что положительно сказывается ца ее свойствах. Кроме того, для получения одной и той же степени проклейки требуются значительно меньшие количества димеров. Обработанная бумага приобретает некоторую гцдрофобность, стойкость к молочной кислоте, чернилам.Однако для завершения процесса хцмического взаимодействия с целлюлозцым волокном димерные алкцлкетены требуют дополнительной термообработки. Кроме того, они чувствительны к имеющемуся в волокнистой массе сульфату алюминия,Для повышения эффекта проклейки материала в качестве органического связующего используют соединения общей формулы К 1 и К 7 - алкилы, арилы, аралкилы, алкарилы, циклоалкилы с числом атомов углерода 20 8 - 40, Кз - означает атом водорода, низшийалкил или имеет те же значения, что К, и К 7.Гидрофобные углеводородные радикалы К,и К 7 представляют собой, например, такие алкилы, как децил, ундецил, додецил, тридецил, 2 б тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецпл, окталецил, тетракозил, пента козил и другие, причем в случае необходимости, предпочитают алкилы с числом атомов углерода приблизительно 12 - 30.ао Соответствующие алкенильные группы содержат приблизительно 8 - 40 атомов углерода. В качестве таких групп можно назвать, цапример, децецил, тридеценил, гептадсцснил, октадеценил, эйкозенил, трикозенил и т, д, аралкл, алкарил и алкил, замещенный цклоалкил с числом атомов углерода по меньшей мере 8, например 4-трет, бутилфен, октилфенцл, динонцлфенцл, додецилфенпл, тридецилфенил, пецтадецилфенпл, октадсцилфецил, нонилциклопропил, додецилциклобутил, трцдеццлциклопентил, тетрадецилциклогексцл, пентадсцплциклогептил, октадецплцпклогексил и т. д.лобыс из таких алкильных, алксцильцых, а.ксрильпых и алкЛциклоалкяльцых групп, содержащх инертные заместители. В качсствс инертных заместителей можно упомянуть простой эфир, карбоалкоксн, а:килоксп, арилоксп, арлалкилокси, кето. (карбонил) - трет. амиды ц т. д.Соединения указанной оощей формулы можно получать известными способами. Так, например, соединения, в которых Х представляет собой группу К - О - , можно получать путем фосгенизацин соответствующего спирта К - ОН, в то время как соединеня, в котоК -рых Х означает группу п 2,ХЯ обладают некоторой катиоцной но получать путем фосгенирования соответствующих аминов.Подлежащие обработке целлюлозосодержащие волокнистые материалы представляют собой волокнистую массу, диспергпрова ц нуо в воде, а также бумагу, картон, стружечцыс пл иты.Соединения, предлагаемые в качестве органического связующего, могут быть нанесены на материал известным способом в виде раствора или дисперсии.Примером наиболее рекомендуемого способа пропитки,целлюлозцых волокон является приготовление дисперсии предлагаемых соединений в воде, которую добавляют к волокнистой массе. При приготовлении дисперсии применяют диспергатор, имеющий аниоцныс, катионные или неионогенные свойства или смесь таких свойств.Предпочтительно применяют катионный диспергатор. В качестве примера катионного диспергатора можно упомянуть полиэтиленимиц, полиалкилен-полиамидные смолы, катионный крахмал и т. д.Диспергаторами особого типа, обладающими хорошей адгезией к волокну, являются такие, как аминохлориддиметилдистеарил или а миногидрохлориддиметилстеарил.