Способ изготовления водораспускающейся бумаги

/2 ц 1 О 2 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУенькоисследовател аги вд форнооргальтроно- ргиру 55-82.4 1979. ч а юнатризы со и ч а юве водоаствориовый ГОСУДАРСТЕЕННЬЮ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Центральный научноский институт бумаги(5")(57) 1 СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОРЛСПУСКАОЦЕЙСЯ БУМАГИ, включающийдиспергирование воздушно-сухой целлюлозы в воде, введение в полученнуюдисперсию водного раствора натриевоисоли карбоксиметилцеллюлозы и обработку массы водорастворимым органическим растворителем с образованиемводноорганической смесИ, формование бумажного полотна и его сушкул и ч а ю щ и й с я тем, чтолью снижения времени распускамаги в воде при одновременномнии механической прочности бумвоздушно-сухом состоянии, перемованием бумажного полотна водническую смесь фильтруют, отфванный продукт сушат до воздущсухого состояния и затем диспют в воде.2. Способ по и. 1, о т л ищ и й с я тем, что используютевую соль карбоксиметилцеллюлостепенью полимеризации 200-503. Способ по и, 1, о т лщ и й с я тем, что в качестрастворимого органического ртеля используют ацетон, этилспирт.или диоксан.10351Изобретение относится к способамизготовления водораспускающейся бумаги и может быть использовано припроизводстве различных видов бумагиспособных быстро распускаться в воде 5на отдельные волокна даже при отсутствии постороннего механическоговоздействия на них и в то же времяобладающих необходимым запасом механической прочности в воздушно-сухом 10состоянии, По предлагаемому способумогут быть, в частности, изготовленыраспускающиеся в воде бумаги санитар"но-бытового и медицинского назначения, некоторые специальные упаковочные и технические виды бумаги.Известен способ изготовления водораспускающейся бумаги, включающейдиспергирование воздушно-сухой целлюлозы в воде, введение.в полученную20дисперсию водного раствора натриевойсоли карбоксиметилцеллюлозы и обработку массы водорастворимым органическим растворителем с образованиемводноорганической смеси, Формованиебумажного полотна и его сушку. Согласно этому способу бумагу изготавливают путем Формования .непосредственно из водноорганической среды,содержащей 50-90 мас.3, органического растворителя1.Изготовленная по известному спо собу бумага не обладает необходимойскоростью распускания в воде на отдельные волокна и характеризуется не- З 5достаточно высокой механической прочностью в воздушно-сухом состоянии;Кроме того, необходимость формования бумаги из среды водорастворимоголегКолетучего органического растворителя создает определенные трудности в проведении технологического процесса изготовления бумаги и ухудшаетусловия труда.Цель изобретения - снижение вре 45 . мени распускания бумаги в воде приодновременном повышении механическойпрочности бумаги в воздушно-сухом состоянииПоставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовления водораспускающейся бумаги, включающемудиспергирование воздушно-сухой цел,люлозы в воде, введение в полученнуюдисперсию водного раствора натриевойсоли карбоксиметилцеллюлозы и обработку массы водорастворимым органическимрастворителем с образованием водоорганической смеси, Формование бумажно 13 зго полотна и его сушку перед Формованием бумажного полотна водноорганическую смесь Фильтруют, отфильтрованный продукт сушат до воздушно-сухогосостояния и затем диспергируют в воде,При этом используют натриевую солькарбоксиметилцеллюлозы со степенью полимериэации 200-500,8 качестве водорастворимого органического растворителя используют ацетон, этиловый спирт или диоксан.В процессе сушки водноорганическойсмеси до воздушно-сухого состоянияимеет место Физико-химическая модификация целлюлоэных волокон в результате введения в их поверхностныйслой способных к диссоциации в водеионогенных карбоксильных групп в видеих натриевой соли. Это приводит к снижению времени распускания бумаги в воде при одновременном повышении ее механической прочности в воздушно-сухом состоянии.Использование натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимериэации выше 500 приводит к повышению времени распускания бумаги в воде,вследствие увеличения вязкости средыв межволоконном пространстве при насыщении бумаги водой.Использование натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации ниже 200 нецелесообразноиз"эа сильной деструкции полимера, приводящей к значительной потере егофизико-химических и Физико-механических свойств.Помимо указанных водорастворимыхорганических растворителей может бытьиспользован любой другой органический растворитель неограниченно смешивающийся с водой, но не растворяющий натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и не вызывающий ее набухания.8 качестве исходной воздушно-сухой целлюлозы может быть использована небеленая, беленая или облагороженная целлюлоза иэ хвойных или лиственных пород древесины.фильтрование водно-органической смеси осуществляют предпочтительно до относительной влажности 80-90, Сушка отфильтрованной водно-органической смеси до воздушно-сухого состояния может быть осуществлена при любой температуре, не приводящей к снижению растворимости"натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в водеРазрывнаядлина, м Сопротивление излому,число двойтнос Времяраспусканияв воде,опроти льно ление продавлиеднию, кПа длинеие 1 4 х перебое 4,4 1 2 42,2 42,4 43,9 6 79,84 4 65,8 62 189,3 10351 в результате образования поперечных связей меиду ее макромолекулами. Сушка может быть осуществлена как при атмосферном давлении, так и под вакуумом, Последующее диспергирование высушенной до воздушно"сухого состо" яния адсорбционно модифицированной целлюлозы осуществляется любым известным способом до получения суспензии, пригодной для Формования бу мажного полотна на сетке бумагоделательной машины,Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Воздушно-сухую целлюлозу диспер гируют в воде и в полученную дисперсию вводят порциями при непрерывном перемещивании водный раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в количестве 10-58 мас.