БУМАЖНАЯ МАССА Российский патент 1994 года по МПК D21H21/16 D21H17/16 D21H17/29 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и касается приготовления бумажной массы для изготовления бумаги или картона.

Известна бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, наполнитель и проклеивающее вещество [1] . В качестве проклеивающего вещества бумажная масса содержит ангидрид янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами в среде катионного синтетического полимера, например полиамина. Бумага, полученная из такой массы, имеет необходимую степень проклейки.

Однако при использовании указанного проклеивающего вещества степень удержания мелкого волокна и наполнителя мала, поэтому в составе известной бумажной массы дополнительно содержится полимерное вещество, такое как катионный полиакриламид, полиэтиленимин, полиамидополиамин.

Известна бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, наполнитель и проклеивающее вещество [2] . В качестве проклеивающего вещества масса содержит смесь катионного крахмала и ангидрида янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Волокнистый полуфабрикат 100 Наполнитель 30
Катионный крахмал со
степенью замещения не < 0,036 0,15-3,0
Замещенный ангидрид
янтарной кислоты 0,15-0,3
Однако данное изобретение также не обеспечивает необходимого уровня удержания наполнителя и мелкого волокна при заданной степени проклейки. Поэтому для повышения удержания эта бумажная масса содержит коллоидную двуокись кремния.

Целью изобретения является достижение высокой степени удержания мелкого волокна и наполнителя и обеспечение необходимого уровня проклейки при упрощении состава бумажной массы.

Для этого бумажная масса содержит волокнистый полуфабрикат, наполнитель и проклеивающее вещество. В качестве проклеивающего вещества применяют смесь катионного крахмала, подвергнутого гидродинамической обработке при скорости от 1 до 30 м/с в течение 15-180 с, и ангидрида янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Волокнистый полуфабрикат 100 Наполнитель 5-40
Катионный крахмал 0,2-1,2
Замещенный ангидрид янтарной кислоты 0,1-0,6
В качестве катионного крахмала бумажная масса содержит катионный крахмал любой природы со степенью замещения 0,015-0,040, в качестве наполнителя - карбонат кальция или его смесь с каолином, в качестве замещенного ангидрида янтарной кислоты - оксидецилянтарный ангидрид, гексадецилянтарный ангидрид или другие известные ангидриды янтарной кислоты с углеводородной группой, включающей от 8 до 32 атомов углерода.

Предлагаемая бумажная масса может содержать функциональные добавки.

Гидродинамическая обработка водного раствора катионного крахмала при указанных условиях положительно влияет на проклейку бумаги и удержания наполнителя и мелкого волокна при формовании бумажного полотна. Кроме того, эта обработка позволяет увеличить удельную поверхность крахмала и количество свободных радикальных групп. Увеличение удельной поверхности катионного крахмала способствует получению более мелкодисперсного проклеивающего вещества на основе ангидрида янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами, что улучшает проклейку бумаги. Увеличение количества свободных радикальных групп катионного крахмала ведет к взаимодействию проклеивающего вещества с наполнителем и волокном, что дает эффект повышения удержания наполнителя мелкого волокна и самого проклеивающего вещества при формовании бумажного полотна.

Катионный крахмал в проклеивающем веществе выступает в роли стабилизатора эмульсии и осадителя ангидрида янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами. Если степень замещения катионного крахмала менее 0,015, то получается незастабилизированная эмульсия ангидрида янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами. Для получения проклеивающего вещества можно использовать катионный крахмал со степенью замещения выше 0,04, но это приводит к удорожанию и повышению точности продукта при той же эффективности.

Данная бумажная масса применима ко многим видам производства бумаги, но желательно иметь нейтральный или щелочной процесс.

Известно техническое решение, где используется механодекстрированный крахмал, полученный гидродинамической обработкой при скорости вращения 1400 об. /мин [3] .