Применяемые по предлагаемоиу способу соединения, где Х представляет собой группуТаблица 1 Хлорфоранат пз расчета на сухое волокноо ю Совв50 Пропптывакнее ненествоЦгтилх;орформнат 0,022 26Хлорформиат из Л 11 о 1 0,022 71 Холестерилхлорфораиат 0,033 16 Холестерилхлорфортаиат 0,022 40 Борненлхлорформиат 0,035 34 4-трет.,Бутилхлорформиат 0,033 39 а-фенилэтнтхлорформнат 0,030 33 р-Нафтилхторформиат 0,035 37 Пример 2. 60 г,катионного крахмала растворяют в 1900 мл воды. Раствор нагревают 65 до 65 С и 40 г расплавленного и нагретого 5 1 О О и г О 35 40 45 активностью и, следовательно, хорошей адгезией к целлюлозным волокнам и в некоторых случаях не требуют введения дополнительного усиливающего адгезию вещества, например для покрытия поверхности бумаги, картона и т. д.Предлагаемые соединения применяют в количестве более 0,001 вес. % из рассчета на сухие волокна путем добавки к волокнистой массе или нанесения на поверхность бумаги. Верхний предел не является критическим, но указывается по экономическим соображениям. Количество предлагаемых соединений составляет 0,001 - 5 вес. %, предпочтительно 0,005 - 0,5 вес. % из расчета на сухие волокна. Волокнистая суспензия или концентрированные волокна могут также содержать и другие добавки, обычные в производстве бумаги, картона, фиорового картона, стружечных плит, такие, как сульфат алюминия, наполнителц, пигменты, усиливающие адгезию вещества, пенога. сящие вещества и т. д,П р и и е и 1. Непроклеецные бчмажные листы весом 65 г/м прц значении рН 8,0 изготовляют в лабораторной лцстоотливной цилиндрической бумагоделательной машине из отбеленной сульфатной целлюлозы, которая была измельчепа приблзительно до 30 ЯК. Листы с чшат и подвергают кондиционированию (при 20 С и 65% относительной влажности). Затем листы пропитывают погружением цх ца несколько секунд в 0,15%-ный раствор цетилхлорформиата в бецзолс, после чего избыток раствора удаляют. Пропитанные листы счшат н подвергают термообработке в течение 20 мин 1 р и 120 С. После кондиционирова ния определяот число Кобба (в соответствии со стандартом ЯСАХ - Р 12:64),Таким же образом пропитывают бумагу с помощью хлорформпатов, полччецных в результате фосгенизацни АБО 20+К зарегистр;рованцый товарный знак для смеси пепвичпых спиртов с прямой цепью 55% Сап, 25% С 2 и 10% Са 4) и холестерола, борцеола. р-нафтола, 4-трет. бутилфенола и а-феИлэтилового спирта. Результаты приведены в табл. 1.439998 5 Таолнца 2 20 Количество хлорфорыната нз расчета на сухое волокНО, ОВКоличество усиливающего адгсзию вещества из расчета на сухоеволокно, о,Сов ви ги 0,15 22 0,08 Таблица 4 Количество карбоыоилхлорилч из рас чста иа сухое волокно,Совв г ыПриыср 22 0,2 20 0,2 0,2 Таблица 345 Количествопропитывающего вещества нз расчета на сухие волокна, % Тсыгература плавлении, С Соввзо Заместитель г/мг 50 67 - 69 0,015 56 - 58 0,015 54 - 56 0,015 101 - 103 0,015 2055 22 60- О -0,020 21205 0,20 0,10(20 (20 22,5 05 0,05 с 20 до 65 С хлорформиата Ао (пример 1) добавляют в процессе гомогенизацип. Дисперсию подвергают дальнейшей гомогенпзации в гомогенизаторе высокого давления, после чего ее быстро охлаждают приблизительно до 25 С.П р и м е р 3. Отбеленную волокнистую массу, измельченную приблизительно до 30 ЬК В концентрации 2%, разбавляют до 0,2% су.(ого содержания. Затем добавляют известковый раствор (20% из расчета на сухое волокно) 10 и, размешивая, подают приготовленную в примере 2 дисперсию, после чего в качестве уси.ливающего адгезию вещества добавляют :0,1%-ный водный раствор полимера Х 150 (0,08% катионного винилпиридинового поли мера фирмы Ып 1 оп СагЬЫе).