СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ БУМАГИ Российский патент 2003 года по МПК D21F11/14 D21H27/08 D21H17/33 B01D39/18 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве фильтровальных видов бумаги и картона, применяемых в фильтрах тонкой очистки авиационного топлива и других гидрожидкостей.

В средствах очистки топлива, масла и гидрожидкостей в настоящее время широко используются фильтровальные виды бумаги и картона, основу композиции которых составляют целлюлозные волокна различной степени обработки.

Для придания данным видам бумаги и картона необходимой механической прочности, каркасности для обеспечения машинной сборки фильтрующих элементов из бумаги и повышения ее влагостойкости используется пропитка фильтровальных видов бумаги и картона спиртовыми растворами фенолоформальдегидных смол.

Известен способ обработки фильтровальных видов бумаги и картона путем пропитки спиртовым раствором фенолоформальдегидной смолы с последующей термообработкой при температуре 140-170^oС (Авторское свидетельство СССР 316805).

Известен способ пропитки картона для тонкой очистки смазочных масел спиртовым раствором фенолоформальдегидной смолы с содержанием свободного фенола 2% (Авторское свидетельство СССР 4433140).

Недостатком данных способов пропитки является повышенная экологическая и пожароопасность процесса вследствие выделения в окружающую среду токсичных паров фенола, формальдегида и пожароопасных паров спирта, что требует специального технологического оборудования для регенерации спирта.

Наиболее близким аналогом является способ изготовления фильтровальной бумаги для очистки жидкого топлива путем отлива бумажной массы на сетке бумагоделательной машины, состоящей из смеси мерсеризованной и немерсеризованной сульфатной целлюлозы, а также сульфитной беленой целлюлозы из осины (SU 172623, кл. D 21 F 11/14, оп. 30.07.1965).

Однако данная фильтровальная бумага для тонкой очистки дизельного топлива (БФДТ), изготовленная в соответствии с данным изобретением, имеет высокое гидродинамическое сопротивление, малую пропускную способность, небольшой ресурс работы, а также недостаточную механическую прочность.

Задачей настоящего изобретения является получение фильтровальной бумаги для тонкой очистки авиационного топлива, обладающей пониженным гидродинамическим сопротивлением, необходимой механической прочностью, пропускной способностью и влагостойкостью.

Согласно настоящему изобретению поставленная задача решается тем, что в способе изготовления фильтрованной бумаги посредством отлива бумажной массы на сетке бумагоделательной машины в качестве волокнистого сырья для бумажной массы используют целлюлозу сульфатную небеленую, размолотую до степени помола 22-35^oШР и целлюлозу сульфатную мерсеризованную при следующем соотношении компонентов, мас.%: 60-75 целлюлозы сульфатной размолотой и 25-40 целлюлозы сульфатной мерсеризованной. Бумагу дополнительно пропитывают составом 2-5% концентрации, содержащим поливинилацетатную дисперсию и гидрофобизирующее вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%: 90-98 поливинилацетатной дисперсии и 2-10 гидрофобизирующего вещества.

Использование в сочетании с размолотой до степени помола 22-35^oШР сульфатной небеленой целлюлозой тонких волокон мерсеризованной сульфатной целлюлозы (подвергнутой химической обработке раствором щелочи) округлой формы позволяет создать однородную по пористости структуру бумаги с большим объемом мелких пор, что в конечном итоге приводит к снижению гидродинамического сопротивления бумаги при высокой степени очистки от механических загрязнений.

Далее бумагу, полученную из предлагаемой массы пропитывают на пропиточной машине составом, содержащим поливинилацетатную дисперсию и гидрофобизирующее вещество с целью придания бумаге необходимой механической прочности, каркасности и влагостойкости (гидрофобности).

Применение для пропитки нетоксичных компонентов значительно улучшает экологическую обстановку окружающей среды и упрощает технологию пропитки бумаги.

Пропитка бумаги улучшает ее технологичность при дальнейшей переработке в фильтрующие элементы и повышает срок их эксплуатации.

Фильтровальную бумагу для тонкой очистки авиационного топлива согласно данному изобретению получают следующим образом.

Целлюлозу сульфатную небеленую, например НСК (ТУ 13-00279189-06-95), размалывают в ролле до степени помола 22-35^oШР.

Другую часть сульфатной небеленой целлюлозы подвергают мерсеризации раствором едкого натра концентрацией 180-200 г/л в течение 40-50 минут при жидкостном модуле 1: 5. После окончания процесса мерсеризации целлюлозу промывают водой в промывном ролле до нейтральной реакции по фенолфталеину.

Подготовленные компоненты смешивают в бассейне. Из приготовленной массы на сетке бумагоделательной машины формуют полотно бумаги, которое затем прессуют до сухости 20-25% и сушат.

Полученную бумагу далее пропитывают на пропиточной машине составом 2-5% концентрации, состоящим из 90-98% поливинилацетатной дисперсии (ГОСТ 18992-97) и 2-10% гидрофобизирующего вещества.

Пример 1. Фильтровальную бумагу готовят из волокнистой массы следующего состава, мас.%:
Целлюлоза сульфатная небеленая размолотая - 60
Целлюлоза сульфатная небеленая мерсеризованная - 40
Сульфатную небеленую целлюлозу размалывают в ролле до степени помола 35^oШР.

