Способ приготовления клея для проклейки бумаги и картона

Оп ИСАНИЕ изоьвитения Союз СоветскиСоциалистическиРеспублик а 732351 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет ло делам нзабретеннй н отрытнй(72) Авторы изобретения Центральный научно-исследовательский институт бумаги и Ленинградский технологический институт целлюлознобумажной промышленности(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КЛЕЯ ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ БУМАГИИ КАРТОНА 1Изобретение относится к бумажному производству и может быть использованс при приготовлении клея для проклейки бумаги и картона.Известен способ приготовления ланифольного клея для проклейки бумаги и картона в массе путем введения горячего готового канифольного клея горячего водного раствора гидроокиои шелочно го металла и расплавленной канифоли в соответствующих пропорциях в центробежный насос 11.Согласно этому способу канифольный клей готовят путем диспергирования канифоли за счет больших центробежных сил, развиваемых в массе при работе центробеж 15 ного насоса. Однако такой способ не обеспечивает высокой стабильности получаемого клея.20Известен также способ приготовления высокосмоляного квнифольного клея путем омыления расплавленной канифоли в ультразвуковом смесителе-эмульгаторе 21,2Однако проведение процесса омыления канифоли и диспергирования клея в ультразвуковом поле требует значительных затрат энергии, а также сложных по конструкции генераторов ультразвуковых колебаний. Кроме того, диспергирование клея при частоте ультразвуковых колебаний (свыше 15-20 кГц) прйводит к пЬ- лучению частичек клея, трудно коагулируемых в процессе приготовления бумажной массы, что ухудшает качество проклейки бумаги и картона,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет ся способ приготовления проклеивающих эмульсий путем омыления канифоли, введенной вместе с парафином, в клееварочном котле с подогревом массы острым паром при перемешиввнии, с последуюшим раэбавлением и диспергированием получаемой пасты посредством парового . инжектора и дальнейшим диспергированием разбавленной до концентрации около 20 г/л эмульсии в поле механических колебанийпрн частоте пульсаций среды 2-4 кГцоУпрМ 70-85 С и кратности циркуляции 1-3через зону поля колебаний 31,Недостаток способа заключается в том,что он требует введения в процесс трудоемкой операции инжектирования, Крометого, способ длителен ( 6 Омин), аполученный клей является недостаточнооднородным по дисперсности,Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса, а-также повышение качества клея.Поставленнаяцель достигается тем, чтоклей подвергают одновременно разбавлению и диспергированию при концентрации150 ЗООг/л, при 86-95 С и частоте пульсаций среды 4-6 кГц с последующим разбавлением эмульсий водой с температурой 1025 С до рабочей концентрации клеяОдновременное диспергирование и разбавление клея проводят при кратностициркуляции эмульсии через зону поля колебаний равной 4-5,Вследствие исключения инжектированияквнифольно-парафинового клея не только25сокращается одна из наиболее энерго- итрудоемких стадий процесса, но такжеустраняется причина низкой агрегативнойустойчивости частиц парафина, При инжектировании капельки острого пара осаждают3 Рся на межфазной поверхности частиц парафина и препятствуют образованию защит-.ного вдсорбционного слоя, что приводитв свою очередь к возможности легкойкоагуляции парафиновых частиц на последующих стадиях обработки и использованияклея, вызывая, в частности, появлениепятен на бумаге.Одновременное разбавление и диспер 40гирование клея-пасты в роторно-пульсационном аппарате (РПА), не снижая агрегативную устойчивость парафина из-заустранения контакта частиц с острым паром, значительно повышает однородностьклея и степень его дисперсности, а бу 45мага, проклеенная таким канифольно-парафиновым клеем, имеет более высокуюстепень проклейки, чем за счет лучшегораспределения частиц клея между волокнвмн и его удержания при использованииклея, полученного с применением парового инжектора.В зависимостиоткомпозиции клея процесс диспергирования может осуществляться в один проход - для однокомпонентныз55канифольных клеев или при рециркуляцииприготовляемой эмульсии до пятикратнойдпя кйеев сложной композиции,Ввиду исключения операции разбавления и предварительного диспергирования клея с помощью парового инжектора и отсутствия большой промежуточной емкости для разбавленного клея, имеющихся в известном способе, предлагаемый способ является не только более эффективным, но и более простым, компактным в аппаратурном оформлении, в также исключающим вредное воздействие открытого пара нв сваренный клей, которое имеет место в известном способе.