СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ БУМАГИ Российский патент 1999 года по МПК D21H19/12 D21H19/54 D21H17/28 

Изобретение относится к производству бумаги с поверхностной обработкой, как пигментированной, так и непигментированной, и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ поверхностной обработки путем нанесения на бумагу-основу состава на основе нативного крахмала и последующего нанесения состава на основе декстрина (Технологический регламент процесса производства "Бумага гуммированная для переводных изображений", МПО "Союз", 1980, с. 17 - 19).

Полученная известным способом бумага характеризуется высоким качеством, но технологическое выполнение данного способа громоздко.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ поверхностной обработки бумаги путем смешения высокомолекулярного крахмала и низкомолекулярного крахмала и нанесения приготовленной смеси на бумагу-основу (SU, 1285098, кл. B 41 M 3/12, 1987).

В качестве высокомолекулярного крахмала (ВМ) в известном способе может быть использован крахмал любой природы, а в качестве низкомолекулярного крахмала (НМ) - ферментативно или кислотно гидролизованный с характеристической вязкостью 0,011 - 0,015 м³/кг.

При этом соотношение ВМ крахмала и НМ крахмала в слое следующее (в мас. %):
Нативный крахмал - 2,5 - 15,0
Гидролизованный крахмал - 85,0 - 97,5
Использование в известном способе состава, включающего ВМ крахмал и НМ крахмал позволяет значительно улучшить качество бумаги за счет снижения ее скручиваемости и повышения гладкости.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является повышение физико-механических и печатных свойств бумаги за счет увеличения массы покрытия, путем повышения концентрации покровного состава.

Этот результат достигается тем, что в способе поверхностной обработки бумаги путем смешения высокомолекулярного крахмала и низкомолекулярного крахмала и нанесения приготовленной смеси на бумагу-основу, в качестве низкомолекулярного крахмала используют крахмал, полученный путем обработки исходного высокомолекулярного крахмала ионизирующим излучением при дозе поглощенной энергии 0,1 - 40,0 Мрад, и указанные компоненты смешивают при соотношении исходного высокомолекулярного крахмалов соответственно от 1:20 до 20:1.

При этом нанесении смеси на бумагу-основу осуществляют с одной или двух сторон, а в качестве ионизирующего излучения используют электромагнитное излучение, быстрые электроны, позитроны и потоки α- частиц.

При такой обработке исходного высомолекулярного крахмала ионизирующим излучением происходит деструкция макромолекул крахмала, снижение молекулярной массы и снижение вязкости раствора, приготовленного их этого крахмала. Низкая вязкость позволяет работать с раствором более высокой концентрации.

Предлагаемую обработку осуществляют следующим образом:
крахмал в сухом виде (порошок) обрабатывают в ускорителе электронов быстрыми электронами ( β- излучение) с дозой 0,1 - 40,0 Мрад. При этом в качестве высомолекулярного крахмала используют крахмал любой природы, как нативный, так и модифицированный любым известным способом, например: нативный картофельный, кукурузный, рисовый, пшеничный и маисовый крахмал; декстрин, окисленный, ферментативный, камеди или катионный крахмал.

При приготовлении смеси для поверхностной обработки бумаги смешивают исходный высокомолекулярный и низкомолекулярный крахмал, полученный путем модификации исходного высокомолекулярного крахмала. Имея одну и ту же природу они хорошо совмещаются, образуя две взаимопроникающие сетки. Высокомолекулярный крахмал обеспечивает физико-механические и печатные свойства бумаги, а низкомолекулярный крахмал - низкую вязкость раствора, позволяющую увеличить концентрацию смеси. Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. Способ поверхностной обработки бумаги для печати осуществляют следующим образом: на бумагу-основу наносят покровную смесь следующего состава (мас.%):
(ВМ) Картофельный крахмал (нативный) - 94,3
(НМ) Картофельный крахмал, модифицированный при дозе поглощенной энергии 4 Мрад - 4,8
Оптический отбеливатель при соотношении ВМ : НМ 20:1 - 0,9
В емкость с мешалкой наливают 900 мл воды при температуре 40^oC, засыпают 94,3 г нативного крахмала, нагревают до температуры 80 - 90^oC при постоянном перемешивании в течение 15 минут. Затем засыпают 4,8 г модифицированного картофельного крахмала, 0,9 г оптического отбеливателя и перемешивают еще 15 минут. Полученный раствор разбавляют холодной водой до концентрации 8 - 10%. Показатели качества полученной бумаги представлены в таблице.

Пример 2. Способ поверхностной обработки бумаги для печати осуществляют следующим образом: на бумагу-основу наносят покровную смесь следующего состава (мас.%):
Картофельный ферментативно-гидролизованный крахмал (ВМ) - 50
Крахмал картофельный ферментативно-гидролизованный, модифицированный при дозе поглощенной энергии 0,1 Мрад (НМ) при соотношении ВМ:НМ 1:1 - 50
Покровную смесь готовят аналогично примеру 1.

Показатели качества полученной бумаги представлены в таблице.

Пример 3. Способ поверхностной обработки бумаги для печати осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют покровную композицию следующего состава (мас.%):
Кукурузный катионный крахмал (ВМ) - 3,8
Крахмал кукурузный катионный, модифицированный при дозе облучения 30 Мрад (НМ) - 76,2
Карбонат кальция, осажденный или природный, при соотношении ВМ:НМ 1:20 - 20,0
Покровную композицию готовят аналогично примеру 1.

Показатели качества полученной бумаги представлены в таблице.

Пример 4 (по прототипу).

Способ поверхностной обработки бумаги для печати осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что используют покровную композицию следующего состава (мас.%):
Картофельный ферментативно-гидролизованный крахмал с характеристической вязкостью 0,011 м³/кг - 85
Нативный крахмал - 15
Показатели качества полученной бумаги представлены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование в композиции для обработки бумаги смеси на основе высокомолекулярного модифицированного быстрыми электронами крахмала позволяет увеличить удельное сопротивление разрыву, жесткость при статическом изгибе, гладкость, за счет увеличения массы покрытия путем снижения вязкости в 5 - 10 раз, и хорошей совместимости крахмалов.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к производству бумаги с поверхностной обработкой как пигментированной, так и непигментированной. Высокомолекулярный крахмал и низкомолекулярный крахмал смешивают. Приготовленную смесь наносят на бумагу-основу. В качестве низкомолекулярного крахмала используют крахмал, полученный путем обработки исходного высокомолекулярного крахмала ионизирующим излучением при дозе поглощенной энергии 0,1-40,0 Мрад. Указанные компоненты смешивают при соотношении исходного высокомолекулярного и низкомолекулярного крахмалов соответственно 1 : 20 - 20 : 1. При этом нанесение смеси на бумагу-основу осуществляют с одной или двух сторон. Способ позволяет повысить физико-механические и печатные свойства бумаги за счет увеличения массы покрытия путем повышения концентрации покровного состава. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ поверхностной обработки бумаги путем смешения высокомолекулярного крахмала и низкомолекулярного крахмала и нанесения приготовленной смеси на бумагу-основу, отличающийся тем, что в качестве низкомолекулярного крахмала используют крахмал, полученный путем обработки исходного высокомолекулярного крахмала ионизирующим излучением при дозе поглощенной энергии 0,1 - 40,0 Мрад, и указанные компоненты смешивают при соотношении исходного высокомолекулярного и низкомолекулярного крахмалов соответственно 1 : 20 - 20 : 1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанесение смеси на бумагу-основу осуществляют с одной или двух сторон.