Способ получения бумаги для печати и письма

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21160 А ЕННЫЙ КОМИТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИСР ОСУДАРСТЮ ИЗОБРПРИ ГКНТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленно-.сти(56) Экспресс-информация ЦБП, ВИНИТИ, -М,: 1974, М 5, с.21 - 22.Фляте Д,М. Свойства бумаги, - М,; Лесная промышленность, 1976, с.448,Авторское свидетельство НРБМ 37473, кл. О 21 Н 1/10, 1984.Петропавловский Г,А., Васильева Г,Г.Влияние низкозамещенной КМЦ на свойства отливок из целлюлозы./Сб. трудов ВНИИБ, - Л 1969, вып, 45, с.54 - 62,Авторское свидетельство СССРМ 1567710, кл. О 21 Н 5/20. Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при получении бумаги для печати и письма предпочтительно тонких видов, к которым предъявляются повышенные требования по непрозрачности и показателям прочности,Известен способ получения бумаги с целью повышения прочности путем приготовления суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением связующего на основе мелких волокнистых элементов, выделенных целлюлозосодержащих волокон после их интенсивного размола (почти до 90 Ш Р,и отлива из нее бумажного полотна. я) 5 О 21 Н 27/00, 21/16//О 21 Н 17:01, 17;26 1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАГИ ДЛЯ ПЕЧАТИ И ПИСЬМА(57) Изобретение относится к технологии изготовления бумаги для печати и письма и позволяет повысить непрозрачность при одновременном увеличении разрывной длины бумаги. В суспензию иэ неразмолотых целлюлозосодЕржащих волокон вводят связующее - продукт взаимодействия скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя иэделий санитарно-гигиенического назначения с карбоксиметилцеллюлозой и тетраборатом натрия. взятых в количествах соответственно 0,5-1,0 и 0,005-0,0100 от массы абсолютно сухого скопа. Связующее берут в количестве 7-90 от массы воздушно сухих волокон, Затем иэ суспензии отливают бумажное полотно и сушат его. 1 табл. Мелкие волокнистые элементы, представляющие собой морфологически бесформенную слизь, обрывки клеточных стенок, пучкимикрофибрилл, добавляют в суспенэию в количестве 60 от массы воздушно сухой целлюлозы,Однако слизь, склеивая волокна, повышает сомкнутость листа. При этом прозрачность бумаги оказывается повышенной.Кроме того, слизь обычно образуется в бумажной массе сгустками, которые влекут за собой оптическую неоднородность бумаги и возникновение в бумаге местных напряжений, проявляющихся при сушке в виде коробления поверхности.- О-КМЦ- ской. Данный способ ограничен применением лишь при изготовлении бумажного полотна при небольшой скорости из-за плохой обезвоживающей способности суспензии на сеточном столе,Известен также способ получения бумаги путем приготовления суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением связующего на основе скопа оборотных и сточных вод целлюлозно-бумажных заводов, обработанных монохлоруксусной кислотой в щелочной среде, отлива . из нее бумажного полотна.Обработанный монохлоруксусной кислотой в щелочной среде скоп превращается в карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и повышает механическую прочность бумаги. Содержание КМЦ в суспензии составляет 0,5-150 от массы воздушно сухой целлюлозы,Известны способы получения бумаги с целью повышения прочности путем приготовления суспензии из целлюлозосодержащих волокон с добавлением 0,4-300 КМЦ от массы воздушно сухой целлюлозы, отлива иэ нее бумажного полотна,При этом наиболее равномерный характер просвета обнаруживают образцы бумаги, при изготовлении которых в суспенэию волокон вводили 5 КМЦ к массе воздушно сухих волокон, Однако эти способы обеспечивают получение бумаги с повышенной прозрачностью Кроме того, КМЦ используется также при выработке высокопрозрачных видов бумаги.