УПРОЧНЯЮЩИЙ БУМАГУ АГЕНТ И СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ БУМАГИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК D21H21/20 D21H23/26 D21H19/82 D21H17/37 

Настоящее изобретение относится к упрочняющему бумагу агенту, содержащему дисперсию мелкодисперсных частиц водонерастворимого полимера, полученную полимеризацией мономера, содержащего метакриловую кислоту, в водном растворе, и осаждением полученного полимера, который (упрочняющий бумагу агент) вводится в бумажный слой после того, как бумажный слой формуется в процессе получения бумаги, и относится к способу упрочнения бумаги, в котором низковязкая полимерная дисперсия, полученная разбавлением настоящего упрочняющего бумагу агента водой, пропитывает бумагу при напылении или нанесении.

Выложенная Японская заявка N 62-20511 рассматривает способ получения дисперсии водорастворимого полимера путем полимеризации мономера в водном солевом растворе, который растворяет мономер и не растворяет образованный полимер в присутствии полимерного электролита.

С другой стороны, выложенная Японская заявка N 60-185900 рассматривает способ получения дисперсии мелкодисперсных частиц полимера путем полимеризации акриловой кислоты с акриламидом в водном солевом растворе, который растворяет мономеры, но не растворяет образованный полимер. В этом способе мелкодисперсные частицы могут быть получены при отсутствии какого-либо полимерного электролита. Мелкодисперсные полимерные частицы, полученные здесь, являются водонерастворимыми и растворяются в растворителе, если дисперсия является нейтрализованной, т. е. эта технология отличается от предложенной в выложенной Японской заявке N 62-20511. Однако, мелкодисперсные частицы в дисперсии сополимера акриловой кислоты и акриламида агломерируются, давая осаждение в виде крупинок творога и имея поэтому недостатком то, что являются непригодными для хранения в течение длительных периодов времени.

Технической задачей настоящего изобретения является увеличение сопротивления продавливанию, кольцевой прочности на раздавливание и поверхностной прочности бумаги, такой как wax pic, за счет эффективной пропитки бумажного слоя высокомолекулярным полимером.

Другой технической задачей настоящего изобретения является увеличение межслойной адгезионной прочности бумаги при адгезировании высокомолекулярного полимера к множеству поверхностей тонких листов.

Было установлено, что дисперсия мелкодисперсных полимерных частиц, имеющая низкую вязкость, хорошую перерабатываемость и превосходную стабильность при хранении, может быть получена полимеризацией мономера, содержащего метакриловую кислоту, в присутствии поддерживающего диспергируемость агента, такого как катионный полимерный электролит, с осаждением полученного полимера. Кроме того, в ходе серии различных попыток найти применение для этой дисперсии авторами настоящего изобретения также установлено, что указанная дисперсия показывает такие выдающиеся эффекты, как упрочнение бумаги при нанесении указанной дисперсии на сухую бумагу с помощью клеильного пресса, установки с регулируемыми валками или установки с ракельным ножом и т.п., упрочнение бумаги при пропитке указанной бумаги напылением на сырую бумагу на сетке и упрочнение межслойной адгезии бумаги при адгезировании полимера указанной дисперсии на множество поверхностей тонких листов, в результате чего осуществляется настоящее изобретение.

Поставленные технические задачи решаются за счет создания упрочняющего бумагу агента, содержащего водную дисперсию полимера, полученного полимеризацией мономерной композиции, содержащей (мет) акриловую кислоту, для введения в бумажный слой после его формования, который согласно изобретению, содержит указанный полимер в виде водной дисперсии, полученной его осаждением в виде мелкодисперсных частиц, в котором:
- концентрация (со)полимера (мет)акриловой кислоты в указанной полимерной дисперсии составляет не менее 5% мас.;
- средний диаметр частиц (со)полимера (мет)акриловой кислоты в указанной полимерной дисперсии составляет 1-100 мкм;
- вязкость указанной полимерной дисперсии непосредственно после получения и через один месяц после получения составляет от 30 до 5000 мПа•с;
- полимерные частицы могут быть идентифицированы, когда указанная полимерная дисперсия разбавляется в 10 раз дистиллированной водой, и разбавленная дисперсия наблюдается под микроскопом с увеличением 400x, и
- указанные полимерные частицы растворяются с образованием водного раствора, когда pH указанной разбавленной дисперсии корректируется до 7,0 путем добавления щелочи.

Полимерная дисперсия может полимеризоваться и осаждаться в присутствии поддерживающего диспергируемость агента, содержащего поливалентный электролит.

