Состав покрытия бумаги и картона Советский патент 1983 года по МПК D21H1/22 B32B29/00 

Изобретение относится-к нанесению поверхностных покрытий на бумагу и картон, преимущественно к нанесению покрытий на клеильном прессе. Известны составы для поверхностной обработки бумаги и картона на основе суспензий пигмента в растворе связующего, В качестве пигмента они включают каолин или смесь каолина с минеральными или органически ли пиг ментами, а в качестве связующего смесь сополимера акрилатов и метакри латов с протеином, казеином или латексом. Соотношение пигмент: связующее в этом составе равно 33,3 : 66, Однако использование таких соетавов для проклейки бумаги и картона на клеильном прессе приводит к заметному снижению сопротивления проникновению жидкостей, например увеличению впитываемости воды и ксилола по сравнению с покрытиями, не содержащими пигментов, , , Известны составы для поверхностной проклейки, не содержащие пигмент . применяющиеся для покрытия многих видов бумаги и картона, например состав На основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 2, Этот состав обеспечивает достаточно малую впитываемость покрытой бумаги, но его нанесение на бумагу или картон затруднительно при концентрации в нем сухих веществ более 272,5 мае,% из-за -.высокой вязкости. Снижение концентрации покровных соетанов приводит к увеличению затрат энергии на сушку бумаги и картона и трудовых затрат на приготовление таких составов,, Известен состав для поверхностной обработки бумаги, включающий пигмент (карбонат щелочноземельного металла) и связующее в виде смеси окисленного крахмала и многоатомного предельного спирта t.S, Соотношение между пигментом и свя зующим находится в пределах от 5,5:94,5 ДО 8:92, Его вязкость при увеличении концентрации состава растет почти так же быстро, как и вязкость раствора связующего, не содержащего пигмент, .Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав, содержащий натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы/ пигмент и диспергатор 4J Состав содержит указанные компоненты в следующих количествах,мае,%: Натриевая 5-15 Пигмент84,66-94,62 Диспергатор0,34-0,38 Концентрация сухих веществ в составе 30-65%,, Однако бумага и картон, покрыты1е таким составом, имеют высокую впиты ваемость, не отличающуюся от впитываемости непокрытой поверхности. Кроме того, при нанесении состав сильно налипает на валы клеильного пресса и сушильные цилиндры,что исключает возможность его длительной эксплуатации, Цель изобретения - уменьшение впитываемости покрытия и улучшение его нанесения путем уменьшения налипания состава на оборудование. Поставленная цель достигается тем, что состав покрытия бумаги и картона, содержащий натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, пигмент и диспергаТОр, содержит указанные компоненты в следующих количествах, в мае,%: Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы70-85Пигмент14,94-29,88 Диспергатор0,06-0,12 при этом состав имеет концентрацию сухих веществ 1,5-8,0%, Состав может дополнительно содержать целевые добавки, такие как регулятор рН состава, оптически отбеливающее в ешество, пекогаситель, пластификатор, комплексообразователь без изменения количественного соотношения указанных выше обязательных компонентов, следствием существующего специфи.ческого взаимодействия молекул КМЦ и поверхности минеральных частиц пигмента является снижение вязкости состава, содержащего КМЦ и пигмент. Вязкость резко снижается в диапазоне 15-30% пигмента от массы сухих веществ состава (под массой пигмента подразумевается сумма масс собственно пигмента и его диспергатора), Дальнейшее увеличение содержания пигмента незначительно влияет на вязкость составов, включающих КМЦ, Но при содержании более 50% пигмента от массы состава на основе КМЦ сила когезии в пленках состава становится меньше силы его адгезии к резине и металлам, вследствие чего происходит интенсивное налипание состава на оборудование, Впитываемость поверхности покрытой бумаги и картона мало изменяется при вариации количества пигмента от О до 30% от массы сухих веществ состава. Дальнейшее увеличение количества пигмента приводит к очень быстрому возрастанию впитываемооти покрытой бумаги и картона и при содержании около 75% пигмента от массы сухих веществ состава впитаваемость покрытой им поверхности не отличается отвпитываемости бумаги и картона до нанесения покрытия. Приготовление предлагаемого состава и его преимущества перед извест ными приведены в следующих примерах.

В примерах 1-10 представлены составы в порядке возрастания содержания в них КМЦ.