Приготовление клея по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.В обычный клееварочный котел с мешалкой и паровой рубашкой заливают воду, добавляют концентрированный водный раствор гидроокиси натрия или карбоната натрия из расчета соотношения воды и канифоли (модифицированной канифоли) 0,75-1,5 и получают клей с содержанием 15-20% неомыленных кислот канифоли. Затем раствор доводят до кипения, после чего загружают все требуемые компоненты клея. Омыление проводят по обычному режиму при поддержании температуры массы в котле, близкой к температуре кипения (120-125 С).Сваренную клеевую пасту при той же температуре подают через дозатор на разбавление и аиспергирование непосредственно в РПА, дополнительно снабженный паровой рубашкой и коммуникацией для рециркуляции эмульсии клея. Для этого включают РПА а по достижении скорости вращения ротора 2500-3000 об/мин (что создает частоту пульсации среды 4,5-5 кГц) подают через дозатор воды подогретую , до 75-85 С воду, а через дозатор клея подают сваренную клеевую пасту .с температурой, близкой к температуре его киопения (около 120 С). Путем рециркуляции эмульсии клея кратностью до 5 (в зависимости от состава клея) и при поддержании температуры массы для клеево сложного состава в пределах 86-95 С пуском пара в.рубашку аппарата достигают полной однородности эмульсии и требуемой дисперсности частичек клея порядка 0,8-1,3 мкм при концентрации водной эмульсии клея порядка 150-300 гул.В зависимости от состава клея, время разбавления и диспергирования в РПА составляет от 1 Омин - для чисто квнифольного клея, до 50-65 мин - для клеев сложной композиции.Получаемую таким образом эмульсию клея концентрации 150-300 г/л разбавля5 732 ют холодной водой, необходимой для ту-"ей стабилизации эмульсии, до рабочей концентрации около 20 г/л.П р и м е р 1. В клееварочный котел с мешалкой заливают 400 л воды, добавляют 48 кг 40%-го водного раствора гидроокиси натрия и содержимое доводят до кипения с помощью острого пара, Затем в котел загружают (порциями, при перемешивании) 80 кг парафина, 400 кг О талловой модифицированной малейновым ангидридом канифоли (содержание малеинового ангидрида 3%, число омыления 189) и проводят варку клея при работающей мешалке и поддержании температуры 15о125 С. Время варки составляет 55 мин. Сваренный пастообразный клей с той же температурой направляют через дозатор на одновременное разбавление и диспергирование в РПА 20Процесс осушествляютследуюшим образом.Включают РПА и доводят скорость вращения его ротора до 3000 об/мин, что соответствует частоте пульсации массы в аппарате 5 кГц; подают в аппарат подоОгретую до 80 С воду через дозатор из расчета получения эмульсии клея с концентрацией 170 г/л; открывают кран для клея, который поступает иэ варочного котла тоже через дозатор. При поддержании З 0 температуры в аппарате 90-95 С пуском пара в рубашку аппарата после 4-кратной рециркуляции эмульсии достигают однородности получаемой эмульсии в течение 55 мин. Получают эмульсию клея окон центрацией 168 г/л, ее разбавляют в ото стойнике водой с температурой 10 С до концентрации 20 г/л. Готовый клей имеет однородный внешний вид и не расслаивается при хранении в течение 4 сут. Кле евые частицы имеют размер 1,0-1,2 мкм, содержание свободной смолы в клее - 7%.П р и м е р 2. Процесс приготовления клея осуществляют аналогично описанному в примере 1 и при том же соотно шении компонентов со следующими изменениями: берут немодифицированную живичную канифоль тоже в смеси с 20% парафина, скорость вращения ротора РПА составляет 2500 об/мин, что при имею 50 щемся числе и размерах прорезей в цилиндрах соответствует числу пульсаций среды в аппарате 4,0 кГц, температуру при диспергировании поддерживают 86 о 55 88 С, а кратность рециркуляции эмуль сии равна двум. Время разбавления и диспергирования 50 мин. Подачу воды и клеевой пасты осуществляют с помощью 351 6дозаторов так, что концентрация эмульсии составляет 250 г/л, а после разбавления ее водой с температурой 25 С получают готовый клей с рабочей концентрацией 22 г/л, содержанием свободных кислот 15% и величиной клеевых частиц О,9-1,1,мкм. Клей однороден и не расслаиваетсч в течение 4 сут. П р и м е р 3, Процесс варки клея проводят по примеру 1 со следующими изменениями. Клей готовят чэ одной талловой модифицированной канифоли при соотношении вода:модифицированная канифоль, равном 1, Сваренный пастообразный клей разбавляют и диспергируют в РПА при 86 С за один проход. При этом время разбавления и диспергирования составляет 11 мин Получают эмульсию с концентрацией 270 г/л, а после разбавления холодной водой готовый клей имеет концентрацию 25 г/л, с величиной частиц 0,75-0,8 мкм. Клей однороден и не раослаивается при хранении 10 сут.