При этом поддерживающий диспергируемость агент выбирается из катионного полиэлектролита, поверхностно-активного вещества, имеющего поливалентную катионную гидрофильную группу и гидрофобную группу, и их смеси.

Кроме того, массовое отношение мономерной композиции, содержащей (мет)акриловую кислоту, в водном растворе к поддерживающему диспергируемость агенту может составлять от 100:1 до 10:1, а вязкость указанной полимерной дисперсии непосредственно после получения и через 1 месяц после получения может составлять 30-1500 мПа•с.

Поддерживающим диспергируемость агентом может являться сополимер диметилдиаллиламмонийхлорида, или полиэтиленполиамин, замещенный алкилгруппой и/или аралкилгруппой, пентаэтиленгексамин, замещенный алкилгруппой и/или аралкилгруппой, причем алкилгруппа имеет не менее 5 углеродных атомов.

Кроме того, технические задачи решаются созданием способа упрочнения бумаги, включающего разбавление упрочняющего бумагу агента водой, нанесение или пропитку разбавленным упрочняющим агентом бумаги и сушку бумаги, в котором согласно изобретению предложенный упрочняющий бумагу агент разбавляют водой с получением разбавленной дисперсии, а нанесению или пропитке разбавленной дисперсией подвергают сухую бумагу.

Технические задачи решаются также созданием способа упрочнения бумаги, включающего разбавление упрочняющего бумагу агента водой и пропитку разбавленным упрочняющим агентом бумаги, в котором согласно изобретению предложенный упрочняющий бумагу агент разбавляют водой с получением разбавленной дисперсии, а пропитке разбавленной дисперсией подвергают сырую бумагу на сетке.

При этом указанная разбавленная дисперсия напыляется для того, чтобы пропитать сырую бумагу.

Кроме того, указанная сырая бумага, обработанная указанной разбавленной дисперсией, может быть единичным листом.

Технические задачи решаются созданием способа упрочнения бумаги, включающего разбавление упрочняющего бумагу агента водой и напыление разбавленного агента на бумагу, в котором, согласно изобретению, предложенный упрочняющий бумагу агент разбавляют водой с получением разбавленной дисперсии, которую напыляют на поверхность тонкого листа с получением множества тонких листов, имеющих полимер, адгезированный к их поверхностям, и на поверхности указанных тонких листов спрессовывают при наложении их друг на друга с последующей сушкой.

Мономером, который содержит метакриловую кислоту, используемым в настоящем изобретении, является смесь 5-50% мол. акриловой кислоты, метакриловой кислоты или их смеси, и итаконовой кислоты и/или акрилоиламиноизобутилсульфокислоты и т.д. в интервале, который не дает более низкую степень полимеризации или не оказывает вредное воздействие на растворимость, и 50-95 % мол. одного типа неионогенного мономера, выбранного из группы, состоящей из метакриламида, метакрилонитрила, N-винилкарбоксиламида, N-изопропилметакриламида, N, N-диметилметакриламида, метилметакрилата, гидроксиэтилметакрилата, винилметилового простого эфира, винилацетата, стирола и их смеси.

Катионный мономер может полимеризоваться в качестве мономера, содержащего метакриловую кислоту, в интервале, в котором водонерастворимость полученного полимера может быть достигнута при разбавлении дистиллированной водой.

Среди них наиболее предпочтительной является мономерная композиция, которая содержит 5-50% мол. метакриловой кислоты, 50-95 % мол. метакриламида и 0-50% мол. метакрилонитрила.

Предпочтительно проводить полимеризацию в присутствии поддерживающего диспергируемость агента для того, чтобы получить полимерную дисперсию в настоящем изобретении. Примерами поддерживающего диспергируемость агента, содержащего катионный полимерный электролит, используемого в настоящем изобретении, являются сополимеры солей или четвертичных продуктов диалкиламиноалкилметакрилата, сополимеры солей или четвертичных продуктов диалкиламиноалкилметакриламида и сополимеры диалкилдиаллиламмониевой соли.

Примеры солей или четвертичных продуктов диалкиламиноалкилметакрилата включают диметиламиноэтилметакрилатгидрохлорид и акрилоилоксиэтилтриметиламмонийхлорид. Также примеры солей или четвертичных продуктов диалкиламиноалкилметакриламида включают гидрохлориды или метилированные продукты диалкиламинопропилметакриламида. Примером диалкилдиаллиламмониевой соли является диметилдиаллиламмонийхлорид.

Могут быть использованы не только один тип, но также смесь двух или более типов катионных мономеров, которые образуют указанный катионный водорастворимый полимер.

