Способ крашения бумаги в массе Советский патент 1983 года по МПК D21H3/80 D21D3/00 

- а со «

j

Изобретение относится к способам крашения бумаги в массе и может быть использовано в производстве окрашенных и оптически отбеленных наполненных видов бумаги.

Известны способы крашения (оптического отбеливания ) наполненной бумаги путем обработки бумажной массы растворами красителей и оптических отбеливателей 1 J.

при крашении и оптическом Ю отбеливании наполненной бумаги наблюдаются различия в интенсивности окраски и значении белизны между лицейой и Сеточной сторонами бумажного полотна, что обусловлено различ- 15 ным содержанием наполнителя на лицевой и сеточной сторонах бумаги, так как анионактивные красящие и отбеливающие вещества имеют значительно меньшее сродство к наполнителям, 20 чем к волокнистым полуфабрикатам.

Известен способ крашения ( оптического отбеливания ) бумаги в массе, заключающийся в том, что растворы красителей или оптических отбеливате- 25 лей вносят сначала в суспензию наполг кителя перед смешиванием ее с волокнистыми полуфабрикатами. Этот способ, является базовым объектом изобретеНия С2 Д.

В результате такого способа набюдается некоторое снижение разноторонности окрашивания, но вследстие незначительной адсорбционной способности наполняющих веществ к анионным красителям и отбеливателям 35 езко снижаются интенсивность окраски белизна бумаги.

Красители или оптические отбеливатели слабо закреплены на поверхности наполнителя, легко десорбиру- 40 ются и теряются со сточными водами, что приводит к дополнительному их расходу.

Наиболее близким к изобретению является способ крашения бумаги в 45 массе, включающий растворение анионного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутствии закрепителя и последующее введение окрашенного наполни- Q теля в волокнистую массу Сз.

В качестве закрепителей используют высокомолекулярные первичные, вторичные и третичные амины, обладающие значительными основными свойствами и способные модифицировать поверхность наполнителя. Расход катионных закрепителей с высокомолекулярным углеводородным остатком составляет до 3% от массы наполнителя, преимущественно 1,8-2%.

При этом сродство анионного оптического отбеливателя, относящегося к классу прямых красителей, к модифицированной поверхности наполнителя увеличивается,, что приводит к . 65

снижению разносторонности оптического отбеливания бумаги. Вместе с тем, данный способ позволяет устранить только разнооттеночность бумаги, общая интенсивность окраски бумаги (белизна/ не изменяется и остается ниже, чем при введении красящи веществ непосредственно в волокнистую суспензию, вследствие того, что количество адсорбированного амин строго ограничено количеством активных центров на наполнителе. Обработка наполнителя высокомолекулярными азотсодержащими соединениями проводится при значительной концентрации твердой фазы, наполнитель при этом находится в агрегированном состоянии обладает меньшей активной удельной поверхностью.и, тем самым, меньшей адсорбционной способностью к красящим веществам.

Кроме того, адсорбция катионоактивных аэотсодерж.ащих соединений может идти только на отрицательно заряженных активных центрах поверхности минерального наполнителя, для чего необходима дополнительная обработка его щелочными агентами, например карбонатом натрия. Сравнительно высокие расходы токсичных высокомолекулярных аминов приводят к наличию их в избытке в водной фазе и возможному загрязнению сточных вод и удорожанию процесса крашения (оптическо о отбеливания) бумаги.

Целью изобретения является снижение оптической разносторонности бумаги при одновременном повышении интенсивности окраски.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу крашения бумаги в массе, включающему растЪорение анионного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутствии закрепителя и последующее введение окрашенного наполнителя в волокнистую массуf растворение анионного красителя проводят в водном растворе полифосфата натрия при расходе полифосфата 0,05-1% от массы наполнителя, а з качестве закрепителя используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты в количестве 0,051% от массы наполнителя.

В качестве полифосфатов могут быть использованы пирофосфат, тринатрийфосфат и гексаметафосфат натрия.

