СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИЩЕННОЙ ОТ ПОДДЕЛКИ БУМАГИ Российский патент 2005 года по МПК D21H21/40 

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве бумаги.

Известен способ изготовления защищенной бумаги, содержащей элементы защиты в виде цветных флуоресцентных волокон (RU 2170788 С1, D 21 Н 21/40, 2000 г.).

Недостатком этого способа изготовления бумаги является низкая прочность закрепления элементов защиты, что приводит к выпадаю волокон из бумаги и загрязнению печатного оборудования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изготовления защищенной от подделки бумаги с окрашенным защитным волокном с повышенной степенью защиты, полученным из крученой пряжи (RU 2190716 С2, D 21 Н 21 H, B 44 F 1/12, 1999 г.).

Недостатком известного способа является сложная система подготовки крученой волокнистой пряжи, что усложняет процесс подготовки волокон. Кроме того, изогнутая форма волокон приводит к повышению шероховатости бумаги и снижению качества печати.

Задача, решаемая данным изобретением, состоит в создании защищенной от подделки бумаги, обладающей повышенными показателями качества.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения заключается в повышении надежности закрепления защитных волокон в бумаге с одновременным повышением печатных свойств бумаги, в том числе, при использовании бумаги для микропечати, повышением срока службы бумаги и снижении затрат на подготовку защитных волокон.

Указанный технический результат достигается за счет того, что при реализации способа изготовления защищенного от подделки бумажного полотна, заключающегося во внедрении в бумажное полотно защитных волокон, обладающих заранее заданными химическими и/или физическими свойствами, дополнительно в качестве материала защитных волокон используют полимерный материал с добавками, придающий волокнам соответствующие заранее заданные свойства, после чего в материал бумажного полотна вводят закрепляющий состав, представляющий собой водный раствор поливинилового спирта с добавками эмульсии, по крайней мере, одного сополимера, обладающего химическим сродством к материалу специальных волокон, с последующей сушкой бумаги. При этом раствор может быть введен в бумагу путем пропитки бумажного полотна.

При использовании способа, оптимальным является использование водного раствора поливинилового спирта с содержанием поливинилового спирта от 1 до 4% по массе, содержанием, по крайней мере, одного сополимера от 0,05 до 0,5% по массе, содержанием других сополимеров, обладающих химическим сродством к материалу волокон от 0 до 0,5% по массе и содержанием воды - остальное.

При использовании в качестве материала защитных волокон полиамидов, в качестве сополимера может быть использован акрилатный сополимер.

При использовании в качестве материала защитных волокон полиуретанов, в качестве сополимера могут быть использованы полиуретановые дисперсии.

Ниже приведены примеры осуществления изобретения.

Пример 1. Бумагу, изготовленную из волокон сульфатной беленой хвойной целлюлозы и содержащую 0,05% защитных полиамидных волокон, обрабатывали с поверхности двухпроцентным водным раствором поливинилового спирта с добавкой сополимера метакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты в количестве 5% к массе абсолютно сухого вещества поливинилового спирта. В результате прочность бумаги на разрыв возросла до 77,5 Н, сопротивление бумаги излому увеличилось до 1620 ч. д.п., а силы связи волокон с бумагой возросли до 1,17 Н. При запечатывании бумаги отмечено уменьшение отделения защитных волокон от бумажного полотна.

Пример 2. Бумагу изготовленную из волокон сульфитной беленой целлюлозы, содержащую наполнитель и защитные полиуретановые волокна в количестве 0,025% обрабатывали с поверхности 4%-ным раствором поливинилового спирта с добавкой полиуретановой дисперсии в количестве 5% к массе абсолютно сухого вещества поливинилового спирта. В результате прочность бумаги на разрыв возросла до 75,9Н, сопротивление бумаги излому увеличилось до 1670 ч.д.п., а силы связи волокон с бумагой возросли до 1,02 Н.