Катионным водорастворимым полимером может быть гомополимер или сополимер с неионогенным мономером, таким как акриламид.

Особенно предпочтительным катионным водорастворимым полимером является сополимер диметилдиаллиламмонийхлорида.

Примером поддерживающего диспергируемость агента, содержащего поверхностно-активное вещество, имеющее поливалентную катионную гидрофильную группу и гидрофобную группу, используемого в настоящем изобретении, является замещенный полиэтиленполиамин, в котором, по крайней мере, один водородный атом у его атома азота замещен алкилгруппой и/или аралкилгруппой. Эффективным является продукт пентаэтиленгексамина, замещенного алкилгруппой, имеющей не менее 5 углеродных атомов в указанной алкилгруппе.

Массовое отношение мономера, который содержит метакриловую кислоту, к поддерживающему диспергируемость агенту составляет, предпочтительно, от 100: 1 до 10:1. Если количество поддерживающего диспергируемость агента является слишком малым, дисперсия осаждается в виде крупинок творога. С другой стороны, избыточное введение поддерживающего диспергируемость агента является экономически бессмысленным.

Поддерживающий диспергируемость агент согласно настоящему изобретению может быть единичным соединением или смесью.

В результате введения поддерживающего диспергируемость агента в указанном интервале вязкость полимерной дисперсии поддерживается в пределах от 30 до 5000 мПа•с непосредственно после получения и через месяц после получения и является стабильной в течение длительного времени.

Продукт, имеющий вязкость от 30 до 1500 мПа•с является предпочтительным в плане обращения с ним при рассмотрении удобства в процессе применения.

Поскольку полимерная дисперсия настоящего изобретения использует поливалентное катионное соединение в качестве поддерживающего диспергируемость агента, поверхностный заряд полимерных частиц считается катионным, и оно может быть также смешано с водным раствором водорастворимого катионного полимера и водной дисперсии.

Водный солевой раствор может быть также использован в настоящем изобретении для цели промотирования осаждения полимера. Примеры соли, которая образует указанный водный солевой раствор, включают соли щелочных металлов, такие как натриевая соль и калиевая соль, и аммониевые соли, такие как хлористый аммоний, сульфат аммония и нитрат аммония. Концентрация и pH указанного водного солевого раствора должны быть такими, что мономеры, содержащие метакриловую кислоту, растворяются, тогда как полимер, который образуется, не растворяется. Напротив, необходимо, чтобы поддерживающий диспергируемость агент, который также присутствует, был растворим в водном солевом растворе.

Дисперсия сополимера метакриловой кислоты и поддерживающего диспергируемость агента в настоящем изобретении, соответственно, может быть получена растворением мономера (мономеров) в водной среде в атмосфере азота без кислорода и радикальной полимеризацией мономера (мономеров) при введении водорастворимого инициатора полимерации азо-типа, такого как 2,2'-азобис(2-амидинопропан) гидрохлорид, или водорастворимого инициатора полимеризации редокс-типа, использующегося как аммонийперсульфат, так и бисульфит натрия.

Температура полимеризационной системы может быть выбрана произвольно в зависимости от свойств используемого инициатора полимеризации в интервале от 0 до 100^oC.

Для регулирования молекулярной массы полученного полимера может вводиться регулятор степени полимеризации, такой как изопропиловый спирт или меркаптан, и использоваться при произвольном выборе таким же образом, как в обычной радикальной полимеризации.

Во время получения дисперсии сополимера метакриловой кислоты должно проводиться перемешивание с окружной скоростью не менее 1 м/мин для выравнивания осаждения мелкодисперсных полимерных частиц. Верхний предел скорости перемешивания отсутствует, и могут быть выбраны любые условия перемешивания при условии, что содержимое не переливается из оборудования.

Несмотря на то, что получение поддерживающего диспергируемость агента обычно осуществляется путем стационарной полимеризации в водном растворе, его полимеризация в настоящем изобретении, предпочтительно, осуществляется при перемешивании, с точки зрения гомогенизации продуктов.

Концентрация полимера в дисперсии настоящего изобретения является высокой или не менее 5% мас. и обычно составляет от 5% мас. до примерно 40% мас.

Несмотря на то, что дисперсия настоящего изобретения содержит высокую концентрацию образованного полимера, вязкость дисперсии является низкой, обычно, 30-5000 мПа•с, и, предпочтительно, 30-1500 мПа•с, поскольку полимер является стабильно диспергированным в дисперсионной среде в состоянии мелкодисперсных частиц. Поэтому в качестве своих характеристик полимерная дисперсия может легко течь и может обрабатываться очень легко.

