Способ изготовления водораспускающейся бумаги Советский патент 1983 года по МПК D21H3/26 D21H5/00 

оо ел

ОР

Изобретение относится к способам изготовления во рраспускающейся бумаги и моксет быть использовано при производстве различных видо бумаги способных быстро распускаться в воде на отдельные волокна при отсутствии постороннего механического воздействия на них и в то же время обладающих необходимым запасом механической прочности в воздушно-сухом состоянии. По предлагаемому способу могут быть в частности, изготовлены распускающиеся в воде бумаги санитар но-бытопого и медицинского назначения, некоторые специальные упаковочные и технические виды бумаги. Известен способ изготовления водо распускающейся бумаги, включающей диспергирование воздушно-сухой целлюлозы о воде, введение в полученную дисперсию водного раствора натриевой соли карбоксимётилцеллюлоЗы и обработку массы водорастворимым органическим растворителем с образованием водноорганической смеси, формование бумажного полотна и его сушку. Согласно этому способу бумагу изготавливают путем формования непосредственно из водноорганической среды, содержащей 50-90 мас. органического растворителя tl Изготовленная по известному способу бумага не обладает необходимой скоростью распускания в воде на отдельные волокна и характеризуется не достаточно высокой механической проч ностью в воздушно-сухом состоянии; Кроме того, необходимость формования бумаги из среды водорастворимого легколетучего органического растворителя создает определенные трудности в проведении технологического про цесса изготовления бумаги и ухудшает условия труда. Цель изобретения - снижение времени распускания бумаги в воде при одновременном повышении механической прочности бумаги в воздушно-сухом со стоянии. Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления во дораспускающейся бумаги, включающему диспергирование воздушно-сухой цел.люлозы в воде, введение в полученную дисперсию водного раствора натриевой соли карбоксимётилцеллюлоЗы и обработ ку массы водорастворимым органическим растворителем с образованием водоорганической смеси, формование бумажно 132 ГО полотна и его сушку, перед формованием бумажного полотна водноорганическую смесь фильтруют, отфильтрованный продукт сушат до воздушно-сухого состояния и затем диспергируют в воде. При этом используют натриевую соль карбоксимётилцеллюлоЗы со степенью полимеризации 200-500, В качестве водорастворимого органического растворителя используют ацетон, этиловый спирт или диоксан. В процессе сушки водноорганической смеси до возлушно-сухого coctoяния имеет место физико-химическая модификация целлюлозных волокон в результате введения в их поверхностный слой способных к диссоциации в воде ионогенных карбоксильных групп в виде их натриевой соли. Это приводит к снижению времени распускания бумаги в воде при одновременном повышении ее механической прочности в воздушно-сухом состоянии. Использование натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью поли меризации выше 500 приводит к повышению времени распускания бумаги в воде, вследствие увеличения вязкости среды в мек{волоконном пространстве при насыщении бумаги водой. Использование натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации ниже 200 нецелесообразно из-за сильной деструкции полимера, приводящей к значительной потере его физико-химических и физико-механических свойств. Помимо указанных водорастворимых органических растворителей может быть использован любой другой органический растворитель, неограниченно смешивающийся с водой, но не растворят ии натриевую соль карбоксимётилцеллюлоЗы и не вызывающий ее набухания. В качестве исходной воздушно-сухой целлюлозы может быть использована небеленая, беленая или облагороженная целлюлоза из хвойных или лиственных пород древесины. Фильтрование водно-органической смеси осуществляют предпочтительно до относительной влажности 80-90. Сушка отфильтрованной водно-органической смеси до воздушно-сухого состояния может быть осуществлена при любой температуре, не приводящей к снижению растворимости натриевой соли карбоксимётилцеллюлоЗы в воде 3 в результате образооанип поперечных связей меходу ее макромолекулами. Суш ка может быть осуществлена как при атмосферном давлении, так и под вакуумом. Последующее диспергирование высушенной до воздушно-сухого состояния адсорбционно модифицированной целлюлозы осуществляется любым известным способом до полумения суспензии, пригодной для формования бумажного полотна на сетке бумагоделательной машины. Предлагаемый способ осуществляют следуюц им образом. Воздушно-сухую целлюлозу диспергируют в воде и в полученную дисперсию вводят порциями при непрерывном перемешивании водный раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в количестве 10-50 мас.%( предпочтительно 15-25 мас.