БУМАЖНАЯ МАССА Российский патент 1999 года по МПК D21H11/00 D21H17/62 D21H21/16 C09J193/04 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано при изготовлении высокосортных бумаг (например, бумаги для ксероксов, бумаги-основы для светочувствительной и диазотипной бумаги, бумаги для технических носителей информации, рисовальной, чертежной, тетрадной и писчей бумаги).

Известен композиционный состав бумажной массы, включающей волокнистый полуфабрикат, наполнитель, проклеивающее вещество (талловая канифоль, модифицированная казеинатом натрия, с последующим проведением процесса диспергирования полученной 30%-ной водной эмульсии) и коагулянт /1/.

Недостатком известной бумажной массы является невысокая гидрофобность бумаги, а также невысокая степень удержания наполнителя в готовой продукции.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является бумажная масса, содержащая, мас.ч.:
Волокнистый полуфабрикат - 100
Продукт взаимодействия канифоли и моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ - 0,4-3,0
Наполнитель - 4-20
Коагулянт - 1,5-8,0
и в которой в качестве волокнистого полуфабриката используют сульфитную хвойную беленую целлюлозу, сульфатную лиственную беленую целлюлозу и сульфатную хвойную беленую целлюлозу. В качестве наполнителя используют каолин, двуокись титана, бланфикс. В качестве канифольного модифицированного продукта используют канифоль, модифицированную моноэтилцеллозольвовым эфиром малеиновой кислоты с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈. В качестве коагулянта используют сернокислый алюминий или квасцы /2/.

Недостатком такой бумажной массы является невысокая гидрофобность бумаги и недостаточно высокая степень удержания наполнителя в структуре бумажного листа.

Задачей предполагаемого изобретения является улучшение качества бумаги за счет повышения гидрофобности при одновременном снижении расхода гидрофобизирующего вещества и повышения разрушающего усилия в сухом состоянии и степени удержания наполнителя при нейтральной проклейке бумажной массы (pH 6,5-6,9).

Для решения поставленной задачи предложена бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, наполнитель, канифольный модифицированный продукт и коагулянт и которая в качестве канифольного модифицированного продукта содержит продукт взаимодействия канифоли, моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Волокнистый полуфабрикат - 100
Продукт взаимодействия канифоли и моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония - 0,3-2,0
Наполнитель - 4-20
Коагулянт - 0,2-0,8
В качестве волокнистых полуфабрикатов композиция может содержать сульфитную хвойную беленую целлюлозу, сульфатную лиственную беленую целлюлозу и сульфатную хвойную беленую целлюлозу.

В качестве наполнителя бумажная масса может содержать мел, каолин, двуокись титана, бланфикс, а в качестве коагулянта - сернокислый алюминий или квасцы.

Используемый в предлагаемой бумажной массе продукт взаимодействия канифоли, моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония представляет собой однородную пастообразную массу темно-янтарного цвета с содержанием сухих веществ 50±2%, свободных смоляных кислот 35±5% и имеет общую формулу:

где
R₁ - радикал первичного жирного спирта C₁₀-C₁₈;
R₂ - радикал казеината аммония общей формулы
⁺H₄NCOO-CNH⁺ ₄ -(CH₂)₂-COONH⁺ ₄.

Сущность получения канифольного модифицированного продукта заключается в том, что сначала осуществляют модификацию канифоли моноэфиром, полученным взаимодействием малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈, а затем, после частичной нейтрализации (до 40-50%) 21%-ным раствором едкого натра, в полученную клеевую композицию вводят расчетные количества приготовленного казеината аммония. В качестве исходного сырья для получения канифольного модифицированного продукта используется канифоль, малеиновый ангидрид, первичные жирные спирты C₁₀-C₁₈, едкий натр, казеин, аммиачная вода.

Перед введением полученной клеевой композиции в бумажную массу осуществляют разбавление ее до концентрации 3-5% водой, подогретой до 60-70^oC. Полученная водная клеевая эмульсия имеет белый цвет и содержит мелкодисперсные клеевые частицы размером 0,3-0,6 мкм, значение pH находится в диапазоне 9,2-9,4, вязкость по B3-4 составляет 11 c.

Получение бумаги из бумажной массы согласно предполагаемому изобретению осуществляется традиционными способами производства клееных видов бумаги с той разницей, что процесс проклейки волокнистой массы осуществляется в нейтральной среде при pH 6,5-6,9 при одновременном снижении дисперсности скоагулировавшего осадка клеевых частиц от 1,0-1,5 до 0,3-0,6 мкм и максимальном приближении режима проклейки бумажной массы к режиму гетероадагуляции. Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1 (по изобретению). Бумажную массу готовят следующего состава, мас.ч.:
Сульфитная хвойная беленая целлюлоза, размолотая до 35^oШР - 100
Продукт взаимодействия канифоли и моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония - 0,3
Каолин - 20
Сульфат алюминия - 0,5
Из полученной бумажной массы изготавливают бумагу массой 70г. Проклейку бумажной массы ведут в нейтральной среде при pH 6,5-6,9. Полученные образцы бумаги испытывают по стандартным методикам и определяют степень проклейки по штриховому методу, впитываемость при одностороннем смачивании, разрушающее усилие в сухом состоянии и степень удержания наполнителя.

Состав бумажной массы представлен в табл.1.

Свойства бумаги представлены в табл.2.

Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1 и отличаются видом и расходом волокнистого полуфабриката, наполнителя, коагулянта, а также расходом канифольного модифицированного продукта.

Из табл.2 видно, что бумага, изготовленная из бумажной массы, содержащий в качестве канифольного модифицированного продукта продукт взаимодействия канифоли, моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония, отличается улучшенными свойствами по сравнению с прототипом. Степень проклейки по штриховому методу повысилась на 25-40%, впитываемость при одностороннем смачивании снизилась на 15-25%, разрушающее усилие в сухом состоянии и степень удержания наполнителя увеличились на 15-30%.

Бумажную массу используют при изготовлении высокосортных бумаг, например бумаги для ксероксов, бумаги-основы для светочувствительной и диазотипной бумаги, бумаги для технических носителей информации, рисовальной, чертежной, тетрадной и писчей бумаги. Бумажная масса содержит волокнистый полуфабрикат, продукт взаимодействия канифоли и моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеина аммония, наполнитель и коагулянт. Предложенная бумажная масса повышает степень проклейки по штриховому методу на 25-40 %, впитываемость при одностороннем смачивании снижается на 15-25%, разрушающее усилие в сухом состоянии и степень удержания наполнителя увеличивается на 15-30 %. 2 табл.

Бумажная масса, содержащая волокнистый полуфабрикат, наполнитель, канифольный модифицированный продукт и коагулянт, отличающаяся тем, что она в качестве канифольного модифицированного продукта содержит продукт взаимодействия канифоли, моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Волокнистый полуфабрикат - 100
Продукт взаимодействия канифоли и моноэфира малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами C₁₀-C₁₈ и казеината аммония - 0,3 - 2,0
Наполнитель - 4 - 20
Коагулянт - 0,2 - 0,8о