Способ изготовления окрашенной бумаги

(50 4 ) 21 Е 1 6 БРЕТЕНИЯ учно-производственное знобумажной промышоллоидной химии и хиуманского и Институт ич, В. Е.Н. В. С А. Оразму Дорошенко, амборский,радов шлеиость.972,11, 212764(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКРАШЕННОЙ БУМАГИ(57) Изобретение относится к способу изготовления окрашенной бумаги и позволяет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ИОАНИЕ ИЗ ОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕ(71) Украинское наобъединение целлюлоленности, Институт кмии воды имА, Б. Дхимии АН ТССР(56) Бумажная промьс. 9 - 10.Патент Франциикл. В 21 Р 1/00, 1972 повысить экономичность процесса за счет сокращения расхода красителя, наполните. ля и свежей воды, Бумагу изготавливают следукицим образом. Приготавливают бу. мажную массу, формуют бумажное полотно, прессуют его и сушат. Полсеточную волу обрабатывают бетонитом и полиакриламидом и отделяют мелкое волокно. Затем подсеточную воду обрабатывают дополнительно бетонитом в А 1-форме и полученный осадок вводят в бумажную массу в качестве на. полнителя. Бентонит в А 1-форме получают путем обработки бентонита растворами водорастворимых солей алюминия, например А 1 С 1 з, А 1 з(50) з, А 12(ОН) пС 1(б-и). В результате появления на обменных центрах бентонита катионов А; А 1(ОН)"и более сложных основных катионов, поверхность частиц минерала приобретает суммарный положительный заряд и способность сорбировать из водных растворов органические анионы.1 з.п. ф-лы. 2 табл.Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к изготовлению окрашенных. бумаг н картонов,Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет сокращение расхода красителя, наполннтеля и свежей воды.Согласно предлагаемому способу изготовления окрашенной бумаги, включающемуприготовление бумажной массы, формование, прессование и сушку бумажного полотна, отведение подсеточной воды и отделе 1 Оние волокна из подсеточной воды путем обработки ее бентоннтом н полиакрнламидом.после отделения волокна подсеточную водудополнительно обрабатывают бентонитом вА 1-форме и полученный осадок вводят вбумажную массу. Расход бентонита в А 1-форме составляет 2 - 3 г/л,Природный бентонит не обладает способностью сорбировать из водных растворованионные красители, Для придания бентониту избирательности к органическим 20анионам его природный обменный комплекс (ионы Яа; Са, Мц") заменяют катионами алюминия путем обработки дисперсиибентонита растворами водорастворимыхсолей алюминия, например А 1 С 1 з, А 1 з(50) з,А 1(ОН)пС 1(6 - и). В результате появленияа 25на обменных центрах бентонита катионовА 1 ф; А 1(ОН)" и более сложных основныхкатионов поверхность частиц, минерала приобретает суммарный положительный заряд испособность сорбировать из водных растворов органические анионы.Подсеточная вода, освобожденная на 1-й- ступени очистки от взвешенных веществ,на 2-й ступени обрабатывается бентонитом в А 1-форме, в результате этого происходит адсорбция красителя бентонитом в А 1 форме и образование осадка, содержащегобентоннт с адсорбированным на нем анионным красителем.Такой осадок по физико-химическим характеристикам (повышенная сорбционнаяемкость по отношению к красителю и целлюлозным волокнам, а также увеличеннаяудельная поверхность частиц осадка, содержащего А 1-форму бентонита. с красителем)может частично нли полностью заменятьнаполнитель в композиции бумажной массыпрн изготовлении окрашенных бумаг. и картонов, что позволит снизить расход красителя, наполннтеля и сульфата алюминия, атакже предотвратить загрязнение окружающей среды красителями, которые являютсяпрактически бнонеразлагаемыми.Лример 1. Для изготовления бумаги используют сульфитную небеленную целлюлозу,и белую древесную массу в количестве соответственно 130 и 70 г (в пересчете на абсолютно сухое вещество).Указанные полуфабрикаты эамачивают вО л воды, диспергируют и размалывают до степени помола 26 - 27 ШР. В полученную волокнистую суспенэню вводят 114 мл раствора канифольного клея с концентрацией 10 г/л в качестве прокленвающеговещества. 