Полимерные частицы в дисперсии настоящего изобретения могут быть идентифицированы в неразбавленном состоянии и в разбавленном состоянии в 10 раз дистиллированной водой с помощью оптического микроскопа при увеличении 400x. В этот момент средний диаметр полимерных частиц обычно составляет 1-100 мкм, предпочтительно, 2-50 мкм и, более предпочтительно, 2-30 мкм. Когда средний диаметр полимерных частиц превышает 100 мкм, поскольку частицы стремятся легко осаждаться, стабильность осаждения нарушается. Кроме того, растворимость также ухудшается во время использования благодаря большому размеру полимерных частиц даже при смешении с водой, поэтому требуется длительное время для полного растворения полимера. Напротив, дисперсия настоящего изобретения имеет превосходную стабильность осаждения и какое-либо нарушение, такое как адгезирование частиц друг к другу с образованием в результате комков, отсутствует даже в процессе хранения при обычной температуре. К тому же ее растворимость в воде в процессе применения является чрезвычайно хорошей.

Молекулярная масса полимера в дисперсии настоящего изобретения специально не ограничивается. Если дисперсия настоящего изобретения определяется вязкостью раствора при растворении в 2% мас. водном солевом растворе сульфата аммония (вязкость измеряется при 25^oC с использованием вискозиметра Брукфилда) таким образом, что концентрация полимера становится 0,5%, она (вязкость) обычно находится в интервале от 5 до 200 мПа•с. К тому же, дисперсия настоящего изобретения почти не имеет никакого изменения вязкости во времени даже после хранения в течение одного месяца.

Когда дисперсия настоящего изобретения разбавляется в 10 раз, полимерные частицы могут быть идентифицированы с помощью микроскопа, а когда к дисперсии добавляется щелочь с корректировкой pH дисперсии до 7,0, указанные полимерные частицы растворяются с образованием водного раствора, т.е. можно сказать, что дисперсия настоящего изобретения является дисперсией мелкодисперсных частиц водонерастворимого полимера.

В настоящем изобретении эффекты упрочнения бумаги получаются путем нанесения или пропитки водной разбавленной дисперсии указанного упрочняющего бумагу агента на поверхность сухой бумаги или сырой бумаги с последующей сушкой.

В способе упрочнения бумаги настоящего изобретения упрочняющий бумагу агент может быть использован в комбинации с другим химическим веществом сырого конца, например, удерживающей добавкой для наполнителей или дренажной добавкой. Точнее сказать, водный раствор катионного крахмала, катионного полиакриламида или другого упрочняющего агента сырой конечной бумаги и т.д. вводится и смешивается с бумажным материалом, и разбавленная водная дисперсия упрочняющего бумагу агента согласно настоящему изобретению напыляется на сырую бумагу на каждой промежуточной стадии формования листа, а именно перед стадией отсасывания или на стадии отсасывания с обеспечением пропитки бумаги указанной водной дисперсией.

В другом варианте согласно настоящему изобретению после сушки изготовленной бумаги полимером пропитывается поверхность и внутренняя часть бумаги при нанесении разбавленной водной дисперсии упрочняющего бумагу агента настоящего изобретения на полученную сухую бумагу с помощью клеильного пресса, установки с регулируемыми валками, установки с ракельным ножом и т.д.

Почти все количество полимера, нанесенного согласно указанному способу, остается в бумаге, а именно в листе пульпы. Благодаря адгезии волокон пульпы и т.д. можно увеличить не только поверхностную прочность бумаги, но также и сопротивление продавливанию и кольцевую прочность на раздавливание.

Бумага, в которую упрочняющий бумагу агент вводится для этих не сырых концов, часто используется в печатной бумаге, бумаге для самопишущих приборов и копировальной бумаге (РРС-бумаге), и листы обычно являются однослойными.

Напротив, в производстве картона множество тонких листов обычно комбинируется друг с другом. При напылении разбавленной водной дисперсии упрочняющего бумагу агента настоящего изобретения на поверхность тонкого листа с получением множества тонких листов с адгезированным полимером на поверхности и сушке после прессования так, что поверхности указанных листов накладываются друг на друга, прочность бумаги, такая как межслойная адгезионная прочность бумаги множества ламинированных листов бумаги, может быть увеличена, делая возможным предотвратить расслаивание.

Кроме того, в упрочняющем бумагу агенте настоящего изобретения могут быть использованы также традиционные предотвращающие расслаивание агенты, такие как крахмал, модифицированный крахмал, казеин и галактоманнан.