Анионные красящие вещества плохо растворяются в жесткой воде, .поэтому применение полифосфатов способствует лучшему их растворению, позволяет поддерживать краситель в дисперсном состоянии, увеличивая тем самым его диффузионную способность, В свою очередь это щ-мРОДИТ к более эффективному использованию красителя (оптического, отбеливателяj. Добавление к таким образом приготовленному раствору красителя двунатриевой соли этилендиаминтетра уксусной кислоты и последующее смешение его с суспензией наполнителя, а затем введение окрашенного наполнитёля в волокнистую суспензию приводит не только к устранению разноо теночности бумаги, но и к увеличению ее общей интенсивности окраски ( или белизны ), Это можно объяснить тем, что в данной системе образуется сложный комплекс краситель RN - наполнитель, в результате чег краситель (оптический отбеливатель, закрепляется на минеральном субстра те. Присутствие полифосфатбв в раст воре, кроме увеличения растворимости и диффузионной способности краси теля при последующем смешении с сус пензией наполнителя, приводит к дезагрегации и самого наполнителя и увеличению его активной сорбирующей поверхности. Таким образом,.за счет более пол ной суммарной адсорбции красителя наполнителем и волокном происходит не только устранение разностороннос ти окраски бумаги, но и увеличение ее интенсивности. Использование в к честве закрепителя двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты в отличие от труднорастворимых высокомолекулярных органических ами нов позволяет проводить все стадии предлагаемого способа крашения бума в массе на обычном технологическом оборудовании, имеющемсяна предприя тиях ЦЕП, и не вызывает загрязнения сточных вод. Пример 1. 20 г красителя прямого алого растворяют при непрерывном перемешивании и 60-70°С в 0,1%-ном растворе гексаметафосфата натрия. Через 10 мин, продолжая перемешивание, добавляют 1 г двунат реивой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты и смешивают с 10 л 20%-ной суспензии каолина. Затем че рез 20-30 мин перемешивания окрашен ная суспензия каолина задается в волокнистую суспензию, состоящую из беленой целлюлозы. В композицию бум ной массы вводят также канифольнйй клей в количестве 1% от массы абсолютно сухого воловна и се жокислый алюминий в количестве, обеспечивающем рН массы 4,5. Изготовление бумаги на бумагоделательной машине проводят обычными приемами. Аналогично описанному примеру пр водят крашение бумаги при расходе 0,03% гексаметафосфата натрия и 0,05% двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты от массы наполнителя. Параллельно осуществляют крашение бумаги той же композиции по звестному способу Гз . Крашение проводят путем введения раствора красителя в суспензию наполнителя и последующего смешения окрашенного наполнителя с волокнистой суспензией без использования полифосфатов и закрепляющих агентов. Пример 2.25 г красителя кислотного ярко-синего растворяют при БО-бО С при постоянном перемешивании в присутствии 7,5 г пирофосфата натрия. Через 10-15 мин добав,ляют 7,5 г двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты и смешивают с 5 л 15%-ной суспензии талька. Затем, выдержав 20-30 мин, при перемешивании окрашенную суспензию талька вводят в волокнистую суспензию, состоящую из беленой целлюлозы. В композицию бумажной массы вводят также канифольный клей в количестве 3% от массы абсолютно сухого волокна и сернокислы{| алюминий в количестве, обеспечивающем рН массы 5,0. Аналогично проводят крашение бумаги при увеличении расхода пирофосфата натрия и двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты до количества 1,2% от массы наполнителя , Пример 3. 12г оптического отбеливателя стильбентриазинового ряда белофора КБ растворяют при постоянном перемешивании и 70-80 с в 1 л 0,8%-ного раствора тринатрийфосфата, через 10-15 мин перемешивания добавляют 8 г двунатриевой соли этилендиаминтетрауксуснйй кислоты и смешивают с 4 л 30%-ной суспензии каолина и последовательно вводят 20-30 мин отбеленную суспензию каолина в волокнистую массу, состоящую из беленой целлюлозы. В кокшозицию бумажной массы вводят канифольный клей в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна и сернокислый алюминий в количестве, обеспесивающем рН массы 5,5. Параллельно осуществляют оптическое отбеливание бумаги той же композиции по известному способу 2. Пример 4 (по известному способу СзД 1300 г каолина в 600 мл холодной воды перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 мин с 800 мл 5%-ного водного раствора соли метасульфата олеиламидо-этил-ди-(оксиэтилj-метиламмония. Затем при постоянном перемешивании к смеси добавляют 2600 мл О,5%-ного раствора белофора КБ и через 15-20 мин отбеленную суспензию каолина вводят в волокнистую массу, в которую затем добавляют 2% от массы абсолютно сухого воловна канифольного клея и сернокислый алюминий до рН 5,5.