Сущность этого решения: водная наполненная композиция для покрытия содержит механодеструктированный крахмал, что обеспечивает повышение прочности покрытия и седиментационной устойчивости композиции. Иное использование механодеструктированного крахмала не известно.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Бумажную массу для изготовления офсетной бумаги, содержащую, мас. ч. :
Беленая сульфитная хвойная целлюлоза 100 Карбонат кальция 5,0
Катионизированный крахмал 0,2
Оксидеценилянтарный ангидрид 0,1 получают следующим образом: берут 2 мас. ч. 2% -го водного раствора эфира картофельного крахмала, катионизированного 3-хлор-2-гидроксипропилтриаммонийхлоридом, со степенью замещения 0,015, гидрадинамически обрабатывают в перемешивающем устройстве при скорости 1 м/с в течение 180 с, добавляют 1 мас. ч. оксидеценилянтарный ангидрид и получают проклеивающее вещество путем перемещения на высокоскоростной мешалке в течение 120 с. Берут 5 мас. ч. карбоната кальция и перемешивают с 100 мас. ч. 0,5-й водной суспензии размолотой беленой сульфидной целлюлозы (степень помола 35^оШР), затем добавляют проклеивающее вещество в количестве 0,1 мас. ч. замещенного ангидрида янтарной кислоты и 0,2 мас. ч. катионного крахмала. Из полученной массы отливают офсетную бумагу массой 65 г/м².

Результаты испытаний представлены в таблице.

П р и м е р 2. Бумажную массу для изготовления бумаги для офсетной печати, содержащую, мас. ч. :
Беленая сульфитная хвойная целлюлоза 100 Карбонат кальция 40
Оксидеценилянтарный ангидрид 0,6
Катионный кукурузный
крахмал со степенью замещения 0,040 1,2 получают аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что гидродинамическая обработка крахмала осуществляется при скорости 30 м/с в течение 15 с.

Результаты испытаний представлены в таблице.

П р и м е р 3. Бумажную массу для изготовления бумаги для офсетной печати, содержащую, мас. ч. :
Беленая сульфитная хвойная целлюлоза 100
Карбонат кальция 28 Каолин 12
Гексадеценилянтарный ангидрид 0,2
Катионный картофельный
крахмал со степенью замещения 0,032 0,4 получают аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что гидродинамическая обработка крахмала осуществляется при скорости 10 м/с в течение 120 с.

Результаты испытаний представлены в таблице.

П р и м е р 4 (контрольный). Бумажную массу готовят аналогично примеру 3, но без гидродинамической обработки того же катионного крахмала.

Контролируемые параметры приведены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что бумага, изготовленная из предлагаемой бумажной массы, имеет хорошую проклейку и более высокое удержание наполнителя и мелкого волокна. При этом абсолютные значения показателей проклейки и удержания мелкого волокна и наполнителя у бумаги, полученной из предлагаемой массы выше, чем у бумаги из массы по прототипу (пример 5).

Проклейка бумаги определялась как впитываемость при одностороннем смачивании по ГОСТ 12605-67. (56) 1. ASA sizes are highly effective for alkaline papermaking, Pulp and paper, june 1983, p. 118-122.

2. Патент ЕР N 0257772, кл. D 21 D 3/00, 1987.

3. Авторское свидетельство СССР N 1294897, кл. D 21 H 27/20, 1987.

Сущность изобретения: бумажная масса содержит волокнистый полуфабрикат, наполнитель и проклеивающее вещество, включающее катионный крахмал и замещенный андрид янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами. Указанный крахмал подвергают гидродинамической обработке при скорости от 1 до 30 м/с в течение 15 - 180 с. Бумажная масса содержит указанные компоненты при следующем соотношении компонентов, мас. ч. : волокнистый полуфабрикат 100; наполнитель 5 - 40; катионный крахмал 0,2 - 1,2; замещенный ангидрид янтарной кислоты 0,1 - 0,6. Катионный крахмал используют со степенью замещения 0,015 - 0,040. 1 з. п. ф - лы.

1. БУМАЖНАЯ МАССА, содержащая волокнистый полуфабрикат, наполнитель и проклеивающее вещество, включающее катионный крахмал и замещенный ангидрид янтарной кислоты с алкильными или алкенильными группами, отличающаяся тем, что в качестве катионного крахмала оно содержит указанный крахмал, подвергнутый гидродинамической обработке при скорости от 1 до 30 м/с в течение 15 - 180 сек, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Волокнистый полуфабрикат 100
Наполнитель 5 - 40
Катионный крахмал 0,2 - 1,2
Замещенный ангидрид янтарной кислоты с алкильными или ал
кенильными группами 0,1 - 0,6
2. Масса по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит катионный крахмал со степенью замещения 0,015 - 0,040.