СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА Российский патент 2003 года по МПК D21F11/12 D21H11/14 D21H21/10 D21H17/29 D21H17/37 D21H17/45 D21H17/55 

Изобретение относится к области изготовления бумаги для гофрирования и/или плоских слоев в производстве гофрированного картона.

Известен способ изготовления листового волокнистого материала для упаковочной бумаги для гофрированного картона путем нанесения на бумагу-основу, содержащую сортированную и/или несортированную макулатуру и волокнистый материал из пшеницы, таро или маниоки, поверхностного слоя, выполненного из крахмалосодержащего клея - продукта на основе клейстеризованного крахмала и протеинов, полученного путем измельчения пшеницы, корней таро или маниоки, очистки, перемешивания с водой, размалывания, обработки полученной смеси паром при температуре 50-120^oС и давлении 1,6 бар при перемешивании с последующим отделением, отсеиванием или центрифугированием нерастворимого волокнистого материала (см. SU, 931113, С, 23.05.1987).

Однако такой способ очень сложен технологически, требует поверхностной обработки бумаги-основы и не обеспечивает изготавливаемому гофрированному картону комплекса требуемых физико-механических показателей (продавливающее усилие, выщипываемость по Денисону, прочность на сжатие и т.д.). Кроме того, такой способ требует очень большого расхода крахмала и приводит к снижению скорости бумагоделательной машины.

Известен также способ изготовления листового волокнистого материала для гофрированного картона путем смешения макулатурной массы с упрочняющим веществом - катионным картофельным крахмалом со степенью замещения 0,114-0,342, проклеивающим веществом - димерами алкилкетенов или ангидридами янтарной кислоты, флокулянтом - полиакриламидом, коагулянтом - полихлоридом алюминия и разбавление полученной массы водой, отлив полотна, прессование и сушка.

Однако такой способ не обеспечивает изготовленному гофрированному картону высокого сопротивления продавливанию, а также плоскостному сжатию, что обусловлено, в первую очередь, высоким показателем степени замещения катионного крахмала при одновременно низкой молекулярной массе и высоком расходе катионного полиакриламида.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ приготовления листового волокнистого материала для гофрированного картона, включающий введение в волокнистую суспензию из размолотой макулатуры упрочняющего агента - катионного крахмала, добавление флокулянта - катионного полиакриламида, разбавление полученной массы, отлив полотна, его прессование и сушку (см. Fr. 2806745А1, 28.09.2001). Согласно этому способу используют катионный полиакриламид с молекулярной массой 5•10⁴ - 3,5•10⁶, берут его в количестве 0,005-0,050% от массы абсолютно сухой макулатуры в виде смеси с глиной (бентонитом) и связующим (некатионным крахмалом) и вводят его в волокнистую суспензию до ее разбавления.

В качестве катионного крахмала используют проваренный крахмал (см. пример 2). Его вводят в волокнистую суспензию после ее разбавления. Согласно описанию введение специального проклеивающего вещества этот способ не предусматривает, а катионный крахмал выполняет только роль упрочняющего агента. Такой способ требует очень большого количества катионного крахмала (2-3%) от массы абсолютно сухой макулатуры и не обеспечивает полученным бумагам для гофрирования и картону для плоских слоев гофрированного картона, а также изготовленному из них гофрированному картону необходимого комплекса физико-механических свойств (сопротивления продавливанию, сопротивления плоскостному сжатию и т.д.).

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является улучшение комплекса физико-механических показателей - повышение сопротивления продавливанию и плоскостному сжатию, к которым предъявляются повышенные требования при изготовлении бумаги для гофрирования и плоских слоев картона при производстве гофрированного картона, а также снижение расхода крахмала и повышение скорости бумаго- и картоноделательных машин.

Указанный новый технический результат достигается тем, что в способе изготовления листового волокнистого материала для гофрированного картона, включающем введение в волокнистую суспензию из размолотой макулатуры упрочняющего агента - катионного крахмала, добавление флокулянта - катионного полиакриламида, разбавление полученной массы, отлив полотна, его прессование и сушку, согласно изобретению в качестве катионного полиакриламида используют названный полиакриламид с молекулярной массой (5-9)•10⁶, а в качестве катионного крахмала используют указанный крахмал, растворимый в холодной воде, со степенью замещения 0,03-0,07, при этом разбавление полученной массы ведут оборотной водой, катионный крахмал вводят в волокнистую суспензию за 4-20 минут до разбавления массы оборотной водой в количестве 0,6-1,2% от массы абсолютно сухой макулатуры, а катионный полиакриламид добавляют к полученной массе после ее разбавления оборотной водой в количестве 0,0025-0,0040% от массы абсолютно сухой макулатуры при степени помола разбавленной макулатурной суспензии, превышающей степень помола ее в начале отлива полотна (в напорном ящике) на 2-6^oШР.