Ф 1, предпочтительно 15-25 мас.3, ) по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна. Бумажную массу тщательно перемешивают.Затем полученную бумажную массу , также порциями при непрерывном перемешивании обрабатывают. водорастворимым органичесКим растворителем, е количестве, обеспечивающем такое конечное соотношение вода : органический растворитель, при котором происходит высаждение натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы из ее водного раствора. Общий расход воды и органического растворителя устанавливается в зависимости от условий дисперги-Зрования целлюлозы.Полученную водноорганическую смесь.тщательно перемешивают, затем подверС с гают Фильтрованию, например на воронке Бюхнера, и отфильтрованный проО дукт сушат до воздушно-сухого состо 13 4яния. По завершении процесса сушки воздушно-сухую модифицированную целлюлозу диспергируют в воде и осуществляют формование бумажного полотна и его сушку по общепринятой технологии.П р и м е р 1. Воздушно-сухую сульфатную беленую. целлюлозу. из хвойных пород древесины диспергируют е во" де до получения дисперсии кьнцентра" цией 2,5 мас.4 по абсолютно сухому волокну со степенью помола целлюлозы 16ШР. В полученную дисперсию вводят при непрерывном перемешивании водный раствор натриевой .соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0,75 и со степенью полимеризации 200 концентрацией 1,0 мас.3 в количестве 15 масА по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлю" лозного волокна. Бумажную массу тща" тельно перемешивают в течение 90 мин. Затем полученную бумажную массутакже порциями при непрерывном перемещивании обрабатывают ацетоном в.количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : ацетон, рае"ное 1:1, Полученную водноацетоновуюсмесь тщательно перемешивают в течение 30 мин, затем подвергают .Фильт"рованию на воронке бюхнера с тканевым Фильтром до относительной влажности 90, удаляют Фильтрат, а от",фильтрованный продукт сушат до воздушно-сухого состояния при .20-25 оС.По завершении процесса сушки воздушно-сухую модифицированную целлюлозудиспергируют в воде и осуществляютФормование и сушку образцов бумагимассой 50+2 гам.В таблице приведены физико-механические показатели бумаги,,6 ф 3 П р и м е р 2Согласно примеру 1с той разницей, что вводят водныйраствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлоэы в количестве 20 мас.3 поабсолютно сухому основному веществуот абсолютно сухого целлюлозного волокна,П р и м е р 3. Согласно примеру 1с той разницей, что вводят водныйраствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в количестве 25 мас.3 поабсолютно сухому основному веществуот абсолютно сухого целлюлозного волокна.П р и м е р 4. Согласно примеру 2 Юс той разницей, что используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы состепенью полимеризации 345,П р и м е р 5. Согласно примеру 2с той разницей, что используют натри"еоую соль карбоксиметилцеллюлозы состепенью полимеризации 500,П р и м е р 6. Согласно примеру 2с той разницей, что в качестве водоРастворимого органического Раствори 4 Отеля. используют этиловый спирт, который вводят в бумажную массу в количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : этиловыйспирт, равное 3:7.П ри м е р 7. Согласно примеру 2с той разницей, что в качестве водо-растооримого органического растворителя используют диоксан, который вво"дят в бумахную массу в количестве,обеспечивающем конечное массное соот 50ношение вода : диоксан, равное 1:1.П р и м е р 8. Согласно примеру 2с той разницей, что используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы состепенью полимериэации 572,55П р и м е р 9 ( прототип 7. Воздушно-сухую сульфатную беленую целлюлозу. из хвойных пород древесины диспергируют в воде до получения дисперсии концентрацией 2,5 мас.3 по абсолютно сухому волокну со степенью помола цел люлозы 16 йР. В полученную дисперсию вводят при непрерывном перемешивании водный раствор натриеоой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0,75 и со степенью полимериэации 200 концентрацией 1,0 мас,7. по абсолютно сухому основному веществу, в количестве 20 мас.Ф по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна. Бумажную массу тщательно перемешивают в течение 90 мин. Затем полученную бумахную массу такхе порциями при непрерывном перемешивании обрабатывают ацетоном в количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : ацетон, равное 1:1. Полученную водно-ацетонооую смесь тщательно перемешивают в течение 30 мин и изготавливают.из нее путем формования и последующей сушки образцы бумаги массой 50+2 г/м. Из приведенных о таблице данных видно, что по сравнению с бумагой,изготовленной по прототипу, предлагаемый способ позволяет получить бумагу, время распускания которой в воде в 6-8 раз ниже, а механическая,прочность в воздушно-су хом состоянии выше: по показателю разрушающего усилия на 20-33/; по показателю разрывной длины на 21-40, по показателю относительного удлинения - на 23-77, по показателю сопротивления продавливанию на 7-33/. Наиболее предпочтительным является использование натриевой соли карбоксиметилцеллюлоэы.со степенью полимеризации 200-500, так как увеличение степени полимеризации более 500 при7мер 8 приводит к некоторому повышению времени распускания бумаги в воде. Кроме того, предлагаемый способ изготовления водораспускающейся бу" ма 1 и позволяет избежать необходимость формования бумаги из среды во" 035113 8дорастворимого легколетучего органи" ческого растворителя, Это значятельно упрощает проведение технологического процесса изготовления бумаги и создает нормальные условия труда обслуживающего персонала.Составитель О. ИаслаченкоРедактор Т. Паринова Техред К.Мыцьо Корректор М. ДемчикЗаказ 5770/25 Тираж 38 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва ЖРаушская наб,д. 4/филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,