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения бумаги путем приготовления суспензии из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон с добавлением связующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения и отлива из нее бумажного полотна, Указанный скоп содержит 50-60 ф, частиц с размерами 5 - 100 мкм и имеет водоудерживающуюспособность 1,8 - 2,0 г воды/1 г волокна. Расход скопа составляет 2-40 ь от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон. Благодаря сохранению структурной упорядоченности скопа, добавка его в композицию бумаги повышает ее пористость, а вместе с тем и содержание в бумаге воздуха, что создает оптическую неоднородность среды. Однако разрывная прочность бумаги при этом относительно небольшая, так как поверхность частиц скопа на 36 - 40 состоит из плотно упакованных полимерных цепей, Кроме того, значения показателей светорассеяния бумаги, полученной э 1 им способом, остаются недостаточно высокими, как это требуется для печатных видов бумаги и письма, поскольку определенная доля мелких частиц скопа, непрочно связанных с волокном, заполняет межволоконное пространство.Цель изобретения - повышение непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги,Поставленная цель достигается тем, что в способе получения бумаги для печати и письма путем введения в суспенэию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон связующего на основе скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения и отлива из нее бумажного полотна, согласно изобретению, в качестве связующего используют продукт взаимодействия указанного скопа с КМЦ и тетраборатом.натрия (ТБЙа), взятых в количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0,010 от массы воздушно сухого скопа. При этом продукт взаимодействия скопа с КМЦ и ТБМа добавляют в суспензию в количестве 7-90 от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон.Благодаря высокой адгезионной способности продукта взаимодействия скопа с КМЦ и ТБИа к неразмолотому целлюлозному волокну, основная масса таких частиц распределяется в основном в зонах контакта целлюлозных волокон и на их поверхности, не заполняя межволоконное пространство. Это препятствует формированию сомкнутой структуры листа, повышает пористость и содержание в бумаге воздуха. В результате образуется бумажный лист с повышенной непрозрачностью. Одновременно происходит увеличение разрывной длины бумаги, Это обусловлено тем, что при взаимодействии скопа с КМЦ и ТБМа КМЦ адсорбируется на поверхности частиц скопа и, являясь более эффективным связующим, повышает их липкость, а комплексообразование полимерных молекул (как целлюлозы, так и КМЦ) с ТБйа приводит к значительной аморфизации поверхностных слоев скопа, тем самым. усиливая способность их к связеобразованию. Кроме того, при воздействии температуры в процессе сушки бумажного листа возможно образование сшитых структур типа40 45 50 повышающих прочность межволоконных связей, При этом количество КМЦ, имеющей одинаковый с целлюлозой коэффициент преломления лучей, используемое в предлагаемом способе (0,035-0,09% от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон или 0,5-1 от массы скопа), на 1 - 3 порядка меньше, чем в известных способах (0,4-30 О от массы воздушно сухой целлюлозы), что практически не влияет на повышение прозрачности бумаги, Более того, структура бумаги, сформированная в результате добавления в суспензии из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон продукта взаимодействия скопа с КМЦ и ТБйа по сравнению с известными способами позволяет достичь диаметрально противоположного эффекта - повышения непрозрачности бумажного листа.Способ осуществляют следующим образом,Иэ неразмолотых целлюлозосодержащих волокон (сульфитной или сульфатной целлюлозы, древесной массы, термомассы и термохимикомеханической массы) приготовляют суспензию с добавлением связующего на основе продукта .взаимодействия скопа производства распущенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения с КМЦ и ТБМа, взятых в количествах соответственно 0,5 - 1 и 0,005 - 0,01 о от массы воздушно сухого скопа. Используют скоп с содержанием фракции 5 - 100 мкм 50- 60 ф, и водоудерживающей способностью 1,8 - 2,0 г воды/1 г волокна. Продукт взаимодействия скопа с КМЦ и ТБИа добавляют в суспенэию в количестве 7 - 9 ОО от массы воздушно сухих целлюлозосодержащих волокон, Из приготовленной суспензии отливают бумажное полотно.Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1, Из неразмолотых волокон (13 ШР) сульфатной небеленой лиственной целлюлозы приготавливают суспензию концентрацией 0,2 О. В суспензию вводят связующее - продукт взаимодействия скопа производства распушенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя подгузников детских и гигиенических пакетов с КМЦ и ТБйа, взятых в количествах соответственно 0,4. 0,5, 0,75, 1,0, 1,1 и 0,075 О от массы воздушно сухого скопа Используют скоп с содержанием фракции 5-100 мкм 50 оь и водеудерживающей способностью 1,9 г воды/1,г целлюлозы. Продукт взаимодействия скопа с КМЦ и ТБйа добавляют в суспензию в количестве 8( от 5 10 15 20 25 30 35 массы воздушно сухих целлюлоэных волокон.Продукт взаимодействия скопа с КМЦ иТБМа получают по следующей методикеСкоп в воздушно сухом состоянии обрабатывают водным раствором КМЦ при комнатной температуре, При этом на 100 мас,ч.скопа берут 122 мас,ч, воды и 0,4, 0,5, 0,75,1,0 и 1,1 мас,ч, КМЦ, Обработанный скопподсушивают до содержания водного раствора в материале 10-15 О и проводят дальнейшую обработку его также при комнатнойтемпературе водным раствором ТБМа израсчета на 100 мас.ч, воды и 0,075 мас,ч,ТБЙа. Полученный продукт подсушиваютдовоздушно сухого состояния и используют вкачестве связующего.Из приготовленной суспензии отливаютбумажное полотно и сушат. Затем определяют физико-механические показатели бумаги по стандартным методикам,Непрозрачность бумаги определяют согласно ГОСТ 8874-72. Результаты испытаний приведены в таблице (опыты 1 - 5).П р и м е р 2. Способ осуществляют попримеру 1, но КМЦ и ТБйа берут в количествах соответственно 0,75, 0,004, 0,005,0,0075, 0,01, 0,011 от массы воздушно сухогоскопа,Продукт взаимодействия скопа с КМЦ иТБМа получают так же, как и в примере 1, новодный раствор КМЦ готовят из расчета на122 мас.ч, воды, 0,75 мас,ч. КМЦ, а водныерастворы ТБйа готовят из расчета на 100мас,ч. воды 0,004, 0,005, 0,0075, 0,01, 0,011мас.ч. ТБйа. Результаты определения физико-механических свойств бумаги и ее непрозрачности представлены в таблице(опыты 6 - 10).П р и м е р 3, Способ осуществляют попримеру 1, но КМЦ берут в количестве0,75% от массы воздушно сухого скопа, апродукт взаимодействия скопа с КМЦ иТБКа добавляют в суспензию в количестве6, 7, 8, 9, 10 и 11 о. от массы воздушно сухихцеллюлоэосодержащих волокон. При этомпродукт взаимодействия скопа с КМЦ иТБйа получают по примеру 1, но водныйраствор КМЦ готовят из расчета на 122мас.ч. воды 0,75 мас.ч, КМЦ, Результаты испытаний полученных отливок приведены втаблице (опыты 11-16).П р и м е р 4, Бумагу изготавливают поспособу-прототипу. Из неразмолотых волокон(13 ШР) сульфатной небеленой лиственной целлюлозы приготавливают суспензиюконцентрацией 0,2;4, В суспензию добавляют скоп производства распушенного волокнистого полуфабрикага дляадсорбируюгцего слоя детских подгузникови гигиенических пакетов с содержанием фракции 5 - 100 мкм 50 ои водоудерживающей способностью 1,9 г воды/1 г целлюлозы. Содержание скопа в суспензии составляет Зоот массы воздушно сухих целлюлозных волокон. Иэ приготовленной суспензии получают отливки на листоотливном аппарате ЛОАи определяют их разрывную длину и непрозрачность по стандартным методикам. Результаты испытаний приведены в таблице (опыт 17). Для получения результатов, сопоставимых с предлагаемым способом, изготавливают отливки, содержащие 8 скопа от массы воздушно сухих целлюлозных волокон (опыт 18),Из таблицы следует, что прозрачность образцов бумаи, изготовленных по способу-прототипу (пример 4. опыт 17, 18) оказывается повышенной и они имеют более низкие показатели механической прочности, в то время как изобретение позволяет повысить непрозрачность бумаги при одновременном увеличении ее разрывной длины (пример 1, опыты 1 - 3; пример 2, опыты.6 - 8, пример 3, опыты 11-13).