В исходную волокнистую суспензию из размолотой макулатуры вводят проклеивающее вещество.

В качестве проклеивающего вещества используют канифоль в виде клея-пасты, белого клея или дисперсионного клея. В качестве катионного крахмала предпочтительно использовать крахмал, этерифицированный четвертичным аммониевым соединением. В волокнистую суспензию вводят, предпочтительно после введения проклеивающего вещества, коагулянт, предпочтительно, сульфат алюминия.

Авторами настоящего изобретения было установлено, что использование катионного полиакриламида с повышенной молекулярной массой, составляющей (5-9)•10⁶, и пониженным его расходом, составляющим 0,0025-0,0040% от массы абсолютно сухой макулатуры, не приводит к резкому падению показателя сопротивления плоскостному сжатию и уменьшению сопротивления продавливанию. В сочетании с относительно низкомолекулярным катионным крахмалом (степень замещения составляет 0,03-0,07) на сетке формируется полотно с оптимальной структурой, обеспечивающей высокие показатели сопротивления плоскостному сжатию и продавливанию.

Использование катионного крахмала с указанной степенью замещения, растворимого именно в холодной воде, при введении его в волокнистую суспензию из размолотой макулатуры именно за 4-20 минут до отлива бумажного полотна позволяет получить флокулированную массу, в которой катионный крахмал адсорбирован практически полностью, и полученная волокнистая масса после гидродинамического воздействия в очистителях дефлокулирует на тонкие флокулы, которые при последующей реакции с указанными выше уменьшенным расходом катионного полиакриламида и повышенной молекулярной массой образуют вторичные флокулы, не достигающие критического размера, при котором показатель сопротивления плоскостному сжатию сформованного листового материала-бумаги или картона резко падает, но при этом снижение садкости массы (разница в степенях помола) не должно быть слишком большим. При этом снижение садкости массы за счет превышения степени помола размолотой макулатуры при добавлении катионного полиакриламида на 2-6^oШР в сравнении со степенью помола макулатуры в начале отлива приводит к формованию полотна с маломасштабной неоднородностью, не превышающей критическую. Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. В макулатуру на основе старых гофроящиков, размолотую до 26^oШР, вводят канифоль в виде белого клея в количестве 0,6% от массы абсолютно сухой макулатуры и сульфат алюминия до рН 5,5. Затем в полученную волокнистую массу вводят катионный картофельный крахмал в количестве 12 кг на тонну макулатуры (1,2% от массы абсолютно сухой макулатуры) со степенью замещения 0,03, через 20 минут массу разбавляют оборотной регистровой водой с получением массы (суспензии) со степенью помола 36^oШР и в волокнистую массу вводят катионный полиакриламид с молекулярной массой 5-10⁶ в количестве 0,0025% от массы абсолютно сухой макулатуры. Массу подают в напорный ящик, в котором степень помола перед началом отлива на сетке бумагоделательной машины составляет 34^oШР (разница указанных степеней помола соответственно после разбавления массы оборотной водой и в начале отлива полотна в напорном ящике составляет 2%). Затем проводят отлив полотна, его прессование и сушку. Получают бумагу для гофрирования.

Прирост показателей сопротивления продавливанию и сопротивления плоскостному сжатию бумаги составляет за счет предлагаемого способа в сравнении с ближайшим аналогом соответственно 10 и 15%. Расход катионного крахмала снижается при этом на 50%.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что берут исходную размолотую макулатуру со степенью помола 36^oШР, канифоль берут в виде клея-пасты в количестве 0,8% от массы абсолютно сухой макулатуры, катионный крахмал вводят за 12 минут до разбавления волокнистой массы оборотной водой. Используют катионный крахмал со степенью замещения 0,05 в количестве 9 кг на тонну макулатуры (0,9% от массы абсолютно сухой макулатуры). Берут катионный полиакриламид с молекулярной массой 7•10⁶ в количестве 0,0040% от массы абсолютно сухой макулатуры.