Образцьа бумаги изготовляют аналогично примеру 3.

Пример 5. Проводят аналогично примеру 4, однако вместо белофора КБ к смеси добавляют 2600 мл 0,5%-ного раствора красителя прямого алого и через 15-20 мин окрашенную суспензию каолина вводят в волокнистую массу, в которую затем вводят Также канифольный клей в колчестве 1% от массы абсолютног сухого волокна и сернокислый алюминий в количестве, обеспечивающем рН массы 4,5.

Образцы бумаги, изготовляют аналогично примеру ,

Сравнительные результаты испытаний окрашенных образцов бумаги приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ крашения бумаги в массе позволяет по сравнению с известным способом С23, в котором краситель или оптический отбеливатель вводится в суспензию наполнителя без. использования каких-либо закрепителей устранить разносторонность и неравномерность окра1ски бумаги и значительно повысить ее интенсивность.

Сопоставление полученных данных с результатами, достигаемыми при воспроизведении известного способа ЗЗ при одинаковом композиционно составе бумажной массы и использовании одних и тех же анионных красителей (примеры 1а и 5, а также За и 4 ), показывает/ что предлагаемое техническое решение позволяет полностью устранить оптическую разносторонность и повысить интенсив- кость окраски до 60% и белизну бумаги на 1,8-2%. Это позволяет сократить более экономичным сам процесс крашения бумаги. ,

Кроме того, предлагаемый способ крашения бумаги в массе не требует дополнительных стадий обработки наполнителя и специального оборудования для его осуществления. Использование полифосфатов и натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты в отличие от токсичных аминов с высокомолекулярными углеводородными остатками не вызывает загрязнений сточных вод.

СПОСОБ КРАШЕНИЯ БУМАГИ В МАССЕ, включающий растворение анионного красителя, смешение раствора красителя с суспензией наполнителя в присутстви закрепителя и последукицее введение окрашенного наполнителя в волокнистую массу, отличающийся тем, что, с целью снижения оптической разносторонности бумаги при одновременном повышении интенсивности окра:ски, растворение анионного красителя проводят в водном растворе полифосфата натрия при расходе полифосфата 0,05-1,0% от массы наполнителя, а в качестве закрепителя используют двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты в количестве 0,05-1,0% от массы наполнителя. «Л

Двунатриевая

Гексаметасоль этиленфосфатнатрия 0,05 диаминтетрауксуснойкислоты 0,05

То же

Гексаметафосфатнатрия ),03

1в

базовыйобъект)

Двунатриевая

Пирофосфат натрия 1,0 соль этилендиаминтетрауксуснойкислоты 1,0

Двунатриевая

Пирософат соль этилен- натрия 1,2 диаминтетрауксуснойкислоты 1,2

155/160

Прямой алый 1

15

130/145

То же

30

70/100

10

140/150

Кислотный

ярко-синий

10

125/135

То же

2в

(базовыйобъект)

ТринатрийДвунатриеваяфосфат О,7 соль этилендиаминтетрауксусной кислоты О , 7

36

( базовыйобъект)

Соль метасульфата олеиламидо-этил-ди(оксиэтил /-метиламмония За 100%-принимают интенсивность окраски бумаги по базовому объекту.

II

60/100

40

88,3/

КБ,

Отсут88,3 ствует

84,3/

2,5

То же 86,8

86,2/

0,3 86,5 бумаги с сеточной стороны