Настоящее изобретение отличается тем, что полимер, содержащий водорастворимый мономер, содержащий метакрилат, не используется.

Метакриловый сополимер является тугоплавким и имеет низкую вязкость, несмотря даже на то, что молекулярная масса является высокой, обеспечивая то, что даже высококонцентрированные разбавленные водные дисперсии легко наносятся на поверхность.

Согласно настоящему изобретению высокомолекулярный полимер может эффективно наноситься в водонерастворимом состоянии. Поскольку pH увеличивается, когда бумага пропитывается нанесенным полимером, часть полимера становится водорастворимой и превращается в пастоподобное вещество. Соответственно, ожидается, что оно действует как адгезив.

При рассмотрении свойств в качестве агента покрытия не наблюдается ослабление по сравнению с крахмалом, и отсутствует увеличение вязкости по сравнению с водным раствором метакрилатного сополимера. Таким образом, отсутствует трудность в напылении покрытия на сырую бумагу, и не наблюдается неравномерное покрытие поверхности сухой бумаги.

В способе настоящего изобретения полимерная дисперсия напыляется или наносится на поверхность после разбавления до концентрации полимера 0,1-0,5% мас.

Количество полимера, введенное в бумагу при напылении или нанесении, является чистым количеством полимера 0,05-1,0% мас. на суспендированную сухую бумажную массу, и составляет, предпочтительно, 0,1-0,5% мас.

ПРИМЕРЫ
Несмотря на то, что нижеследующее представляет подробное описание настоящего изобретения с помощью его примеров, настоящее изобретение не ограничивается нижеследующим.

Пример получения 1
В реакторе, оборудованном мешалкой, трубой азотной продувки и регулятором температуры, 10 ч. мономерной композиции, состоящей из 15% мол. акриловой кислоты, 35% мол. акриламида и 30% мол. акрилонитрила, и 1 ч. полидиметилдиаллиламмонийхлорида в качестве диспергатора (изготовленного фирмой СиПиЭс Ко. , торговая марка: Эйдж Флок WT40HV) растворяется в 89 ч. деионизованной воды. Затем в качестве инициатора полимеризации вводится 2,2'-азобис[2-(имидазолин-2-ил) пропан] дигидрохлорид (изготовленный фирмой Уокоу Пьюр Кемикал Индастриз, Лтд., торговая марка: VA-044). Полимеризация проводится при перемешивании в течение 20 ч при 35^oC с получением полимерной дисперсии (pH 3), в которой диспергированы мелкодисперсные частицы размером 5-50 мкм. Эта дисперсия обозначается "Образец-1".

Вязкость указанной полимерной дисперсии (Образец - 1) равняется 1000 мПа•с, мелкодисперсные частицы успешно идентифицируются под микроскопом даже после разбавления в 10 раз дистиллированной водой, и фактически подтверждается, что полимер является водонерастворимым. С указанной дисперсией смешивается водный раствор карбоната натрия с корректировкой pH дисперсии до 7, после чего полимер растворяется и определяется его молекулярная масса по характеристической вязкости указанного водного раствора.

Пример получения 2
Повторяется пример получения 1, за исключением того, что используется мономерная композиция, состоящая из 30% мол. акриловой кислоты, 45% мол. акриламида и 25% мол. акрилонитрила, с получением дисперсии водонерастворимого полимера. Эта дисперсия обозначается "Образец-2".

Пример получения 3
В реакторе, оборудованном мешалкой, трубой азотной продувки и регулятором температуры, 20 ч. мономерной композиции, состоящей из 30% мол. акриловой кислоты, 60% мол. акриламида и 10% мол. акрилонитрила, и 1 ч. полидиметилдиаллиламмонийхлорида в качестве диспергатора (изготовленного фирмой СиПиЭс Ко. , торговая марка: Эйдж Флок WT40HV) растворяется в 79 ч. водного раствора хлористого натрия, имеющего концентрацию 20% мас. Затем в качестве инициатора полимеризации вводится 2,2'-азобис(2-амидинопропан)дигидрохлорид (изготовленный фирмой Уокоу Пьюр Кемикал Индастриз, Лтд., торговая марка V-50). Полимеризация проводится при перемешивании в течение 10 ч при 53^oC с получением полимерной дисперсии (pH 3), в которой в водном солевом растворе диспергированы мелкодисперсные частицы размером 10-20 мкм. Эта дисперсия обозначается "Образец-3".

Вязкость указанной полимерной дисперсии (образец-3) равняется 500 мПа•с или менее, мелкодисперсные частицы успешно идентифицируются с помощью микроскопа даже после разбавления указанной дисперсии в 10 раз дистиллированной водой, и фактически подтверждается, что полимер является водонерастворимым.

