СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ Российский патент 2008 года по МПК D21H21/36 D21H21/16 D21H11/00 

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажного производства, в частности к составу для изготовления бумаги, обладающему высокой антимикробной и фунгицидной активностью. Данный состав может быть применен для изготовления бумаги, устойчивой к загрязнению, имеющей высокие физико-механические показатели и используемой для банкнот, облигаций, акций и т.д.

Известен состав для изготовления бумаги, включающий волокнистую составляющую, наполнитель, проклеивающую составляющую на основе водорастворимых солей полигексаметиленгуанидина (Патент РФ №2229547, кл. D21Н 21/36, D21Н 21/46, 29.04.2003 г).

Недостатком данного состава является относительно низкая антимикробная активность. Кроме того, бумага, обработанная указанным составом, имеет невысокую устойчивость к загрязнению, малую износостойкость и низкие физико-механические показатели.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является состав для изготовления бумаги, включающий волокнистую составляющую, наполнитель, проклеивающую составляющую, биоцидную добавку в виде синергетической смеси на основе полигексаметиленгуанидина и воду (Патент РФ 2230846, кл. D21H 21/36, 03.07.2003 г.).

Недостатком данного состава является сложность его изготовления и невысокая антимикробная и фунгицидная активность. Кроме того, при применении этого состава для производства бумаги физико-механические свойства получаемой бумаги недостаточно высоки.

Техническим результатом, достигаемым в заявленном техническом решении, является повышение антимикробной и фунгицидной активности состава, упрощение его применения, а также повышение физико-механических показателей, износостойкости и устойчивости к загрязнению получаемой бумаги.

Технический результат достигается тем, что состав для изготовления бумаги, включающий волокнистую составляющую, наполнитель, проклеивающую составляющую, биоцидную добавку в виде синергетической смеси на основе полигексаметиленгуанидина и воду дополнительно содержит влагопрочную добавку и сшивающий агент, при этом биоцидная добавка представляет собой синергетическую смесь полигексаметиленгуанидина с натриевой солью бензойной кислоты, а проклеивающая составляющая дополнительно содержит поливиниловый спирт или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

волокнистая составляющая65,0-90,0наполнитель0,01-15,0проклеивающая составляющая0,05-5,0сшивающий агент0-0,2биоцидная добавка0,5-10,0влагопрочная добавка0-5,0водаостальное

Изобретение отличается также тем, что биоцидная синергетическая смесь содержит следующее соотношение полигексаметиленгуанидина и натриевой соли бензойной кислоты (10-1):(1-10);

и тем, что влагопрочная добавка представляет собой эпихдоргидринную или мочевино-формальдегидную смолу;

и тем, что сшивающий агент представляет собой формалин или аммониевую соль хелата титана и молочной кислоты.

Состав для изготовления бумаги включает волокнистую составляющую, представляющую собой целлюлозу, наполнитель (каолин или двуокись титана, или мел), проклеивающую составляющую. Проклеивающая составляющая состоит из двух частей, одну из которых вводят в волокнистую массу для приготовления состава, другую используют для проклеивания поверхности бумаги.

Первая часть представляет собой раствор димеров алкилкетена и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или крахмала.

Вторая часть проклеивающей составляющей представляет собой раствор в горячей воде (90±5°С) натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или поливинилового спирта и сшивающего агента (формалина или аммониевой соли хелата титана и молочной кислоты). Количество сшивающего агента по отношению к поливиниловому спирту зависит от степени полимеризации и весовой концентрации поливинилового спирта и может изменяться в широком диапазоне.

Использование формалина или аммониевой соли хелата титана и молочной кислоты позволяет значительно повысить физико-механические показатели и устойчивость к загрязнению получаемой бумаги.

Кроме того, состав включает влагопрочную добавку в виде эпихлоргидринной или мочевино-формальдегидной смолы, что позволяет получить бумагу прочную во влажном состоянии и биоцидную добавку, представляющую собой синергетическую смесь полигексаметиленгуанидина с натриевой солью бензойной кислоты (10-1):(1-10). В качестве полигексаметиленгуанидина используют хлорид полигексаметиленгуанидина или фосфат полигексаметиленгуанидина.

Присутствие в составе такой добавки способствует повышению антимикробной и фунгицидной активности как самого состава, так и получаемой бумаги.

Состав для изготовления бумаги готовят следующим образом.

Волокнистую составляющую (целлюлозу) диспергируют и размалывают в водной среде до определенной степени помола, затем при непрерывном перемешивании в полученную волокнистую суспензию добавляют суспензию наполнителя в зависимости от вида получаемой бумаги в количестве от 0,01 до 15,0% к массе абсолютно сухого волокна, вводят влагопрочную добавку в виде раствора эпихлоргидринной или мочевино-формальдегидной смолы в количестве от 0 до 3,0% к массе абсолютно сухого волокна.

Одну часть проклеивающей составляющей в виде раствора, димеров алкилкетена, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы или крахмала вводят в волокнистую суспензию. В волокнистую суспензию для получения бумаги могут вводить различные вспомогательные вещества, например флокулянты и удерживающие добавки, красители и т.д.

