СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ Российский патент 1997 года по МПК D21H21/16 D21H17/21 

Настоящее изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве клееных видов бумаги и картона, массой 70-250 г/м², преимущественно упаковочных видов бумаги и картона, в частности картона для плоских слоев тарного картона и бумаги-основы для гофрирования.

Одной из наиболее встречающихся в целлюлозно-бумажной промышленности проблем, является низкое удержание компонентов бумажной массы на сеточном столе бумагоделательных и картоноделательных машин (БДМ и КДМ). Низкое удержание волокна и вводимых химикатов приводит к повышению содержания мелкого волокна, коллоидных и растворимых веществ в оборотных и сточных водах, что, в свою очередь, приводит к повышению энергетических затрат на сушку полотна.

Известны способы получения бумажной массы, предусматривающие повышение степени удержания ее компонентов и улучшение обезвоживания формуемого полотна на сеточном столе бумаго- и картоноделательного оборудования путем введения в суспензию волокнистого полуфабриката эффективных полимерных флокулянтов полиэтиленимина, полиамидамина, полиакриламида и полиэтиленоксида [1]
Однако в настоящее время, по причине необходимости снижения потребления свежей воды для улучшения общей экологической обстановки, имеют место значительные качественные и количественные изменения состава растворимых и коллоидных веществ, содержащихся в получаемой бумажной массе. Эти изменения отрицательно влияют на флокулирующую способность указанных эффективных добавок и требуют значительного повышения их расходов, что, в свою очередь, приводит к экологическим затруднениям, а также к ухудшению комплекса конечных свойств бумаги и картона, изготавливаемых из полученной бумажной массы.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ получения бумажной массы, включающий введение в суспензию волокнистого полуфабриката последовательно водного раствора анионного полиэлектролита продукта конденсации формальдегида и нафталин-сульфокислоты, проклеивающего вещества, коагулянта и водного раствора полиэтиленоксида (ПЭО) с молекулярной массой (3,5-7,0)•10⁶ при расходе ПЭО 0,01-0,07% от массы абсолютно сухого волокнистого полуфабриката [2]
В указанном известном способе в качестве волокнистого полуфабриката используют смесь 75 мас. древесной массы (дефибрерной или термомеханической) и 25 мас. сульфитной беленой или небеленой целлюлозы.

Такой способ эффективен лишь в производстве таких бумаг, в частности газетной бумаги, к которым не предъявляются высокие требования по достижению таких показателей, как высокие показатели степени проклейки и физико-механических свойств, и малоэффективен для использования в композиции бумаги широкого ассортимента волокнистых полуфабрикатов на основе целлюлозы и полуцеллюлозы.

Кроме того, этот способ технологически сложен из-за необходимости проведения дополнительной стадии введения анионного полиэлектролита и выдерживания массы на этой стадии, а также недостаточно экологичен из-за использования токсичных химикатов, в частности формальдегидсодержащего анионного полиэлектролита.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является удержание компонентов бумажной массы и степени ее обезвоживания при одновременном снижении расхода ПЭО и исключении дополнительного полиэлектролита, расширение ассортимента бумаг и картона, изготавливаемых из полученной бумажной массы, в частности упаковочных видов бумаги и картона, а также упрощение технологического процесса и улучшение экологических условий производства.

Этот технический результат достигается тем, что в способе получения бумажной массы, включающем введение в суспензию волокнистого полуфабриката проклеивающего вещества, коагулянта и водного раствора полиэтиленоксида с молекулярной массой (3,5-7,0)•10⁶, согласно изобретению проклеивающее вещество вводят непосредственно в необработанную суспензию волокнистого полуфабриката с содержанием в ней водорастворимого таннида 6-18 мг/л.

В качестве волокнистого полуфабриката предпочтительно используют смесь 40-60 мас. сульфатной небеленой целлюлозы и 40-60 мас. нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы.

Полиэтиленоксид вводят в количестве 0,01-0,04% от массы абсолютно сухого волокнистого (а.с.в.) полуфабриката, при этом используют массы в виде водного раствора концентрацией 0,5-1,0 г/л.

Содержание водорастворимого таннида в суспензии волокнистого полуфабриката в пределах 6-18 мг/л регулируют при промывке волокнистых полуфабрикатов в процессе их производства и приготовлении суспензии требуемой концентрации.

Предпочтительно использовать волокнистые композиции, содержащие в своем составе водорастворимые танниды, т.е. сульфатную небеленую целлюлозу или полуцеллюлозу.

Однако, в зависимости от имеющегося в наличии того или иного ассортимента волокнистого сырья, в случаях использования волокнистых полуфабрикатов без остаточного содержания в них таннидов, в волокнистую суспензию перед получением из нее бумажной массы могут быть введены специальные экстрактивные таннидсодержание добавки, в частности продукты водной экстракции древесины.