Водный раствор карбоната натрия смешивается с указанной дисперсией с корректированием pH дисперсии до 7, после чего полимер растворяется и определяется его молекулярная масса по характеристической вязкости указанного водного раствора.

Пример получения 4
В реакторе, оборудованном мешалкой, трубой азотной продувки и регулятором температуры, 20 ч. мономерной композиции, состоящей из 10% мол. акриловой кислоты, 70% мол. акриламида и 20% мол. акрилонитрила, и 1 ч. соединения, в котором 3 моля бензилхлорида добавляется к пентаэтиленгексамину в качестве диспергатора, растворяется в 79 ч. водного раствора хлористого натрия, имеющего концентрацию 20% мас. Затем в качестве инициатора полимеризации вводится 2,2'-азобис(2-амидинопропан)дигидрохлорид (изготовленный фирмой Уокоу Пьюр Кемикал Индастриз, Лтд., торговая марка: V-50). Полимеризация проводится при перемешивании в течение 10 ч при 53^oC с получением полимерной дисперсии (pH 3), в которой в водном солевом растворе диспергированы мелкодисперсные частицы размером 10-20 мкм. Эта дисперсия обозначается "Образец-4".

Вязкость указанной полимерной дисперсии (Образец - 4) равняется 500 мПа•с или менее, мелкодисперсные частицы успешно идентифицируются в указанной дисперсии с помощью микроскопа даже после разбавления в 10 раз дистиллированной водой, и фактически подтвержается, что полимер является водонерастворимым. Водный раствор карбоната натрия смешивается с указанной дисперсией с корректированием pH дисперсии до 7, после чего полимер растворяется, и определяется его молекулярная масса по характеристической вязкости указанного водного раствора.

Полимерные характеристики Образца-1, Образца-2, Образца-3 и Образца-4 приводятся в таблице 1.

Определение влияния поверхностного покрытия-1
Полимерная дисперсия настоящего примера разбавляется подкисленной водой с pH 3 с получением разбавленной водной дисперсии, имеющей концентрацию полимера 2,0%. Эта разбавленная дисперсия наносится на коммерчески доступную среднего качества бумагу (основная масса - 55 г/м², изготовитель - фирма Дейшоува Пейпа Ко., Лтд, нейтральная бумага) с использованием наносящего стержня или валка, сушится в течение 5 мин при 105^oC с получением покрытой бумаги. Количества нанесенного полимера равняются 0,1 г/м² и 0,2 г/м².

Результаты определения сопротивления продавливанию и поверхностной прочности бумаги приводятся в таблице 2.

Определение влияния поверхностного покрытия-2
Полимерная дисперсия настоящего примера разбавляется подкисленной водой с pH 3 с последующим введением кислотного крахмала с получением наносимой жидкости, имеющей концентрацию полимера 2,0% и концентрацию кислотного крахмала 2,0%. Эта наносимая жидкость наносится на среднего качества бумагу, имеющую основную массу 60 г/м² с помощью установки с регулируемыми валками с последующей сушкой с получением покрытой бумаги. Количества нанесенного полимера равняются 0,1 г/м² и 0,2 г/м².

Результаты испытаний на сопротивление продавливанию и поверхностную прочность приводятся в таблице 3.

Оценка
Жидкости для нанесения на поверхность бумаги, полученные из упрочняющих бумагу агентов настоящего изобретения, могут быть легко нанесены на бумагу в виде разбавленной дисперсии, имеющей низкую вязкость и хорошую перерабатываемость, и являются способными обеспечить бумагу, имеющую высокую прочность.

Определение упрочнения напыленной бумаги
Лом гофрированного картона размалывается на ролле типа Ниагара, и его степень измельчения корректируется до 400 мл по Канадскому стандарту C.S.F. с получением пульпы. К указанной пульпе добавляется жидкая связка до 2% с последующим перемешиванием с получением однородной смеси. Полученная бумажная пульпа разбавляется до 0,5% и получается сырая бумага A, имеющая сухую основную массу 125 г/м² и содержание влаги 96%, определенное с использованием изготовленного вручную прибора для испытаний бумаги. Разбавленные дисперсии каждого образца, имеющие концентрацию полимера 0,25%, напыляются на одну сторону сырой бумаги A с использованием сопла при давлении 2 кг/см² в соответствии с количествами полимера, указанными в таблице 4 (содержание полимера на сухую массу пульпы), с последующим отсасыванием с противоположной стороны. Этот вид испытаний в случае напыления на сетке для формования бумаги из бумажной пульпы. Затем сырая бумага A помещается между обкладками и прессуется дважды с помощью опытного каландра с последующей сушкой с получением бумаги для определения прочности бумаги.