Степень помола массы при добавлении катионного полиакриламида составляет 42^oШР, а степень помола массы в начале отлива полотна (в напорном ящике) - 38^oШР. Разница степеней помола равна 4^oШР.

Изготавливают картон для плоских слоев гофрированного картона.

Прирост показателя сопротивления продавливанию картона для плоских слоев гофрированного картона от использования предлагаемого способа в сравнении со способом по ближайшему аналогу составляет 14%. Расход катионного крахмала при этом снижается на 40% в сравнении со способом по ближайшему аналогу.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что берут исходную макулатуру со степенью помола 52^oШР, канифоль берут в виде дисперсионного клея в количестве 1,0% от массы абсолютно сухой макулатуры, катионный крахмал вводят в количестве 0,6% от массы абсолютно сухой макулатуры за 4 минуты до разбавления волокнистой массы оборотной водой. Используют катионный крахмал со степенью замещения 0,07. Берут катионный полиакриламид с молекулярной массой 9•10⁶ в количестве 0,0035% от массы абсолютно сухой макулатуры. Степень помола волокнистой массы при добавлении катионного полиакриламида составляет 46^oШР, а в начале отлива полотна (в напорном ящике) составляет 40^oШР. Разница степеней помола при добавлении катионного полиакриламида до разбавления массы оборотной водой и в начале отлива полотна составляет 6^oШР, рН массы в напорном ящике составляет 6,5. Изготавливают как бумагу для гофрирования, так и картон для плоских слоев гофрированного картона одинаковой композиции. Прирост показателей сопротивления продавливанию бумаги для гофрирования и для плоских слоев гофрированного картона составляет соответственно 11,9 и 14,7%, а прирост сопротивления плоскостному сжатию бумаги для гофрирования - 12%. Расход катионного крахмала при этом снижается на 32%.

Как видно из примеров, предлагаемый способ позволяет значительно улучшить комплекс физико-механических показателей бумаги и картона, в частности, повысить сопротивление продавливанию и сопротивление плоскостному сжатию при одновременном сокращении расхода катионного крахмала, что, в свою очередь, приводит к повышению скорости бумаго- и картоноделательных машин.

Способ касается изготовления бумаги для гофрирования и/или плоских слоев в производстве гофрированного картона. В исходную волокнистую суспензию из размолотой макулатуры вводят катионный крахмал, растворимый в холодной воде, со степенью замещения 0,03-0,07 за 4-20 мин до разбавления массы оборотной водой. После этого добавляют катионный полиакриламид с молекулярной массой 5-9•10⁶, при этом степень помола разбавленной макулатурной массы превышает степень ее помола в начале отлива на 2-6^oШР. Способ позволяет значительно улучшить комплекс показателей бумаги и картона, в частности повысить сопротивление продавливанию и плоскостному сжатию при одновременном сокращении расхода катионного крахмала, а также позволяет повысить скорость бумаго- и картоноделательных машин. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления листового волокнистого материала для гофрированного картона, включающий введение в волокнистую суспензию из размолотой макулатуры упрочняющего агента - катионного крахмала, добавление флокулянта - катионного полиакриламида, разбавление полученной массы, отлив полотна, его прессование и сушку, отличающийся тем, что в качестве катионного полиакриламида используют названный полиакриламид с молекулярной массой (5-9)•10⁶, а в качестве катионного крахмала используют указанный крахмал, растворимый в холодной воде, со степенью замещения 0,03-0,07, при этом разбавление полученной массы ведут оборотной водой и катионный крахмал вводят в волокнистую суспензию за 4-20 мин до разбавления массы в количестве 0,6-1,2% от массы абсолютно сухой макулатуры, а катионный полиакриламид добавляют к полученной массе после ее разбавления оборотной водой в количестве 0,0025-0,0040% от массы абсолютно сухой макулатуры при степени помола разбавленной массы, превышающей степень помола ее в начале отлива полотна на 2-6^o ШР. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в исходную волокнистую суспензию из размолотой макулатуры вводят проклеивающее вещество. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве проклеивающего вещества используют канифоль в виде клея-пасты, белого клея или дисперсионного клея.