Пример I (прототип). Смешением раствора КМЦ марки 75/400 (ОСТ 6-05-386-73) с концентрацией 5%, суспензии каолина марки БП-84 (ТУ 21-25-146-75) с концентрацией 50%, приготовленной с добавлением 0,4% пирофосфата натрия (от веса каолина) в качестве диспергатора и воды приготовляют композицию, содержагчую 90% каолинд и 10% КМЦ,вязкость которой при концентрациях ,5 и 5,0% указана в табл.1. В табл.1 приведены величины впитываемости по ксилолу для образцов бумаги из 10.0% сульфитной хвойной целлюлозы марки А-11 массой 80 г/м, покрытой этими композициями на лабораторной установке с ракелем Майера (по три образца для каждой концентрации состава).

Пример 2 (прототип).Из тех же компонентов, что и в примере 1, готовят композицию, мас.%: каолин 85 КМЦ 15. Результаты испытаний приведены в табл.1.

П р и м ер 3 (контрольный) . Используя компоненты и методику примера 1, приготовляют композицию, мас.%: .каолин 65, КМЦ 35 показатели которой указаны в табл.1.

Пример 4 (контрольный).Компоненты состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.%: каолин 50/ КМЦ 50. РЬзультаты испытаний приведены в табл.1.

Пример 5 (контрольный).Состав готовят, мас.%: каолин 40, КМЦ 60 по примеру 1, Результаты испытаний приведены в табл.1.

Пример 6 (предлагаемый).Готовят кс 4позицию, мас.%: каолин 29,88, диспергатор 0,12 и КМЦ 70, которые имеют характеристики, приведенные в примере 1. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Пример 7 (предлагаемый). Ксмлпоненты. состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.%: каолин 20. и КМЦ 80. Результаты испытаний приведены в табл.1.

Пример 8 (предлагаемый). Компоненты состава по примеру 1. Ком позиция содержит, мас.%: каолин /14,94, диспергатор 0,06, КМЦ 85-. Результаты испытаний представле(ы в таблу 1.

пример 9 (контрольный).Компоненты состава по примеру 1. Композиция содержит, мас.%: каолин 5 и :КМЦ 95. Результаты испытаний приведены в табл.1.

: Пример 10 (базовый объект). Раствор КМЦ без пигмента. Результаты испытаний предсвавлены в табл.1.

Из табл. 1 видна целесообразность использования смеси пигмента и диспергатора в количестве . При

Q меньшем содержании пигмента резко возрастает вязкость состава, в 2-2,5 раза.

При большем содержании пигмента быстро увеличивается впитываемость покрытой поверхности. Примеры 6 и 7

5 соответствуют преимущественному диапазону содержания пигмента в составе. Пример 11. По методике, описанной в примере 1, Готовят составы, включающие каолин марки БП-84

0 (ТУ 21-25-146-75), сульфат бария марки А (ГОСТ 5694-77) И двуокись титана марки А-02 (ГСХ:Т 9808-75) в количестве 30% (вместе с диспергатором) и 70% КМЦ марки 75/400 (ОСТ 6-05-3865 73) от массы сухих веществ состава. Концентрация составов 4%.

Результаты испытаний этих составов приведены в табл.2.

Из приведенных в табл.2 результатов видно, что тип пигмента, выделенного из группы пигментов, обычно, используемых при производстве бумаги, не влияет на качество состава для

поверхностной обработки бумаги и картона.

В,табл. 3 приведены сравнительные данные, иллюстрирующие эффективность предлагаемого и известного составов при различном содержании в нем сухих веществ.

Снижение концентрации составов для поверхностной обработки бумаги и картона ниже 1,5% нецелесообразно, поскольку впитывающая способность поверхности приближается к ее впитыВающей способности без покрытия (не наблюдается защитного действия покрытия) .

1. .

Увеличение концентрации сухих веществ свыше 8% не позволяет наносить такие составы на существующем оборудовании даже в нагретом до 6070 С состоянии.

Критическое значение вязкости.

позволяющее использовать составы на клеильном прессе, составляет 400500 мПа.с.

Таблица

о (0

о о

СОСТАВ ПОКРЫТИЯ БУМАГИ И КАРТОНА, содержащий натриевую соль карбоксиметйлцеллюлозы, пигмент и диспергатор, о т л и ч a ю щ и .и с я тем, что, с целью,уменьшения впитываемости покрытия и улучшения его нанесения зл счет уменьшения налипания состава; на оборудование, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы . . 70-85 Пигмент 14,94-29,88 Диспер1 атсф, , 0,06-0,12 При этом состав имеет концентрацию сухих веществ 1,5-8,0%.