Состав покрытия бумаги и картона

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в, Аушрай 4-47) 70-85 14, 94-29 0,06-0,1 имеет концентр5-8,0, свидетельство СССР21 Н 1/24 р 19729 2776912 у7 (прототип) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ БУМАГИ И КАРТОНА, содержащий натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, пигмент и диспергатор, о т л и ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью, уменьшения впитываемости покрытия и улучшения его нанесения за счет уменьшения налипания состава на оборудование, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.Ф:Натриевая солькарбоксиметилцеллюлозыПигмент 88.Диспергатор 2При этом состав агав цию сухих веществ 1 еИзобретение относится к нанесениюповерхностных покрытий на бумагу икартон, преимущественно к нанесениюпокрытий на клеильном прессе.Известны составы для поверхност"ной обработки бумаги и картона наоснове суспензий пигмента в растворесвязующего. В качестве пигмента онивключают каолин или смесь каолинас минеральными или органическиМи пигментами, а в качестве связующего 10смесь сополимера акрилатов и метакрилатов с протеином, казеином или латексом. Соотношение пигмент: связующее в этом составе равно 33,3:66,7 Я,Однако использование таких,составов для проклейки бумаги и картонана клеильном прессе приводит к заметному снижению сопротивления проникновению жидкостей, например увеличениювпитываемости воды и ксилола по срав" 20нению с покрытиями, не содержащимипигментов.1,Известны составы для поверхностной проклейки, не содержащие пигмент,25прйменяющиеся для покрытия многихвидов бумаги и картона, напримерсостав на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлоэы (КМЦ) ( 2).Этот состав обеспечивает достаточно малую впитываемость покрытойбумаги, но его нанесение на бумагуили картон затруднительно при концентрации в нем сухих веществ более2-2,5 масиз-за .высокой вязкости,.Снижение концентрации покровных составов приводит к увеличению затратэнергии на сушку бумаги и картонаи трудовых затрат на приготовлениетаких составов,.Известен состав для поверхностной 40обработки бумаги, включающий пигмент(карбонат щелочноземельного металла)и связующее в виде смеси окисленногокрахмала и многоатомного предельногоспирта 3 ),45Соотношение между пигментом и связующим находится в пределах от5,5:94,5 до 8:92, Его вязкость приувеличении концентрации состава растет почти так же быстро, как и вязкость раствора связующего, не содержащего пигмент,,Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является состав, содержащий натриевую соль карбоксиметклцеллюлозы, пигмент и диспергатор ) 4) .Состав содержит указанные компо- .ненты в следующих количествах,мас.:Натриевая сольфКМЦ 5-1 5Пигмент 84166-94 ф 62Диспергатор 0,34-0,38 60Концентрация сухих веществ в составе 30-65.Однако бумага и картон, покрытыетаким составом, имеют высокую впитываемость, не отличающуюся от впиты ваемости непокрытой поверхности.Кроме того, при нанесении составсильно налипает на валы клеильногопресса и сушильные цилиндры,что исклю.чает воэможность его длительнойэксплуатации, Цель изобретения - уменьшение впитываемости покрытия и улучшение егонанесения путем уменьшения налипания состава на оборудование.Поставленная цель достигается тем,что состав покрытия бумаги и картона, содержащий натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, пигмент и диспергатор, содержит указанные компоненты в следующих количествах, вмас,:Натриевая солькарбоксиметилцеллюлозы 70-85Пигмент 14,94-29,88Диспергатор 0,06-0,12при этом состав имеет концентрациюсухих веществ 1,5-8,0.Состав может дополнительно содержать целевые добавки, такие как регулятор рН состава, оптически отбеливающее вешество, пеногаситель,пластификатор, комплексообраэовательбеэ изменения количественного соотношения указанных выше обязательныхкомпонентов,Следствием существующего специфического взаимодействия молекул КИЦи поверхности минеральных частиц пиг.мента является снижение вязкостисостава, содержащего КМЦ и пигмент.Вязкость резко снижается в диапазоне 15-30 пигмента от массы сухихвеществ состава (под массой пигментаподразумевается сумма масс собственно пигмента и его диспергатора) .Дальнейшее увеличение содержанияпигмента незначительно влияет навязкость составов, включающих КМЦНо при содержании более 50 пигмента от массы состава на основе КМЦсила когеэии в пленках состава становится меньше силы его адгеэии крезине и металлам, вследствие чегопроисходит интенсивное налипаниесостава на оборудование.Впитываемость поверхности покрытой бумаги и картона мало изменяется при вариации количества пигментаот 0 до 30 от массы сухих веществ состава. Дальнейшее увеличение количествапигмента приводит к очень быстрому возрастанию впитываемооти покрытой бумаги и картона и при содержании около 75 пигмента от массы сухих веществ состава впитываемость покрытойим поверхности не отличается от впитывасмости бумаги и картона до нанесения покрытия.