После корректирования влажности полученной бумаги для определения прочности бумаги определяются сопротивление продавливанию и кольцевая прочность на раздавливание, результаты определения которых приводятся в таблице 4.

Примечания к таблице 4:
Образец "Контрольный - A" является коммерчески доступным упрочняющим агентом манниновой бумаги для сырых концов (изготовитель - фирма Аракава Кемикал Индастриз, Лтд. , торговая марка - Полистрон 609), тогда как образец "Контрольный - B" является коммерчески доступным упрочняющим бумагу агентом типа агента реакции Хофмана для сырых концов (изготовитель - фирма Сейко Кемикал Индастриз, Лтд., торговая марка: Старгам FN).

Кольцевая прочность на раздавливание: определяется согласно стандарту TAPPI T472wd-76.

Оценка
Упрочняющий бумагу агент настоящего изобретения способен легко напыляться в виде разбавленной дисперсии с низкой вязкостью и хорошей перерабатываемостью и способен обеспечить бумагу, имеющую хорошее подтверждение удерживания в бумаге и высокую прочность бумаги без закупоривания сопла или без проявления неравномерной адгезии.

Определение предотвращения расслаивания
Пример
Лом гофрированного картона размалывается в ролле типа Ниагара, и степень его измельчения корректируется до 400 мл по Канадскому стандарту C.S.F. с получением пульпы. Жидкая связка до 2% и коммерчески доступный анионный упрочняющий бумагу агент до 0,9% вводятся в пульпу и перемешиваются до однородной смеси. Полученная бумажная пульпа разбавляется до 0,5% и получается сырая бумага A, имеющая сухую основную массу 100 г/м² и содержание влаги 96%, определенное с помощью сделанного вручную прибора. Разбавленные дисперсии каждого образца настоящего изобретения, имеющие концентрацию полимера 0,5%, напыляются на одну сторону бумаги A с использованием сопла при давлении 2 кг/см² в соответствии с количествами полимера, указанными в таблице 5 (содержание полимера на сухую массу пульпы). Поэтому покрытая поверхность сырой бумаги A накладывается на поверхность сырой бумаги B, после чего они помещаются между обкладками и прессуются с помощью опытного каландра и сушатся с получением картона заданной комбинации. После корректирования влажности картона этой комбинации определяется его прочность на Т-раздир (г/мм) в соответствии с методом испытания бумаги J-TAPPI N 19-77. Результаты приводятся в таблице 5.

Сравнительный пример
Повторяются методики примеров, за исключением использования водных полимерных растворов при регулировании разбавленных дисперсий каждого образца настоящего изобретения, имеющих концентрацию полимера 0,5%, использованных в примерах, до pH 7,0 гидроксидом натрия с растворением полимера.

Упрочняющий межслойную адгезию бумаги агент настоящего изобретения может быть легко напылен в виде разбавленной дисперсии, имеющей низкую вязкость и хорошую перерабатываемость, и является способным обеспечить комбинированную бумагу, имеющую высокую межслойную адгезию, без закупоривания сопла или без проявления неравномерной адгезии.

Несмотря на то, что предпочтительные сейчас варианты настоящего изобретения показаны и описаны, необходимо понимать, что настоящее изобретение не ограничивается ими и что специалистами могут быть сделаны различные изменения и модификации без отхода от объема изобретения, как сформулировано в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности. Упрочняющий бумагу агент содержит водную дисперсию полимера, полученного полимеризацией мономерной композиции, содержащей (мет)акриловую кислоту, и осаждением полученного полимера в виде мелкодисперсных частиц, и который вводят в бумажный слой после того, как бумажный слой формуется, в котором: концентрация (со)полимера (мет)акриловой кислоты в указанной полимерной дисперсии составляет не менее 5% мас.; средний диаметр частиц (со)полимера (мет)акриловой кислоты в указанной полимерной дисперсии составляет 1-100 мкм; вязкость указанной полимерной дисперсии непосредственно после получения и через 1 месяц после получения составляет 30-5000 мПа•с; полимерные частицы могут быть идентифицированы, когда указанная полимерная дисперсия разбавляется в 10 раз дистиллированной водой, и разбавленная дисперсия наблюдается под микроскопом с увеличением 400х; и указанные полимерные частицы растворяются с образованием водного раствора, когда рН указанной разбавленной дисперсии корректируется до 7,0 путем добавления щелочи. Упрочняющий бумагу агент, полученный таким способом, позволяет получить бумагу, имеющую увеличенную прочность бумаги, при разбавлении водой, нанесении или пропитке на поверхность сухой бумаги или поверхность сырой бумаги и сушке обработанной бумаги. 4 с. и 9 з. п.ф-лы, 5 табл.