Содержащийся в исходной суспензии волокнистого полуфабриката водорастворимый таннид в заданных пределах в сочетании с полиэтиленоксидом указанной молекулярной массы, вводимым в суспензию после добавления алюмосодержащего коагулянта, образует более устойчивый водорастворимый поликомплекс с повышенной молекулярной массой и более разветвленной структурой, позволяющей обеспечить повышенную флокулирующую способность полиэтиленоксида, тем самым увеличивая удержание компонентов бумажной массы и улучшая ее обезвоживание. При этом указанные свойства имеют лучшие показатели, нежели при предварительном введении в суспензию волокнистого полуфабриката дополнительного агента токсичного анионного полиэлектролита продукта конденсации формальдегида с нафталинсульфокислотой, имевшего место в способе по прототипу.

В качестве проклеивающего вещества могут быть использованы широко применяемые в бумажном производстве различные канифольные клеи (на основе различных видов канифоли), крахмальные композиции и т.д.

В качестве коагулянта используют также широко применяемые в практике бумажного и картонного производства сернокислый алюминий (глинозем), алюмо-калиевые или алюмо-аммиачные квасцы, алюминат натрия, алюмхлорид и т.д.

Приготовление бумажной массы осуществляют путем последовательного введения в суспензию волокнистого полуфабриката с содержанием в ней водорастворимого таннида 6-18 мг/л проклеивающего вещества, коагулянта и полиэтиленоксида с выдерживанием массы после каждой стадии введения.

При необходимости могут быть введены специальные добавки, например красители, бактерициды и т.д. в количествах, выбираемых в зависимости от требуемых специфических показателей готовой продукции.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. В размолотую суспензию волокнистого полуфабриката, содержащего 50 мас. сульфатной небеленой целлюлозы и 50 мас. нетрально-сульфитной полуцеллюлозы, с содержанием в ней 6-18 мг/л водорастворимого таннида, последовательно вводят при перемешивании канифольный клей в количестве 1,5% в пересчете на сухое вещество от массы а.с.в. водный раствор коагулянта в количестве 1,5% в пересчете на сухое вещество от массы а.с.в. и водный раствор полиэтиленоксида в количестве 0,01-0,04% в пересчете на сухое вещество от массы а.с.в. После каждой стадии введения массу выдерживают.

Из полученной бумажной массы изготавливают по общепринятой технологии бумагу-основу для гофрирования массой 125 г/м².

Для сравнения проводят два контрольных опыта при значениях содержания водорастворимого таннида в суспензии, выходящих за предлагаемые.

Различные значения всех параметров осуществления способа и показатели времени обезвоживания бумажной массы и удержания ее компонентов приведены в таблице.

Пример 2. Бумажную массу готовят аналогично примеру 1, но в качестве исходного волокнистого полуфабриката используют смесь 75 мас. дефибрерной древесной массы и 25 мас. сульфитной небеленой целлюлозы. При этом используют суспензию с содержанием в ней водорастворимого таннида 12 мг/л. Наличие таннида создают введением в суспензию водного экстракта древесины.

Различные значения параметров и показатели бумажной массы представлены в таблице.

Пример 3 (по прототипу). Бумажную массу готовят по примеру 2, но перед введением в суспензию проклеивающего вещества предварительно вводят анионный полиэлектролит продукт конденсации формальдегида и нафталинсульфокислоты в количестве 0,05-0,20% от массы а.с.в. при этом используют суспензию, не содержащую водорастворимого таннида.

Различные значения параметров и показатели полученной бумажной массы представлены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет получить бумажную массу со значительно улучшенными показателями времени обезвоживания бумажной массы и удержания в ней ее компонентов, что обеспечивает повышение эффективности процесса изготовления бумаги и картона.

Физико-механические показатели бумаги и картона соответствуют ГОСТу.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет упростить технологический процесс, улучшить экологические условия производства за счет исключения токсичного формальдегидсодержащего полиэлектролита, а также снизить расход полиэтиленоксида и расширить ассортимент бумаг, изготавливаемых из полученной по предложенному способу бумажной массы.

Использование: для производства клееных бумаги и картона. Сущность изобретения: в суспензию волокнистого полуфабриката с содержанием в ней водорастворимого таннида 6-18 мг/л вводят последовательно проклеивающее вещество, коагулянт и водный раствор полиэтиленоксида концентрацией 0,5-1,0 г/л при расходе полиэтиленоксида 0,01-0,04% от массы абсолютно сухого волокнистого полуфабриката. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения бумажной массы, включающий введение в суспензию волокнистого полуфабриката проклеивающего вещества, коагулянта и водного раствора полиэтиленоксида, отличающийся тем, что проклеивающее вещество вводят непосредственно в суспензию волокнистого полуфабриката с содержанием водорастворимого таннида 6 18 мг/л. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве волокнистого полуфабриката используют смесь 40 60 мас. сульфатной небеленой целлюлозы и 40 60 мас. нейтральной сульфитной полуцеллюлозы. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный раствор полиэтиленоксида вводят в количестве 0,01 0,04% в пересчете на сухое вещество от массы абсолютно сухого волокнистого полуфабриката.