Приготовление предлагаемого состава и его преимущества перед иэвестными приведены в следующих примерах,В примерах 1 - 10 представленысоставы в порядке возрастания содер-,жания в них КМЦ.П р и м е р 1 (прототип). Смешением раствора КМЦ марки 75/400(ОСТ 6-05-386-73) с. концентрацией5, суспензии каолина марки БП(ТУ 21-25-146-75) с концентрацией50, приготовленной с добавлением0,4 пирофосфата натрия (от веса каолина) в качестве диспергатора и воды 10приготовляют композицию, содержащую90 каолинл и 10 КМЦ, вязкость кото.рой при концентрациях 2,0:3,5 и 5,0указана в табл,1. В табл.1 приведены величины впитываемости по ксилолу для образцов бумаги из 100 сульфитной хвойной целлюлозы марки А массой 80 г/м, покрытой этими композициями на лабораторной установкес ракелем Майера (по три образцадля каждой концентрации состава).П р и м е р 2 (прототип).Из техже компонентов, что и в примере 1,готовят композицию, мас.: каолин 85,КМЦ 15. Результаты испытаний приведены в табл,1,П р и м е р 3 (контрольный)Используя компоненты и методику при-,мера 1, приготовляют композицию,мас.: .каолин 65, КМЦ 35 показателикоторой указаны в табл.1.П р и м е р 4 (контрольный).Компоненты состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.г каолин 50КМЦ 50. Результаты испытаний приве-.дены в табл.1. 35П р и м е р 5 (контрольный) .Состав готовят, мас.; каолин 40,КМЦ 60 по примеру 1. Результаты испытаний приведены в табл.1.П р и м е р б (предлагаемый).Готовят композицию, мас.: каолин29,88, диспергатор 0,12 и КМЦ 70,которые имеют характеристики, приведенные в примере 1. Результаты испытаний приведены в табл.1. 45П р и м е р 7 (предлагаемый).Компоненты, состава по примеру 1. Ком.позиция содержит, мас,: каолин 20и КМЦ 80. Результаты испытаний приведены в табл,1. 50П р и м е р 8 (предлагаемый) .Компоненты состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.: каолин.14,94, дисцергатор 0,06, КМЦ 85; Результаты испытаний представлены втабл 1.55П р и м е р 9 (контрольный).Компоненты состава по примеру 1, Компознция содержит, мас.: каолин 5 и КМЦ 95. Результаты испытаний приведены в табл.1П р и м е р 10 (базовый объект). Раствор КИЦ беэ пигмента. Результаты испытаний предсвавлены в табл.1.Иэ табл. 1 видна целесообразностьиспользования смеси пигмента и диспергатора в количестве 15-30. Применьшем содержании пигмента резковозрастает вязкость состава, в 2-2,5раза.При большем содержании пигментабыстро увеличивается впитываемостьпокрытой поверхностиПримеры 6 и 7соответствуют преимущественному диапазону содержания пигмента в составе.П р и м е р 11. По методике, описанной в примере 1, Готовят составы,включающие каолин марки БП(ТУ 21-25-146-75), сульфат бария марки А (ГОСТ 5694-77) и двуокись титана марки А(ГОСТ 9808-75) в количестве 30 (вместе с диспергатором)и 70 КМЦ марки 75/400 (ОСТ 6-05-386"73) от массы сухих вещеста состава.Концентрация составов 4.Результаты испытаний этих составов приведены в табл.2,.Из приведенных в табл.2 результатов видно, что тип пигмента, выделенного иэ группы пигментов, обычно используемых при производстве бумаги, не влияет на качество состава для поверхностной обработки бумаги и картона.В, табл 3 приведены сравнительные данные, иллюстрирующие эффективность предлагаемого и известного составов при различном содержании в нем сухих веществ.Снижение концентрации составов для поверхностной обработки бумаги и картона ниже 1,5 нецелесообразно, поскольку впитывающая способность поверхности приближается к ее впитывающей способности без покрытия (не наблюдается защитного действия покрытия).1Увеличение концентрации сухих веществ свыше 8 не позволяет наносить такие составы на существующем оборудовании даже в нагретом до 60- 70 С состоянии.еКритическое значение вязкости, позволяющее использовать составы на клеильном прессе, составляет 400- 500 мПа.с.,при 201 фС, при концентрации сухих веществ, В При- меры Впитываемость по ксилолу, (с) для покрытий,нанесенных из составовс концентрацией сухихвеществ, Ъ Каолин+диспергатор (пирофосфат натрия)мас.Ъ Натриевая соль карбо- ксиметилцеллюлозы,мас,Ф 35 5,0 г,о 2,0 Зр 5 5,0 16,0 17,0 17,0 17,0 16,5 18 рО 85 410 1000 90 400 1010 90 10 85 15 35 95 410 1000 20 0 17,0 17,5 65 100 420 1020 90 400 1010.80 375 985 85 385 1000 100 400 1010 190 910 2495 203 980 2685 220 340 47 О 38(0 61,0 75,0 70) 0 . 860 94 фО 50 50 40 60 30 70 69 рО 83,0 102,0 20 80 72,0 84,0 101 рО71,0 850 98/О74,0 87,0 1000 85 8 15 95 100 10 Степеньпроклейки (метод сухого индикаторра)с Впитываемость Ва- риант При одностороннем смачивании за ЭОспо воде, г/м По ксилолу, с 70 520 95 70 510 92 70 530 96 53 Композиция сухих веществв составах для покрытиябумаги и картона Композиция сухих веществв составах Пигмент+дис- КМЦ, мас.Фпергатор,мас,Ъ 1 Каолин, 30 2 СульФатбария, 30 Э Двуокисьтитана, 30 Вязкость мПа с (спз) при 20+1 фСдля 4-нойконцентрации соста- ва Таблица 1 Таблица 2НИИПИ Заилиал ППП тент", г.Уаород ул.Прое)ттная,4 Р ф" г( В