Полученный волокнистый состав подают для отлива бумаги на бумагоделательную машину. Сформованное и предварительно высушенное бумажное полотно проклеивают с поверхности в клеильной ванне.

Другую часть проклеивающей составляющей, использумой для проклеивания поверхности бумаги, готовят путем растворения при перемешивании в горячей воде (90±5°С) поливинилового спирта или натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы.

Для достижения оптимального результата желательно использовать поливиниловый спирт со степенью гидролиза ацетатных групп более 90 мол.% и степенью полимеризации менее 2000. Можно использовать поливиниловый спирт и с другими характеристиками.

В эту часть проклеивающей составляющей вводят сшивающий агент (формалин или аммониевую соль хелата титана и молочной кислоты). Количество добавляемой соли по отношению к поливиниловому спирту зависит от степени полимеризации и весовой концентрации поливинилового спирта и может изменяться в широком диапазоне.

Кроме этого, в состав вводят биоцидную добавку в виде водного раствора синергетической смеси полигексаметиленгуанидина с натриевой солью бензойной кислоты при соотношении компонентов (10-1):(1-10). Количество добавки составляет 0,5-10,0%.

При необходимости состав может содержать пластифицирующие добавки, такие как глицерин, этиленгликоль, а также пеногасители различного вида.

Бумагу, проклееную с поверхности проклеивающим раствором, сушат, пропускают через машинный каландр и наматывают в рулон.

Примеры конкретного выполнения состава.

Пример 1.

Сульфатная беленая хвойная целлюлоза размалывается в воде до степени помола 50° ШР, образуя волокнистую суспензию. В полученную суспензию при перемешивании добавляют для проклейки в массе часть проклеивающей составляющей в виде димера алкилкетена в количестве 2,5%, наполнителя (мела) - 10% к массе абсолютно сухих волокон. Из полученной массы формуется бумажное полотно, поверхность которого проклеивается другой частью проклеивающей составляющей на основе поливинилового спирта, биоцидной добавки в виде синергетической смеси полигексаметиленгуанидина и натриевой соли бензойной кислоты в соотношении 10:1 и сшивающего агента (формалин).

Содержание поливинилового спирта составляет 2,5%, сшивающего агента - 0,01%, биоцидной добавки - 5,0% от массы абсолютно сухого вещества бумаги.

Состав для изготовления бумаги имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

- волокнистая составляющая (сульфатная беленая хвойная целлюлоза)75,0- наполнитель (мел)10,0- проклеивающая составляющая (димер алкилкетена и поливинилового спирта)5,0- сшивающий агент0,01- биоцидная добавка5,0- водаостальное.

Полученный состав обладает повышенной антимикробной и фунгицидной активностью, прост в применении, а бумага, полученная с его использованием, массой 70 г/м обладает высокими физико-механическими показателями, антимикробными и фунгицидными свойствами, устойчива к загрязнению и может быть использована для печати.

Пример 2.

Сульфитная беленая хвойная целлюлоза и сульфитная лиственная целлюлоза при соотношении (3:1) размалывается в воде до степени помола 45°ШР, образуя волокнистую суспензию. В полученную суспензию при перемешивании добавляют наполнитель (каолин) в количестве 2,5%, влагопрочную добавку (мочевино-формальдегидную смолу) в количестве 2,5%, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 2,5% к массе абсолютно сухих волокон. Высушенную бумагу проклеивают с поверхности проклеивающим раствором натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (концентрация 2,5%) в смеси с биоцидной добавкой (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид) и 2,5% натриевой соли бензойной кислоты - 5,0%).

Состав для изготовления бумаги имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

- волокнистая составляющая (сульфитная беленая хвойная и лиственная целлюлоза) 75,0- наполнитель (каолин) 2,5- влагопрочная добавка (мочевино-фор альдегидная смола) 2,5- проклеивающая составляющая (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) 5,0- сшивающий агент 0- биоцидная добавка 10,0- вода остальное.

Полученный состав обладает повышенной антимикробной и фунгицидной активностью, прост в применении, а бумага, полученная с его использованием, массой 70 г/м обладает высокими физико-механическими показателями и высокими антимикробными и фунгицидными свойствами.

Пример 3.

Волокнистая составляющая из хлопковой целлюлозы и сульфитной беленой хвойной целлюлозы при соотношении (3:1) размалывается в воде до степени помола 50° ШР до получения волокнистой суспензии. В полученную суспензию при перемешивании добавляют наполнитель (двуокись титана) в количестве 15,0%, влагопрочную добавку (эпихлоргидринную смолу) в количестве 3,0% и проклеивающую составляющую (натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы) в количестве 2,5% к массе абсолютно сухих волокон. Высушенную бумагу проклеивают с поверхности раствором другой части проклеивающей составляющей (поливиниловый спирт концентрации 4,0% и биоцидная добавка - полигексаметиленгуанидин гидрохлорид - 4,5% и натриевая соль бензойной кислоты - 0,5%).

В качестве сшивающего агента используют аммониевую соль хелата титана и молочной кислоты в количестве 0,2%.