1. Упрочняющий бумагу агент, содержащий водную дисперсию полимера, полученного полимеризацией мономерной композиции, содержащей (мет)акриловую кислоту, для введения в бумажный слой после его формования, отличающийся тем, что он содержит указанный полимер в виде водной дисперсии, полученной его осаждением в виде мелкодисперсных частиц, в котором концентрация (со)полимера (мет)акриловой кислоты в указанной полимерной дисперсии составляет не менее 5 мас.%, средний диаметр частиц (со)полимера (мет)акриловой кислоты в указанной полимерной дисперсии составляет 1 - 100 мкм, вязкость указанной полимерной дисперсии непосредственно после получения и через один месяц после получения составляет от 30 до 5000 мПа•с, полимерные частицы могут быть идентифицированы, когда указанная полимерная дисперсия разбавляется в 10 раз дистиллированной водой, и разбавленная дисперсия наблюдается под микроскопом с увеличением 400х, указанные полимерные частицы растворяются с образованием водного раствора, когда рН указанной разбавленной дисперсии корректируется до 7,0 путем добавления щелочи. 2. Упрочняющий бумагу агент по п.1, отличающийся тем, что указанная полимерная дисперсия полимеризуется и осаждается в присутствии поддерживающего диспергируемость агента, содержащего поливалентный электролит. 3. Упрочняющий бумагу агент по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный поддерживающий диспергируемость агент выбирается из катионного полиэлектролита, поверхностно-активного вещества, имеющего поливалентную катионную гидрофильную группу, и гидрофобную группу, и их смеси. 4. Упрочняющий бумагу агент по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что массовое отношение мономерной композиции, содержащей (мет)акриловую кислоту, в водном растворе к поддерживающему диспергируемость агенту составляет от 100 : 1 до 10 : 1. 5. Упрочняющий бумагу агент по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что вязкость указанной полимерной дисперсии непосредственно после получения и через 1 месяц после получения составляет 30 - 1500 мПа•с. 6. Упрочняющий бумагу агент по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что поддерживающим диспергируемость агентом является сополимер диметилдиаллиламмонийхлорида. 7. Упрочняющий бумагу агент по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что поддерживающим диспергируемость агентом является полиэтиленполиамин, замещенный алкилгруппой и/или аралкилгруппой. 8. Упрочняющий бумагу агент по п.7, отличающийся тем, что поддерживающим диспергируемость агентом является пентаэтиленгексамин, замещенный алкилгруппой и/или аралкилгруппой, причем алкилгруппа имеет не менее 5 углеродных атомов. 9. Способ упрочнения бумаги, включающий разбавление упрочняющего бумагу агента водой, нанесение или пропитку разбавленным упрочняющим агентом бумаги и сушку бумаги, отличающийся тем, что упрочняющий бумагу агент по любому из пп. 1 - 8 разбавляют водой с получением разбавленной дисперсии, а нанесению или пропитке разбавленной дисперсией подвергают сухую бумагу. 10. Способ упрочнения бумаги, включающий разбавление упрочняющего бумагу агента водой и пропитку разбавленным упрочняющим агентом бумаги, отличающийся тем, что упрочняющий бумагу агент по любому из пп.1 - 8 разбавляют водой с получением разбавленной дисперсии, а пропитке разбавленной дисперсией подвергают сырую бумагу на сетке. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанная разбавленная дисперсия напыляется для того, чтобы пропитать сырую бумагу. 12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что указанная сырая бумага, обработанная указанной разбавленной дисперсией, является единичным листом. 13. Способ упрочнения бумаги, включающий разбавление упрочняющего бумагу агента водой и напыление разбавленного агента на бумагу, отличающийся тем, что упрочняющий бумагу агент по любому из пп.1 - 8 разбавляют водой с получением разбавленной дисперсии, которую напыляют на поверхность тонкого листа с получением множества тонких листов, имеющих полимер, адгезированный к их поверхностям, и поверхности указанных тонких листов спрессовывают при наложении их друг на друга с последующей сушкой.

Приоритет по пунктам:
22.04.1998 по пп.1, 10 - 12;
09.06.1998 по пп.2 - 9;
01.07.1998 по п.13.