Оптимальный расход КМЦ составляет 0,5-1,0 от массы воздушно сухого скопа (пример 1, опыты 1 - 3). При выходе эа нижний предел расхода (пример 1. опыт 4), ухудшается адгезионная способность продукта взаимодействия скопа с КМЦ и ТБМэ к целлюлозным волокнам, что обусловливает уменьшение разрывнойдлины бумаги, Кроме того, в результате снижения липкости частиц большая часть их распределяется в межволоконном пространстве, способствуя формированию более сомкнутой структуры листа с большей прозрачностью, При выходе за верхний предел расхода КМЦ(пример 1, опыт 5) дальнейшего повышения непрозрачности и разрывной длины бумажного листа не происходит, так кэк в этом случае увеличивается лишь толщина слоя полимера на частице скопа, не изменяя ее адгеэионной способности. Использование КМЦ в таких количествах экономически нецелесообразно. Оптимальный расход ТБМа составляет 0,005-0,0100.от массы воздушно сухого скопа (пример 2, опыты 6 - 8). При выходе эа нижний предел (пример 2, опыт 9) поверхностный слой частицы скопа с адсорбированной нэ ней полимерной пленкой КМЦ оказывается недостаточно аморфизировэнным, что ухудшает процесс связеобраэования при контакте с целлюлозными волокнами. Система связей за счет образования сшитых структур не получает должно 45 50 55.Формула изобретенияСпособ получения бумаги для печати и письма путем введения в суспензию из неразмолотых целлюлозосодержащих волокон связующего на основе скопа производства распущенного волокнистого полуфабриката для адсорбирующего слоя изделий санитарно-гигиенического назначения, отлива из нее бумажного полотна и сушки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения непрозрачности при одновременном увеличении разрывной длины бумаги, в качестве связующего используют продукт взаимодействия скопа с карбоксиметилцеллюлозой и тетраборатом натрия, взятых в количествах соответственно 0,5-1 и 0,005-0,01от массы воздушного сухого скопа. а связующее берут в количестве 7- 9 от массы воздушно сухих волокон. го развития, Результатом этого являетсяуменьшение разрывной прочности бумаги.Частицы связующей добавки, не обладающие хорошей эдгезией к целлюлоэным во-5 локнэм, распределяются в основном вмежволоконном пространстве, Это приводит к повышению прозрачности бумаги.При выходе за верхний предел (пример2, опыт 10) избыток ТБйа экранирует обра 10 зование более прочных связей КМЦс гидроксилами целлюлозы, что приводит кснижению адгезионной способности продукта и, как следствие этого, происходитснижение разрывной длины и непрозрачно 15 сти бумажного листа.Оптимальный расход продукта взаимодействия скопа с КМЦ и ТБЙэ составляет7 - 9 от массы воздушносухой целлюлозы(пример 3, опыты 11-13). При выходе за ниж 20 ний предел (пример 3, опыт 14) структурабумажного лита оказывается недостаточнопористой, что снижает непрозрачность бумаги, С другой стороны, снижение содержания в бумаге связующей добавки ухудшает25 ее разрывную длину,При выходе за верхний предел (пример3, опыт 15) дальнейшего повышения механических и оптических свойств бумаги ненаблюдается, Однако избыток связующей30 добавки - 11 от массы воздушно сухойцеллюлозы способствует, по-видимому,формированию жесткой структуры бумажного листа. что сопровождается ухудшением его механической прочности (пример 3,35 опыт 16).Из таблицы видно, что предлагаемыйспособ по сравнению со способом-прототипом позволяет повысить непрозрачностьбумажного листа на 7 и одновременно40 увеличить его разрывную длину на 24,10 1721160 Непрозрачность бумаги,Расход ТБЙа,от массы воздушно сухого скопа Расход связующей добавки, (, от массы воздушно сухой целлю- лозы Разрывная длина, мРасход КМЦ,от массывоздушно сухого скопа М примера,В опыта90,2 89,8 89,6 85,0 89,9 5350 5400 5500 4600 5500 8 .8 8 8 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,50 0,75 1,00 0,40 1,10 5400 5400 5500 4900 4800 90,6 90,1 89,9 86,0 85,5 8 8 8 8 8 0,0050,00750,0040,011 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 5400 5400 5500 4700 5500 4950 90,5 90,4 90,0 84,6 89,2 90,0 8 9 6 10 11 0,075 0,075 0,075.0,075 0,075 0,075 0,75 0,75 0,75 . 0,75 0,75 0,75 4200 3800 84,2 83.5 Редактор Т,Иванова Заказ 932 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Пример 1: опыт 1опыт 2опыт 3опыт 4 (контр.) опыт 5(контр.) Пример 2: опыт 6опыт 7опыт 8опыт 9 (контр.) опыт 10(контр.) Пример 3: опыт 11опыт 12опыт 13опыт 14(контр,) опыт 15(контр.) опыт 16(контр; ) Пример 4 (способ-прототип)."опыт 17опыт 18 Составитель Н.ГривковаТехред М.Моргентал Корректор М,Демчик