Состав для изготовления бумаги имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

- волокнистая составляющая (хлопковая и сульфитная беленая хвойная целлюлоза) 75,0- наполнитель (двуокись титана) 15,0- влагопрочная добавка (эпихлор-гидринная смола) 3,0- проклеивающая составляющая (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) 2,5- сшивающий агент 0,2- биоцидная добавка 5,0- вода остальное.

Бумага массой 90 г/м, полученная с применением данного состава, обладает высокими антимикробными, фунгицидными свойствами и физико-механическими показателями, устойчива к загрязнению и может быть использована для печати.

Пример 4.

Волокнистая составляющая из хлопковой целлюлозы размалывается в воде до степени помола 50° ШР до образования волокнистой суспензии. В полученную суспензию при перемешивании добавляют наполнитель (двуокись титана) в количестве 0,01%, проклеивающую составляющую (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 0,05%) к массе абсолютно сухих волокон. Высушенную бумагу проклеивают с поверхности проклеивающим раствором с биоцидной добавкой (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид - 5,0% и натриевая соль бензойной кислоты - 0,5%).

Состав для изготовления бумаги имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

- волокнистая составляющая (хлопковая целлюлоза) 75,0- наполнитель (двуокись титана) 0,05- проклеивающая составляющая (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) 0,05- сшивающий агент 0- биоцидная добавка 5,5- вода остальное.

Бумага, полученная с применением данного состава, обладает высокими антимикробными свойствами и высокими физико-механическими показателями.

Пример 5.

Волокнистая составляющая из сульфитной беленой хвойной целлюлозы и сульфитной беленой лиственной целлюлозы при соотношении (3:1) размалывается в воде до степени помола 45° ШР до получения волокнистой суспензии. В полученную суспензию при перемешивании добавляют наполнитель (каолин) в количестве 2,5%, проклеивающую составляющую (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 2,5%), влагопрочную добавку (эпихлоргидринная смола в количестве 2,5%) к массе абсолютно сухих волокон. Высушенную бумагу проклеивают с поверхности раствором натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (концентрация 2,5%) и биоцидной добавки (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид - 5,0% и натриевая соль бензойной кислоты - 5,0%).

Состав для изготовления бумаги имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

- волокнистая составляющая (сульфитная беленая хвойная и лиственная целлюлоза) 75,0- наполнитель (каолин) 2,5- влагопрочная добавка (эпихлоргидринная смола) 2,5- проклеивающая составляющая (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) 5,0- сшивающий агент 0- биоцидная добавка 10,0- вода остальное.

Полученная бумага с применением данного состава обладает высокими антимикробными свойствами и физико-механическими показателями.

В таблице 1 представлены данные, подтверждающие оптимальность заявленных пределов содержания компонентов состава для изготовления бумаги.

В таблице 2 представлены данные, подтверждающие оптимальное соотношение полигексаметиленгуанидина и натриевой соли бензойной кислоты.

В таблице 3 представлены физико-механические показатели бумаги.

В таблице 4 представлены антимикробные свойства бумаги.

Технико-экономические преимущества состава по сравнению с прототипом следующие: состав обладает более высокой антимикробной и фунгицидной активностью, упрощается процесс его использования и применение состава дает возможность получить бумагу, устойчивую к загрязнению и обладающую повышенными физико-механическими показателями.

Состав предназначен для изготовления бумаги, обладающей высокой антимикробной и фунгицидной активностью, и может быть применен для изготовления бумаги, устойчивой к загрязнению, имеющей высокие физико-механические показатели и используемой для банкнот, облигаций, акций и т.д., и относится к целлюлозно-бумажной промышленности. Состав включает волокнистую составляющую, наполнитель, проклеивающую составляющую, биоцидную добавку в виде синергетической смеси полигексаметиленгуанидина и натриевой соли бензойной кислоты при соотношении соответственно (10-1):(1-10), влагопрочную добавку, сшивающий агент и воду. Влагопрочная добавка представляет собой эпихлоргидринную или мочевино-формальдегидную смолу. Сшивающий агент предствляет собой формалин или аммониевую соль хелата титана и молочной кислоты. Проклеивающая составляющая дополнительно содержит поливиниловый спирт или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы. Техническим результатом является повышение антимикробной и фунгицидной активности состава, упрощение его применения, а также повышение физико-механических показателей, износостойкости и устойчивости к загрязнению получаемой бумаги. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Состав для изготовления бумаги, включающий волокнистую составляющую, наполнитель, проклеивающую составляющую, биоцидную добавку в виде синергетической смеси на основе полигексаметиленгуанидина и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит влагопрочную добавку и сшивающий агент, при этом биоцидная добавка представляет собой синергетическую смесь полигексаметиленгуанидина с натриевой солью бензойной кислоты, а проклеивающая составляющая дополнительно содержит поливиниловый спирт или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

волокнистая составляющая65,0-90,0наполнитель0,01-15,0проклеивающая составляющая0,05-5,0биоцидная добавка0,5-10,0влагопрочная добавка0-5,0сшивающий агент0-0,2водаостальное