Способ осаждения смолы на волокнах в процессе изготовления бумаги и картона

(23) ПриоритетОпубликовано 15,01.77. Бюллетень2 51) М. Кл.- Р 21 Н 3/52 Государственный комитет овета Министров СССРДата опубликования описания 15.02.(54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ СМОЛЫ НА ВОЛОКНА В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ И КАРТОН Изобретение касается контроля вредной смолы и интенсификации проклейки бумаги и картона.Одной из наиболее встречающихся проблем целлюлозно-бумажной промышленности является образование вредной смолы, т, е. скопление смолистых материалов древесины на бумагоделательном оборудовании. 3 асмаливание одежды бумагоделательных машин приводит к снижению производительности срока службы сеток и сукон, отбраковке бумаги и картона по смоляным пятнам и дырам, Другой проблемой является низкое удержание канифольного клея из природных смол древесины и их модификаций (живичная канифоль, талловая канифоль, экстракционная канифоль, талловый пек) и их модификации фумаровой кислотой и малеиновым ангидридом на целлюлозных волокнах, применяемых для проклейки бумаги и картона. Удержаниеприродных смол древесины при проклейке составляет 40 - б 0%, что приводит к повышению их расхода, нестабильности проклейки, высокому расходу сульфата алюминия, снижению рН среды до 4,4 - 4,8. Проклейка в слабокислой и нейтральной средах по различным причинам необходима прежде всего для печатных, мело- ванных и упаковочных видов бумаги.Известны способы осаждения природных смол древесины на целлюлозных волокнах. Наиболее распространенным является применение солей алюминия и применение катионных электролитов на основе поликонденсацпи органических амидов с формальдегидом.5 Ближайшим аналогом изобретения являетсяобработка целлюлозы продуктом поликонденсации дициандиамида, мочевины и формальдегида. 10 Применяются поликонденсаты дициандиамида, мочевины и формальдегида при мольном соотношении указанных исходных продуктов 1: 05: 3; 1: 0: 3; 1: 1: 4. Процесс осаждения дисперсии смолы продуктами конден сации дициандпамида с формальдегидом заключается во взаимодействии полярных групп смолы и поликонденсата с образованием положительно заряженных полисолей, Стабилизация смолы положительным зарядом обеспечи вает осаждение и удержание смоляных частиц на поверхности целлюлозных волокон, что позволяет снизить содержание смолы в закрытых системах оборотной воды, так как смола удаляется с бумагой. Эффективность осажде ния смолы катионными поликонденсатамивозрастает прямо пропорционально числу и заряду адсорбированных ионов. Недостатком описанных вьше полпконденсатов является невысокий положительный заряд и неустойчи вость к электролитам, содержащимся в про542778 дициандиамида, уротропина и формальдегида при мольном соотношении исходных продуктов, соответственно 1:1:1,2 и 1:1,4:2,0, Параллельно для сравнения вели испытание поли конденсатов дициандиамида, мочевины и формальдегида по патенту США3582461 (пример 1, 2, 3 описания к патенту). 5 г каждого испытуемого поликонденсата, 10 взвешенного с точностью до 0,01 г помещалив стакан емкостью 150 мл и растворяли при перемсшиванип в 45 мл воды при 20 С. К полученному раствору прибавляли 50 мл 20%- ного раствора МаС 1 и тщательно перемеши вали.Результаты по устойчивости поликонденсатов к электролитам представлены в табл. 1. Таблица 1 Количество влектролита,млЭлектролит Применяемый поликонденсат ИаС 1 чаС ч аС 1 МаС 1 50 50 Прозрачный раствор 50 а С мальдегида по патенту США 3582461 (при.мер 1, 2, 3 описания к патенту),20 1,5 г каждого испытуемого поликонденсата,взвешенного с точностью до 0,01, помещалив стакан емкостью 100 мл и растворяли приперемешивании в 45 мл воды при 20 С. К полученному раствору прибавляли 5 мл 30%-но 25 го едкого патра и тщательно перемешивали.