% ) по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна. Бумажную массу тщательно перемешивают. Затем полученную бумажную массу также порциями при непрерывном перемешивании обрабатывают водорастворимым органическим растворителем, в количестве, обеспечивающем такое конечное соотношение вода : органический растворитель, при котором происходит высаждение натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы из ее водного раствора. Общий расход воды и органического растворителя устанавливает ся в зависимости от условий дисперги рования целлюлозы. Полученную водноорганическую смес тщательно перемешивают, затем подвер гают фильтрованию, например на воронке Бюхнера, и отфильтрованный про дукт сушат до воздушно-сухого состо 134 яния. По завершении процесса сушки воздушно-сухую модифицированную целлюлозу диспергируют в воде и осуществляют формование бумажного полотна и его сушку по общепринятой технологии. Пример 1. Воздушно-сухую сульфатную беленую целлюлозу из хвойных пород древесины диспергируют а воде до получения дисперсии концентрацией 2,S мае.% по абсолютно сухому волокну со степенью помола целлюлозы 16 ШР. В полученную дисперсию вводят при непрерывном перемешивании водный . раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения П,75 и со степенью полимеризации 200,концентрацией 1,0 мас.% в количестве 15 мас. по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна. Бумахшую массу тщательно перемешивают в течение 90 мин. Затем полученную бумажную массу порциями при непрерывном перемешивании обрабатывают ацетоном в количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : ацетон, равное 1:1. Полученную водноацетоновую смесь тщательно перемешивают в течение 30 мин, затем подвергают фильтрованию на воронке Бюхнера с тканевым фильтром до относительной влажности 90, удаляют фильтрат, а отг фильтрованный продукт сушат до воздушно-сухого состояния при ZO-ZS C. По завершении процесса сушки воздушно-сухую модифицированную пеллюлозу диспергируют в воде и осуществляют формование и сушку образцов бумаги массой 50±2 г/м. В таблице приведены физико-механические пoкaзateли бумаги. . Пример 2. Согласно примеру 1 с той разницей, что вводят водный раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлоэы в количестве 20 мае. по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна . Пример 3. Согласно примеру 1 с той разницей, что вводят водный раствор натриевой.соли карбоксиметилцеллюлозы в количестве 25 масД по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна . П р и м е р «, Согласно примеру . с той разницей, что используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации . Пример- 5. Согласно примеру . с той разницей, что используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации 500. Пример 6. Согласно примеру 2 с той разницей, что В качестве водорастворимого органического растворителя используют этиловый спирт, который вводят в бумажную массу в количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : этиловый спирт, равное 3:7. П р и м е р 7. Согласно примеру 2 с той разницей, что в качестве водорастооримого органического растворителя используют диоксан, который вводят в бумах{ную массу в количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : диоксан, равное 1:1. Пример 8. Согласно примеру 2 с той разницей, что используют натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации 572 Пример 9 ( прототипh Воздушно-сухую сульфатную беленую целлюлозу из хвойных пород древесины диспергируют в воде до получения дисперсии концентрацией 2,5 мас. по абсолютно сухому волокну со степенью помола целлюлозы 16 ШР. В полученную дисперсию вводят при непрерывном перемешивании водный раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 0,75 и со степенью полимеризации 200 концентрацией 1,0. мае. по абсолютно сухому основному веществу, в количестве 20 мас.| по абсолютно сухому основному веществу от абсолютно сухого целлюлозного волокна. Бумажную Массу тщательно перемешивают в течение 90 мин. Затем полученную бумажную массу порциями при непрерывном перемешивании обрабатывают ацетоном в количестве, обеспечивающем конечное массное соотношение вода : ацетон, равное 1:1. Полученную водно-ацетоновую смесь тщательно перемешивают в течение 30 мин и изготавливают из нее путем формования и последующей сушки образцы бумаги массой 50±2 . Из приведенных в таблице данных видно, что по сравнению с бумагой, изготовленной по прототипу, предлагаемый способ позволяет получить бумагу, время распускания которой в воде в 6-8 раз ниже, а механическая, прочность в воздушно-сухом состоянии выше: по показателю разрушающего усилия на 20-33%; по показателе разрывной длины на , по показателю относительного удлинения - на 23-77%; по показателю сопротивления продавливанию на 7-33%. Наиболее предпочтительным является использование натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью полимеризации 200-500, так как увеличение степени полимеризации более 500(при7 10351138

мер 8 приводит к йекоторому повыше-дорастворимого легколетучего органи

нию времени распускания бумаги в во-ческого растворителя. Это энамителЬде. Кроме того, предлагаемый способно упрощает проведение технологичесизготовления водораспускающейся бу-кого процесса изготовления бумаги и

I Maf и позволяет избехшть необходи-5 создает нормальные условия труда обмость формования бумаги из среды во-служивающего персонала.