Способ антистатической обработки бумаги и картона Советский патент 1983 года по МПК D21H3/48 D21H1/38 C09K3/16 

(54) СПОСОБ АНТИСТАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БУМАГИ

1

Изобретение относится к способам антистатической обработки бумаги и картона, изготовленных из целлюлозных волокон, и может быть использовано для предотвращения образования электрических зарядов, возникающих в процессах изготовления и 5 переработки бумаги и картона.

При изготовлении бумаги и картона вследствие неравновесного разделения зарядов при испарении молекул воды из двойного электрического слоя на границе ,Q раздела поверхность целлюлозных волокон - связанная вода возникают избыточные электрические заряды. Это приводит к значительным технологическим затруднениям (прилипанию пыли к бумаге, слипанию листов между собой, увеличению об- 15 рывности). Если не устранить указанное явление, то оно скажется и при дальнейщей переработке бумаги, например, в процессах печати на бумаге, изготовлении бумажноделовых товаров и т.д.20

Известен способ антистатической обработки бумаги и картона, заключающийся в обработке бумажной массы минеральным наполнителем, модифицированным стеариИ КАРТОНА

ламидопропилдиметилгидроксиэтилом перхлората аммония 1.

Однако используемый в этом способе антистатирующий препарат токсичен, сложен в изготовлении и использовании. Кроме того, такой способ не позволяет полностью устранить возникновение электростатического заряда из-за наличия в используемом антистатике активных свободных гидроксильных и карбонильных групп.

Известен также способ антистатической обработки бумаги и картона путем нанесения на поверхность бумажного полотна натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в количестве 2-4% от массы абсолютно сухого волокна 2.

Однако и такой способ не позволяет обеспечить высокую степень антистатирования, так как основан только на увеличении поверхностной проводимости бумаги и способствует лищь частичному уменьщению величины электростатического заряда до 10-9 Кл/м2.

Наиболее близким к предлагаемому является способ антистатической обработки бумаги и картона путем введения в бумажную массу или сформованное полотно аминосодержащего соединения. Согласно этому способу в качестве аминосодержащего соединения используют четвертизованный полиэтиленимин, в бумажную массу совместно с крахмалом 3 . Однако известный способ не позволяет полностью устранить появление электростатических зарядов, лишь снимая их величину до 10 Кл/м. Кроме того, известный способ антистатической обработки бумаги и картона связан с трудностью получения указанного антистатирующего препарата, повышенный расход (до 3,5%) и дополнительное введение крахмала делаю его также малоэффективным, что приводит к получению бумаги и картона повышенной себестоимости. Цель изобретения - повышение эффективности способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу антистатической обработки бумаги и картона путем введения в бумажную массу или нанесения на сформованное полотно аминосодержащего соединения, в- качестве аминосодержашего соединения используют поликонденсат дициадиамида, уротропина и формальдегида при их мольном соотношении от 1:1:1,2 до 1:1,4:2 в количестве 0,45-0,055% от массы абсолютно сухого волокна. Установлено, что используемый поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида с указанным соотношением входящих в него компонентов способствует связыванию естественного отрицательного электростатического заряда природной целлюлозы функциональными донорными алифатическими аминогруппами. При этом величина электростатических зарядов на поверхности бумаги, обработанной указанным аминосоединением в количестве 0,045-0,055% от массы .абсолютно сухого волокна, соответствует нулевому значению. Целлюлозные волокна, применяемые для изготовления бумаги и картона, содержат функциональные группы, характеризующиеся различными донорно-акцепторными свойствами. В процессе диспергирования целлюлозных волокон вследствие донорно-акцепторного взаимодействия молекул воды с функциональными гидроксильными группами природной целлюлозы образуется двойной электрический слой (ДЭС) микромозаичной структуры. Формирование межволоконных донорно-акцепторных связей при высушивании бумаги и картона обусловливает увеличение плотности зарядов ДЭС, наличие которого показано экспериментально путем регистрации потока эмиссии электронов высоких энергий. Удаление воды при высушивании из бумажного и картонного полотна способствует деформации ДЭС, приводящей к перераспределению электрических зарядов и их последуюшей миграции на наружную поверхность бу.маги и картона. Целлюлозные же волокна, обладающие сравнительно низкой электропроводностью, способствуют длительному сохранению зарядов статического электричества. Кроме того, использование указанного соединения в количествах менее 0,045% и более 0,055% приводит к появлению на поверхности бумаги электрического заряда. Предлагаемый способ осуществляют путем введения в бумажную массу или нанесения на сформированное влажное (юлотно 0,5-2%-го водного раствора поликонденсата дициадиамида, уротропина и формальдегида. Используемое в предлагаемом способе вещество может вводиться в бумажную массу или составы покрытий различных композиций, выбираемых в зависимости от вида изготовляемой бумаги и картона и требований к ее основным эксплуатационнЕзЬм показателя.м. Измерение электростатического заряда осуществляют на установке для определения величины и знака электростатического заряда, напри.мер, состоящей из электрического вольтметра марки ВК 2-16 с выносным измерительным блоком и измерительной ячейкой. Величину заряда образца бумаги или картона при внесении его в изме1)ительь :о ячейку устанавливают косвенным :у1ет;),ь:.; определением разности потенциалов, возникающей в измерительной ячейке. Величину электростатического заряда рассчитывают по формуле Q C-AV, где О. -электростатический заряд, Кл; С емкость измерительной ячейки, Ф; ДУ -разность потенциалов в измерительной ячейке, В. В качестве образцов используют нолоски бумаги и картона размером 15x70 мм. Пример 1. В бумажную массу, изготовленную из предварительно раз.чолотой до 40°ШР сульфатной целлюлозы марки AC-I, вводят l/o-й водный раствор ноликонденсата, содержащего дициандиамин, уротропин и формальдегид в мольном соотношении исходных компонентов 1:1:1,2 в количестве 0,045% от массы абсолютно сухого волокна. После тщательного пере.мешивания бумажная масса поступает на бу.магоделательную машину по общепринятой технологии. Пример 2. Антистатическую обработку бумаги проводят аналогично примеру 1, используя поликонденсат дициандиа.мида, уротропина и формальдегида со следующи.м соотноще 1ием исходных компонентов 1:1,4:2 и взятый в количестве 0,055% от массы абсолютного сухого волокна.

Пример 3. Антистатическую обработку бумаги проводят согласно примеру 1, но используемое аминосоединение наносят на поверхность бумаги методом распыления в виде водного 1°/о-го раствора в количестве 0,05% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 4. Антистатическую обработку картона проводят согласно примеру 1, используя поликонденсат дициандиамида, уротропина и формальдегида со следуюпдим соотношением исходных компонентов 1:1,4:2 и взятый в количестве 0,055% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 5. Антистатическую обработку бумаги проводят согласно примеру 1 с использованием поликонденсата в количестве 0,04% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 6. Антистатическую обработку бумаги проводят согласло примеру 1 с использованием поликонденсата в количестве 0,06% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 7. Антистатическую обработку бумаги проводят согласно известному способу 2 с использованием натриевой соли карбоксиметнлцеллюлозы в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 8. Антистатическую обработку бумаги проводят согласно примеру 7 с использованием натриевой соли карбоксиметил целлюлозы в количестве 4% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 9. Антистатическую обработку бумаги осуществляют по прототипу согласно технологии, описанной в примере 1. В качестве антистатического агента используют 1%-й водный раствор четвертизированного полиэтиленамина в количестве 3,5% от массы абсолютно сухого волокна.

Результаты измерений электрических зарядов приведены в таблице.