П р и м е р 4. Процесс приготовления клея осуществляют аналогично описанному в примере 1 при том же соотношении компонентов со следующими изменениями. Берут модифицированную живичную канифоль в смеси с 20% парафина. Скорость вращения ротора РПА составляет около 3000 об/мин, что при имеющемся числе и размерах прорезей в цилиндрах соответствует частоте пульсаций 6 кГц.,Температура дисергирования поддерживается в пределах 88-9 1 С. Вре-, мя обработки в РПА 45 мин, концентрация эмульсии 230 г/л, а после разбавления холодной водой 24 г/л. Средний размер 70% частиц канифоли составляет 0,7-0,75 мкм. Клей однороден и не,расслаивается в течение 1 сут. Степень проклейки бумаги составляет 2 мм.П р и м е р 5. Процесс варки проводят по примеру 1 и с той же композицией клея, а далее процесс осуществляют по известному способу, а именно: диопергирование и разбавление клея проводят паровым инжектором при давлении пара 3 ата до концентрации эмульсии 50 г/л. Получаемую эмульсию подают в промежуточную емкость и разбавляют до концентрации 20 г/л. В промежуточной емкости происходит расслаивание эмульсии и последующая обработка ее в РПА не приводит к получению стабильнойэмульсии при 85 С и кратности циркуля-оции до 3.Ъ таблице представлены результаты испытаний известного предлагаемого клея, а также бумаг, изготовленных с использованием этих клеев,Способ приготовления клея согласно предлагаемому изобретению значительно ,проще известного способа, так как позво. ляет исключить трудоемкую операциюинжектирование. Предложенный способ в отличие от известного позволяет контролироватькачество;клея за счет повышения однородности размеров частиц клея. Клей, полученный по предлагаемому способу, не расслаивается, так как является более устойчивым, однородным по структуре, что обеспечивает возможность его приготовления не только на основе живичной канифоли, но и. на основе дру 732351 8гик, менее дефицитных и более распространяемых дешевых видов канифольныхпродуктов, как, например, экстракционнаямодифицированная осветленная канифоль,Кроме того, клей, полученный по предложенному способу, позволяет повыситьпроклейку бумаги на 25-30% ( при истпользовании живнчной канифоли); при испытании экстракционной осветленной кани 1 О фоли клей, полученный по известномуспособу, вообще не дает проклейки изасмоляных затруднений.Предлагаемый способ позволяет готовить клей не только на основе смеси кани 15 фоли и парафина, но является столь жеэффективным и при получении клеев иныхсоставов на основе различных видов канифоли.0 о ц о И ц й Е ц с 1 о й ф ж Ю ц цо э о йй д ц 1 йецио й.й айЯ айййх 3Х э 3оцц оэ ойЦ ц 1 О 3о К с о оо Юч ОЙ э ж а эЖ Ф о ц о 1 ц Иц цФй мэЮ о ц 0 о ц о ц э Мао дх ц 8 эапц й-о э й ц а 51 о ц 3э а И д , Здо жцц а Йо оюв Б оо дно Щ ц ц 3 о а 1 Е вд о е й ц эйо о э иМц, цроцэ обй цх С .фВ э Я 1 Д ай Зэ фд ээ 1 ФО Ф ц о оо ца ой ОсйМй 2732351ь2 о а э цЕо 3 а ао с 3Ч рР 3 а 1 3е 1 Жо ээЗйэ обэ э "що"Рц э о с 3 ффффф о э ооофО ццеи:сО Х о ооэцц ф ф2о щ .6 ф вД авэоэ даБ фа г О о о о м Ли э х 3 о 1ЖЖ ф тЧ ж (Ч1 фаа 4 ов ФЯж аж вс 1Бэа во аф хэ о фах а ,э о Л 11 аэ ахЙ ф ф ла дЕффоо эс 1 Я732351 15формула изобретения1. Способ приготовления клея для проклейки бумаги и картона путем омыления канифоли в смеси с парафином, с последующим разбавлением полученной 5 массы и диспергированием в поле механических колебаний при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации и упрощения, технологического процесса и улучшения качества клея, его подвергают одновременно разбавлению и диспергированию при концентрации . 150-300 г/л, температуре 86-95 С и частоте пульсаций среды 4-6 кГц с последующим разбавлением эмульсии водой с температурой 10-25 С, до рабочей концентрации клея. 162. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что одновременное разбавление и диспергирование клея осуществляют при кратности циркуляции эмульсии через зону поля колебаний равной 4-5. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США390004,кл. 106-238, опублик. 1968. 2. Авторское свидетельство СССР301343, кл. С 09 У 3/00, 1966.Составитель Г, МишензниковаРедактор А. Долинич ТехредО.Андрейко Корректор Е, ПаппЗаказ 1540/7 Тираж 725 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4