Листы формуют и прессуют, сушат в течение 15 мин при 100 С и подвергают кондиционированию. П р и м е р 4. Непроклеенные бумажные листыы весом приблизительно 70 г/мг при значении рН 8,0 формуют в лабораторной листоотливной цилиндрической бумагоделательной машине из отбеленной сульфатной целлюлозы, которая измельчена приблизительно до 30 Ы, Листы сушат и подвергают кондиционированию (при 20 С и 65% относительной, влажно- з 5 сти), Затем листы пропитывают погружением на несколько секунд в раствор 0,1 %-ного замещенного карбамоилхлорида в бензоле, а избыток раствора удаляют. Пропитанные листы сушат при 60 С в течение 40 мин и подвергают 40 термообработке при 105 С в течение 30 мнн. После кондиционирования определяют число Кобба в соответствии со стандартом ЯСАМ - Р 12:64. К.= СНзКз = С 1 ВНззКг - Кз - С ВН 32Кг = - С 1 вНзз Кз=цинлогенсилКо= СН 32К,=феннлКг= СНз К,=СНВ - (СН 2) ,- - (СН 2)3КВ=СНзКВ=СВНыК,=КВ=СН.:.КВ=СНз,КВ=СыН П р и м е р 5. 10 г карбамоилхлорида, где К =КВ=Г 1 ВНзг, расплавляют при 60 С н в процессе гомогенизации в течение 5 мин добавляют 90 г дистиллированной воды. Затем эмуль;ию быстро охлаждают до 25 С для получения стаоильной дисперсии. П р и м е р 6, 1 О г карбамоплхлорпда, где Кг=Кз=С 1 ВНз;, и 0,5 г хлорида дпстеарилдиметиламмония вместе расплавляют и в процессе гомогенпзацип в течение 5 мин добавляют 89,5 г дитиллировавной воды (60 С). Для получения стабильной дисперсии эмульсию оыстро. охлаждают до 25 С,П р и м с р 7. 10 г карбамоплхлорида, где Кг=Кз=СВНзг, расплавляют и в процессе гомогснпзации в течение 5 мин добавляют 90,0 г дистиллированной воды (60 С), содержащей 0,5 г водорастворпмого катпонного полиакриламида, Для получения стабильной дисперсии эмульсию быстро охлаждают до 25 С. Полученную таким образом днспспс 1 по применяют в качестве вещества для пропитки бумаги аналогично описанным в примепс 1 образом. Результаты приведены в таол. 4. П р и м е р 8. Прц изготовлении пористого фибрового картона к волокнистой массе добавляют 0,20% карбамоилхлорпда мстилстеарила из расчета на вес сгсого волокна. Плиты сушат в течение 2 час поп постоянно повышающейся температуре от 20 С до 160 С. Абсорбцшо воды картонных плит определяют в соответствии со стандартом сз 15 235105, причем исследуемые образцы, имеющие размеры 100 Х 100 Х 10, погружают в воду в течение 2 час. Нормальная степень абсорбции колеблется у изготовленного в промышленном масштабе картона в пределах 155 - 300% в зависимости от условий термообраоотки.Абсорбция воды картоном, пропитанным димерным алкилкетеном, составляет 180%, а абсорбция воды картоном, пропитанным, как описано выше, - 35%. Предмет изобретения Способ проклейки цел.1 юлозосодержа щих волокнистых материалов путем обработки составом на основе органического связующего, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекта проклейкп материала, в качестве орВаказ 647 Изд,2022 Тираж 456 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Обл. тип, Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли ганичеокого связующего используют соединения общей формулы 1 г Х - группа К, - О - или группа Мгде К 1 и Кг - алкилы, арилы, аралкилы, алкарилы, циклоалкилы с числом атомов углерода от 8 до 40; Кз - означает атом водорода, низший алкил или имеет те же значения, что Ки КгПриоритет по пунктам и признакам.15.07.71 по п. 1 при Х - группа К 1 - О -1 б.11.71 по п, 1 при Х - группа К,К