Мерсеризацию сульфатной целлюлозы проводят следующим образом.

Целлюлозу обрабатывают раствором едкого натра концентрацией 180-200 г/л в мерсеризаторе при жидкостном модуле 1: 5 в течение 40 минут. Затем ее выгружают в промывной ролл, где промывают водой до нейтральной реакции по фенолфталеину.

Приготовленные волокнистые компоненты смешивают в бассейне. Из полученной массы на сетке бумагоделательной машины при концентрации 0,6-0,7% формуют полотно бумаги, которое затем прессуют до сухости 20-25%, сушат на сушильных цилиндрах и наматывают в рулоны.

Готовую бумагу пропитывают на пропиточной машине.

Для пропитки применяют водный пропиточный состав 2% концентрации, включающий 90% поливинилацетатной дисперсии и 10% гидрофобизирующего вещества, например эмульсии КЭ-37-18 (ТУ 6-02-889-74, водная эмульсия олигоорганосилоксанов).

Пропитанное бумажное полотно сушат в камерах конвективной сушки и сушильных цилиндрах до сухости 30%, наносят рифление в машинном направлении, досушивают до товарной влажности и наматывают в рулоны.

Пример 2. Фильтровальную бумагу готовят из волокнистой массы следующего состава, мас.%:
Целлюлоза сульфатная небеленая размолотая - 75
Целлюлоза сульфатная небеленая мерсеризованная - 25
Сульфатную небеленую целлюлозу размалывают в ролле до степени помола 22^oШР.

Мерсеризацию сульфатной целлюлозы и изготовление бумаги проводят согласно примеру 1.

Затем бумагу пропитывают пропиточным составом 5% концентрации, содержащим 7% гидрофобизирующего вещества Диакам (ТУ 2241-039-07507802-2001, продукт эмульсионной сополимеризации бутилакрилата, метилакрилата и метакриловой кислоты) и 93% поливинилацетатной дисперсии.

Пример 3. Фильтровальную бумагу готовят из волокнистой массы следующего состава, мас.%:
Целлюлоза сульфатная небеленая размолотая - 70
Целлюлоза сульфатная небеленая мерсеризованная - 30
Сульфатную небеленую целлюлозу размалывают в ролле до степени помола 27^oШР.

Мерсеризацию сульфатной целлюлозы проводят раствором едкого натра концентрацией 180 г/л при гидромодуле 1:5 в течение 50 минут.

Изготовление бумаги на бумагоделательной машине осуществляют согласно примеру 1.

Для пропитки бумаги применяют пропиточный состав 3% концентрации, состоящий из 95% поливинилацетатной дисперсии и 5% гидрофобизирующего вещества - эмульсии КЭ-30-04 (ТУ 6-02-816-78, водная эмульсия олигоорганосилоксанов).

Основные характеристики фильтровальной бумаги марки БФА-1, полученной по предлагаемому способу, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемая бумага для очистки авиационного топлива по сравнению с известной обладает пониженным гидродинамическим сопротивлением (величина показателя - сопротивление потоку воздуха уменьшена с 80 до 23 мм вод. ст.) и повышенной механической прочностью (абсолютное сопротивление продавливанию составляет 700 кПа против 320 у известной) при обеспечении равной степени полноты и тонкости отсева от механических загрязнений.

Партия фильтровальной бумаги по предлагаемому способу была испытана в ЦС авиа ГСМ ФГУП ГОСНИИГа г. Москва с положительным результатом.

Были проведены лабораторные и стендовые испытания предлагаемой фильтровальной бумаги в сравнении с бумагой 882/2 фирмы "Бинцер",. используемой в настоящее время для снаряжения фильтров очистки авиационного топлива.

Проведенные испытания показали, что фильтр-элементы, изготовленные из предложенной бумаги, по своим характеристикам не уступают штатным элементам ФЭ-055М, изготовленным с использованием бумаги фирмы "Бинцер".

Способ касается изготовления фильтровальной бумаги для тонкой очистки авиационного топлива и других гидрожидкостей и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности. Бумажную массу готовят из сульфатной небеленой целлюлозы, размолотой до степени помола 22-35^oС, и сульфатной мерсеризованной целлюлозы. Из этой массы на сетке бумагоделательной машины отливают бумагу. Затем эту бумагу пропитывают составом 2-5%-ной концентрации, содержащим поливинилацетатную дисперсию и гидрофобизирующее вещество. Техническим результатом является понижение гидродинамического сопротивления, достижение необходимой механической прочности, пропускной способности и влагостойкости. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ изготовления фильтровальной бумаги посредством отлива бумажной массы на сетке бумагоделательной машины, отличающийся тем, что в качестве волокнистого сырья для массы используют целлюлозу сульфатную небеленую, размолотую до степени помола 22-35°ШР и целлюлозу сульфатную мерсеризованную при следующем соотношении, мас. %:

Целлюлоза сульфатная размолотая 60 - 75

Целлюлоза сульфатная мерсеризованная 25 - 40

Поливинилацетатная дисперсия 90 - 98

Гидрофобизирующее вещество 2-10