Результаты по устойчивости продуктов кщелочам представлены в табл. 2. Таблица 2 Количество гцелочи, Состояние раствора ноликондеисатаПрименяемый поликондеисат Ыутпый Мутный Мутный Прозрачный Поликонденсат, полученный по примеру 1По примеру 2По примеру 3Предлагаемый поликонденсат с соотношениемисходных продуктов 1;1;1,2Предлагаемый поликонденсат с соотношениемисходных продуктов 1:1,4:2,0 Прозрачныи изводствепной воде, что снижает эффективность их действия.С целью повышения эффективности процесса осаждения в качестве полпэлектролита для осаждения смолы на волокнах используют поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегпда при мольном соотношении исходных компонентов 1: 1; 1,2 - 1: 1,4: 2,0 в количестве 0,01 - 3 вес.% от веса абсолютно сухого волокна. Поликонденсат можно вводить как до размола целлюлозы (при удалении вредной смолы), так и после размола (при осаждении клеевых частиц на волокне).П р имер 1. В лабораторных условиях проводят испытание поликонденсата, используемого на устойчивость к воздействию электролитов. Брали два продукта поликонденсации Поликонденсат, полученный по примеру 1 Поликонденсат, полученный по примеру 2 По примеру 3Предлагаемый поликонденсат с мольным соотношением исходных продуктов 1;1:1,2 Предлагаемьш поликонденсат с соотношениемисходных продуктов 1:1,2;2,0 П р и м е р 2. В лабораторных условиях проводили испытание поликонденсата, используемого в предложенном способе, на устойчивость к воздействию щелочей.Брали два продукта поликонденсации дициандиамида, уротропина и формальдегида при молином соотношении исходных продуктов, соответственно 1:1:1,2 и 1:1,4:2,0. Параллельно для сравнения вели испытание поликопденсатов днциандиамида, мочевины и форСостояние раствора поликонденсата Мутный растворМутный растворМути.ай растворПрозрачный раствор, слаоая опа- лесценцияРасход поликонденсата,о Применяемыи поликоиденсат 82,0 0,246 0,8 0,3 81,3 84,0 94,3 0,244 2,252 0,283 0,80,780,7 0,3 0,3 0,3 95,7 0,287 0,3 0,7 Таблица 4 Расход канифольного клея, Расходпотикон денсата,Расход сульфата и алюмпш 1 я, Прок лей к а,Изменяемый поликонденсат Вид канифольного клея мм 1,5 Смоляной клей из живичной канифоли с содержанием свободной смолы 25 оа 4,0 2,0 1,75 - 2,0 4,0 Предлагаемый поликонденсат с соотношением исходных продуктов 1;1:1,2 1,5 2,0 1,25 4,0 Нейтральный смоляной клейиз талловой модифицированной канифоли 2,5 1,75 4,0 1,75 2,5 Предлагаемый поликонденсат с соотношением исходных продуктов 1:1,0;1,2 Пример 3. В лабораторных условиях в обессмоленную целлюлозную суспензию, разбавленную до концентрации 30 г/л, добавляли эмульсию смолы еловой древесины в количестве 1 вес. % (от веса абсолютно сухого волокна) и размешивали .лассу в течение 30 мин, Затем в волокнистую суспензшо подавали поликонденсаты, указанные в примере данного описания, в количестве от веса абсолютно Поликонденсат, полученный по примеру 1По примеру 2По примеру 3Предлагаемый поликонденсат с соотношением исходных продуктов1;1,0:1,2Предлагаемый поликонденсат с соотношением исходных продуктов1:1,4:2,0 П р и мер 4. В лабораторных условияхпроведены опыты по осаждению различных видов смоляного клея, применяемого при проклейке бумаги. В волокнистую суспензию из сульфитной беленой целлюлозы вводили 2,0 - 2,5% смоляного клея от веса абсолютно сухого волокна. Осаждение смоляного клея производили 1,5 - 1,75 вес, % поликонденсата с последующим введением сульфата алюминия в колиПр имер 5. В лабораторных условиях проведены опыты по осаждению смоляного клея в слабокислой среде. В волокнистую суспензию из сульфитной беленой целлюлозы ввосухого волокна и перемешивали суспензию в течение 30 мшь Волокнистую массу отфпльт ровывали на воронке Бюхнера. Целлюлозу сушили и экстрагпровали в аппаратс Сокслс та. Экстракт отгоняли от растворителя. Смолу высушивали и взвешивалп. Результаты лабораторных испытаний по осаждению смолы приведены в табл. 3. честве 4 вес. % сульфата алюминия и каолп 10 на в количестве 20 вес, , от веса абсолютно сухого волокна. Отлив бумаги производился на листоотливном аппарате Рапид - Кеттен,Параллельно вели осаждение смоляного клея только глиноземом. Удержание смоляного 15 клея характеризовалось степенью проклейки бумаги. Результаты опытов представлены в табл.4.