Полученные результаты объясняются тем, что прочностные показатели бумаги, состоящей из растительных волокон, обуславливают в основном водородные связи.

Присутствующие в поливиниловом спирте группы -ОН способны образовывать водородные связи, а защитные волокна, как правило, не содержат этих групп, а вследствие этого не могут образовывать водородных связей ни с целлюлозой, ни с поливиниловым спиртом. При использовании связующего, которое имеет химическое сродство к материалу специальных волокон, совместно с поливиниловым спиртом, который является промежуточным агентом закрепляющим агентом, сила связи специальных волокон с бумагой становится сравнимой с силой связи с бумагой целлюлозных волокон.

Данные, подтверждающие улучшение показателей бумаги при использовании изобретения сведены в таблицы.

В таблице 1 представлены сравнительные данные, показывающие влияние поверхностной обработки на показатели бумаги при использовании полиамидных волокон.

В таблице 2 представлены сравнительные данные, показывающие влияние поверхностной обработки на показатели бумаги при использовании полиуретановых волокон.

Таблица 1Состав для Обработки БумагиФизико-механические показателиСилы связи Специальных волокон с бумагой, Н Прочность на разрыв, НСопротив-ление излому, чдпВпиты-вае-мость по Коббу, г\м²Воздухо-проница-емость, мл\мин Без обработки53,78459800,51ПВС (2%-й Раствор)72,8127947450,55ПВС (2%-й Раствор)+5% к а.с. ПВС (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты)77,5162045681,17ПВС (2%-й Раствор)+10% к а.с. ПВС (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты)82,4170540621,19ПВС (2%-й Раствор)+20% к а.с. ПВС (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты)83,5179035501,25

Таблица 2Состав для Обработки БумагиФизико-механические показателиСилы связи Специальных волокон с бумагой, Н Прочность на разрыв, НСопротивление излому, чдпВпитыва-емость по Коббу, г\м²Воздухо-проница-емость, Мл\мин Без обработки53,717459600,41ПВС (4%-й Раствор)71,8107944450,45ПВС (2%-й Раствор)+5% к а.с. ПВС дисперсии полиуретана75,9167045581,02ПВС(2%-й Раствор)+10% к а.с. ПВС Дисперсии полиуретана78,4169038621,09ПВС (2%-й Раствор)+20% К а.с. ПВС Дисперсии Полиуретана80,5172533451,32

Способ изготовления защищенной от подделки бумаги для повышения качества зашиты заключается в том, что в качестве материала защитных волокон используют полимерный материал с добавками. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ изготовления защищенного от подделки бумажного полотна, заключающийся во внедрении в бумажное полотно защитных волокон, обладающих заранее заданными химическими и/или физическими свойствами, отличающийся тем, что в качестве материала защитных волокон используют полимерный материал с добавками, придающий волокнам соответствующие заранее заданные свойства, после чего в материал бумажного полотна вводят закрепляющий состав, представляющий собой водный раствор поливинилового спирта с добавками эмульсии, по крайней мере, одного сополимера, обладающего химическим сродством к материалу специальных волокон, после чего осуществляют сушку бумаги.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрепляющий состав представляет собой водный раствор поливинилового спирта с содержанием поливинилового спирта от 1 до 4% по массе, содержанием, по крайней мере, одного сополимера, обладающего химическим сродством к материалу волокон от 0,05 до 0,5% по массе, содержанием других сополимеров, обладающих химическим сродством к материалу волокон от 0 до 0,5% по массе и содержанием воды - остальное.3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что закрепляющий состав вводят путем пропитки закрепляющим составом бумажного полотна.4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве материала защитных волокон используют полиамиды, а в качестве сополимера используют, по крайней мере, один сополимер из группы акрилатных сополимеров.5. Способ по любому из пп.1-4 в качестве материала защитных волокон используют полиуретаны, а в качестве эмульсии сополимера - полиуретановую эмульсию.