38 мл раствора сернокислогоалюминия с концентрацией 100 г/л в качестве коагулянта канифоли, 56 мл растворапрямого алого красителя концентрацией10 г/л,и 700 мл 2%-ной суспензии осадка,получейного на второй ступени очистки подсеточной воды. Перемешанную бумажнуюмассу используют для получения отливокна лабораторном листоотливном аппаратеДОА - 1. Для этого берут 1 л готовой бумажной массы и проводят отлив. Полученные отливки подвергают прессованию и сушке, а затем после выдержки в стандартных условиях кондиционирования подвергают физико-механическим испытаниям.Результаты испытаний полученных отливок приведены в табл. 1,Подсеточная вода, образовавшаяся впроцессе отлива, загрязнена прямым алымкрасителем (Се=20 мг/л), мелким целлюлозным волокном, частицами наполнителя иклея (С.тв. ф, = 100 мг/л).К 10 л подсеточной воды добавляют1 г порошка природного бентонита из расчета 1 г бентонита иа 1 г тв, фазы и 2 мл раствора поликриламида концентрацией 10 г/л.Смесь перемешивают и дают отстояться втечение.0,5 ч. Надосадочную жидкость отделяют от осадка декантацией. Концентра- .ция взвешенных веществ снижается со 100до 12 мг/л, в то же время природный бентонит практически не поглощает прямой алый:его концентрация в воде составляет 19,5 мг/л.К 9 л очищенной от взвеси воды добавляют 27 г порошка бентонита в А 1-форме,который получают, обрабатывая природныйбентонит раствором сульфата алюминия, нзрасчета 0,075 г (в пересчетена А 1) нагбентонита, При этом р Н раствора необходимоподдерживать в пределах от 4,5 до 6,5.Смеси воды с бентонитом в А 1-формедают отстояться в течение 0,5 ч, затем декантируют 8 л воды, освобожденной от взвешенных веществ (С тв,ф. = 5 мг/л) и красителя (С кр. =0,04 мг/л). Образовавшийся осадок содержит бентонит в А 1-форме,сорбнрованный на нем краситель и воду.Полученный осадок сгущают до концентрации 2% и используют в составе бумажной массы в качестве наполннтеля бумажной массы,Пример 2, Состав бумажной массы готовят аналогично примеру 1, В качестве красителя используют хризофенин в виде раствора с концентрацией 10 г/л в количестве 56 мл,Перемешанную бумажную массу используют для получения отливок, результатыфизико-механических испытаний которыхприведены в табл. 1.Подсеточная вода, образовавшаяся в процессе отлива, загрязнена хрнзофенином (Скр. = 18 мг/л), мелким целлюлозным во 12734 и50 Формула изобретения. локном, частицами напьлнителя и клея (С тв. ф. = 100 мг/л),Подсетоцную воду подвергают той же обработке, цто и в,примере 1.Для получения бентонита в А 1-форме при родный бентонит обрабатывают раствором хлорида алюминия, которого брали 0,1 г (в пересчете на А 1+) на 1 г бентонита. Показатели качества воды по стадиям обработки приведены в табл, 2,Образовавшийся на второй ступени оцистки осадок содержит бентонит в А 1-форме,сорбированный на нем краситель и воду.Полученный осадок сгущают до концентрации 2% и суспензию в количестве700 мл используют в качестве наполнителябумажной массы.Пример 3, Состав бумажной массы готовят аналогично примеру 1. В качестве кра.сителя используют раствор прямого чистоголубого с концентрацией 10 г/л в количестве 56 мл,Перемешанную бумажную массу используют дляполучения отливок, результатыфизико-механических испытаний которыхприведены в табл. 1.Подсеточная вода, образовавшаяся впроцессе отлива, загрязнена прямым чистоголубым (С кр. = 26 мг/л), мелким целлюлозным волокном, частицами наполнителя и клея (С тв. ф. = 100 мг/л).Подсетоцную воду подвергают той жеобработке, цто и в примере 1.Для получения бентонита в А 1-формеприродный бентонит обрабатывают раствором оксихлорида алюминия А 12(ОН) пС (6 - п),где п = 1 - 5, которого брали 0,05 г (в пересчете на А 1) на 1 г бентонита. Показатели качества воды по стадиям обработки,приведены в табл. 2,Образовавшийся на второй ступениочистки осадок содержит бентонит в А 1-фор, ме, сорбированный на нем краситель и воду.Полученный осадок сгущают до концентрации 2% и суспензию в количестве 700 млислользуют в качестве наполнителя бумажной массы.Пример 4 (по прототипу). Состав бумаж, ной массы готовился аналогицно примеру 1.В качестве красителя используют 1%-ныйраствор прямого. алого в количестве 66 мл,наполнителя - 700 мл 2%-ной суспеьзииосадка, полученного при очистке подсетоцной воды.