дили 2,0 вес. % смоляного клея из жпвпчной канифоли, Осаждение смоляного клея произ водили 2,0 вес. % полнконденсата дицпанднамида, уротропина и формальдегида с соотРасход поликонденсата,клейка,РН Вид смоляного клея Применяемый поликонденсат мм 1,5 - 1,75 0,75 Смоляной клей из живичнои канифоли с содержанием свободной смолы 25% 2,0 2,0 Поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1:1,4:2,0 0,25 2,0 0,75 6,5 Таблица 6 Расход смоляного клея,Расход поликонденсата,о,гПрименяемый поликонденВид смоляного клея РН сат с(мм мм Нейтральный клей из модифицированной талловой канифоли 2,5 589 6,0 4,9 1,25 Поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1;1:1,2 2,5 1,0 1,5 - 1,75 1,0 614 ношением исходных продуктов 1:1,4:2,0 по отношению к абсолютно сухой целлюлозе с последующей обработкой 0,75 сульфата алюминия к абсолютно сухой целлюлозе и введением в бумажную массу 18 вес. % каолина. Параллельно осаждение смоляного клея производиП р и м е р 6. Произведены производственные испытания по устранению смоляных затруднений в производстве этикеточной бумаги массой 45 г/м из сульфитной беленой целлюлозы. Поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1:1:1,2 подавался в волокнистую массу перед размолом в количестве 0,02 - 0,04 вес. % (к весу сухого волокна). Испытания вели в течение 2 месяцев,За время подачи поликонденсата в волокнистую массу на машине не наблюдалось отложений смолы и сетка не продувалась. Тогда как без применения поликонденсата простои по продувке сетки составляли 5 ч. 21 мин в сутки,П р и м е р 7. На бумагоделательной машине Результаты проведенных опытов, что следует из приведенных примеров, по использованию поликонденсата дициандиамида, уротропина с формальдегидом при мольном соотношении указанных исходных продуктов 1:1:,2 до 1:1,4:2,0 в качестве осадителя природных смол древесины в количестве 0,01 - 3,0 вес. % (к весу абсолютно сухого волокна) показали,лп 0,75 вес. % сульфата алюминия (к весу абсо,потно сухой целлюлозы). Отлив бумаги производили на аппарате Рапид-Кеттен, Удержание смоляного клея характеризовалось степенью проклейки.Результаты опытов представлены в табл. 5. при выработке бумаги 100-ной сульфитной беленой целлюлозы проклейка осуществлялась нейтральным смоляным клеем из талловой 10 модифицированной канифоли с расходом2,5 вес. % (к весу сухого волокна). В качестве осадителя применяли поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида с соотношением исходных продуктов 1:1:1,2 в 15 количестве 1,0 вес. % (к весу абсолютно сухого волокна) с последующим введением сульфата алюминия в количестве 1,0 вес. %.Конденсат подавался после размола перед введением смоляного клея. Параллельно оса ждение смоляного клея вели 6 вес. % сульфата алюминия без применения поликонденсата, Удержание клея характеризовалось степенью проклейки. Результаты испытаний представлены в табл, 6,что способ является значительно более эф фективным по удалению вредной смолы всравнении с известным способом по патенту СШЛ3582461, Кроме того, способ дает возможность, помимо эффективной борьбы со смоляными затруднениями, осуществлять ин- ЗО тенсификацию проклейки бумаги смолянымиклеями за счет более высокого осаждения542778 10 Составитель Л, ЛукашевичТехред А. Камышникова Редактор Новожилова Корректор А. Галахова Заказ 114/7 Изд, Мз 146 Тираж 524 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 клея и его лучшего распределения на волокне и производить проклейку в слабокислой среде, тем самым снизить расход известных осадителей - солей алюминия. Формула изобретенияСпособ осаждения смолы на волокнах в процессе изготовления бумаги и картона путем обработки волокнистой суспензии катионным полиэлектролитом при рН суспензии 6 - 8, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса осаждения, в качестве полиэлектролита используют 5 поликонденсат дициандиамида, уротропина иформальдегида при мольном соотношении исходных компонентов от 1:1:1,2 до 1:1,4:2,0 в количестве 0,01 - 3 вес. % (от веса абсолютно- сухого волокна).