Перемешаннуюбумажную массу используют для получения отливок, результатыфизико-механицеских испытаний которыхприведены в табл, 1. П одсетоцн ая вода,образовавшаяся в процессе отлива, загрязнена прямым алым (С кр. = 25 мг/л, мелкимцеллюлозным волокном, частицами наполнителя и клея (С тв. ф, = 130 мг/л). К 10 лподсетоцной воды добавляют ,3 г порошкаприродного бентонита (нз расчета 1 г бенто 20 25 30 35 40 45 нита на 1 г тв. фазы) и 2,0 мл раствораполиакрил амида концентрацией 10 г/л.Смесь перемешивают и дают отстояться втечение 0,5 ц. Надосадоцную жидкость отделяют от осадка декантацией. Концентрациявзвешенных веществ снижается со 130 мг/лдо 15 мг/л. Поскольку природный бентонит слабо поглощает прямой алый, его концентрация в сточной воде послс обработкибентонитом составляет 20 мг/л.По действующим санитарнь 1 м нормамсточные воды с таким содержанием красителя нельзя сбрасывать в открытые водоемы, в связи с цем необходима их дооцистка.Полученный осадок сгущают до 2% ив количестве 700 мл используют в качественаполнителя бумажной массььСравнительный анализ данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, цто использование осадка, полуценного на второйступени очистки воды от производства окрашенной бумаги, в качестве наполнителяокрашенной бумажной массы позволяет сохранить расход красителя на 0,5 кг/т окрашенной бумаги при сохранении кацественных показателей бумаги, предусмотренныхГОСТ.Применение же осадка сточных вод,полученного согласно известному способу(пример 4), за счет наличия в нем мелкогоцеллюлозного волокна, не только снижает"скорость водоотдаци бумажного полотна, нои ухудшает механические показатели полуценной бумаги.Двухступенцатая очистка воды позволяетудалить взвешенные вещества на 95%, краситель - на 96,5 - 99,9% в зависимостиот вида красителя, что дает возможностьповторно. использовать очищенную воду втехнологическом процессе, а избыток - сбрасывать в открытые водоемы.Увеличение расхода бентонита посравнению с известным способом не приводит кповышению себестоимости изготовлениябумаги, так как практически весь адсорбентвыпадает в осадок, который направляетсяв бумажную массу в качестве наполнителя, что позволяет полностью изменить традиционно применяемый каолин на осадоквторой ступени очистки воды, содержащей .А 1-форму бентонита с адсорбированными нанем красителем и незнацительным количеством целлюлозного волокна,1, Способ изготовления окрашенной бумаги, вклюцающий приготовление бумажной массы, формование, црессование и сушку бумажного полотна, отведение подсетоцной воды и отделение волокна из подсетоцной воды путем обработки ее бентонитом и полиакриламидом, отличающийся тем, цто, с,3 8 2 ои чисто-голубои 26-28 28 28 149 141 137 2 44 ас м анию,вление продавл 1,2 91 клейки по штризоому методу, мм 5,3,2 ольно целью повышения экономичности процесса эа счет сокращения расхода красителей, наполнителя, свежей воды, после отде. ления волокна подсеточную воду дополнительно обр абатыв ают бентон итом в А 1- форСостав бумажной масс 7еллюлозая марк евесная масса белая м асход осадка от очистки подсочных вод, мг,Расход водорастворимои соли алминия,на обработку бентонита,г А 1 на 1 г бентонита Расход красителя, мг, наа.с. волокна тепень помола массы,корость обезвоживания механические показатели разрушающее усилие, к сопрот кгс/см степен 75 7575 75 2,54 2,50 2,81 4 1,5 5 1,1,25 4,51273419 Таблица 2 Примеры Показатели 4 (по прототип) Вода до очистки 100 18100 130 26 25 ОО"5 Ою 1 0,05 Вода после очистки Концентрация твердой фазы, мг/л 24,5.0,09 0,02 Степень очистки воды, 7. по взвешенным веществампо красителю 95 96,5 99,9 99,8 2,0 0,35 0,35 0,35 Волокно Бентонит 99,05 98,8 0,65 0,6 0,85 Краситель Концентрация твердой фазы 100 Концентрация красителя : 20 Расход реагентов на обработкуводь Бентонит в природной форме, г/г (тв.ф.)1 Полиакриламид, мг/л 2 Бентонит в А 1-форме, г/л 3 Расход соли алюминия на обработку природного бентонита (в пересчете на А 1 ), г/л1 Концентрация красителя,мг/л 0,04Состав твердой фазы образовавшегося осадка Составитель О. Маслацеико Редактор Л. Повхаи Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Заказ 6392(2Тираж 355 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР