Способ изготовления бумаги Советский патент 1992 года по МПК D21H25/18 D21F1/66 

(Л

с

Изобретение относится к технологии изготовления бумаги, преимущественно реставрационной, и позволяет повысить белизну, механическую прочность и долговечность бумаги. Воду очищают фосфатцеллюлозным катионитом, который используют в виде ткани в водородно-металлической Форме со статической исноо менно с-ккосль:;. 1,1- 3,7 мг-экв/г и степенью замещения по катиону . Патем отработанную ткань уделяют, а очищенную во.г.у подают ьг пр 1готсел 1п-.е С;, ..г-.:oi-. массы, из кстс Гги гтливаг.1 полотно, 2 табл.

Изобретение относится к производству бумаги, в частности бумаги для реставрации, которая должна быть долговечной.

Известны способы повышения долговечности бумаги, основанные на подборе композиции, использовании соответствующих долговечных полуфабрикатов, введении в композицию добавок, поРЬ шаЬщих долговечность бумаги. На этом принципе основано изготовление долговечной реставрационной бумаги на реставрационно-отливной машине РОМ-3, где в качестве полуфабриката используется долговечная хлопковая целлюлоза, либо в композицию вводятся высокостабильные поливинилспир- товые волокна и мел Л ,

Недостаток способа - ионы металлов-катализаторов окислительной дестоукции бумаг.1 остаются в бумаге и способствуют ее ускоренному разрушению, т.,е. снижению долговечности. В результате этого бумага, полученная таким способом, имеет недостаточную прочность и белизну, невысокую стабильность в процессе хранения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления бумаги, включающий очистку воды фосфатцеллюлозным катионитом, приготовление бумажной массы с использованием обработанной воды и отлив бумажного по лот на 21.

Согласно этому способу фосфатцел- люлознь й катионит используют в виде порошка, который вводят в оборотную воду в количестве 15-210 мас.ч. на 1000 кас.м. исходного целлюлозосодер- жэщего материала. Обработанную воду

-v О «

00

вместе с отработанным катионитом подают на приготовление бумажной массы. Описанный способ не позволяет повысить белизну, механическую прочность и долговечность бумаги,.

Целью изобретения является повышение механической прочности, белизны и долговечности бумаги.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе воду очищают фосфатцеллюлозным катионитом, который используют в виде ткани в водородно-металлической форме со статической ионообменной емкостью 1,1- 3,7 мг-зкв/г и степенью замещения по катиону . Затем отработанный катионит (ткань) удаляют, а обработанную воду подают на приготовление бумажной массы, из которой отливают бу- макное полотно.

I с пол ь з у емый фосЛа т ЦР л лю по з н ый ка - ти.-чит представляет собой текстильный фильтровальный м-чтерипл (ткань) 1 может применяться в аппарате колонr-юго типа в внле набивке. Он компак- ien, удобен Р работе. При фильтра- ци-I ВОДУ i- ерсз с л..те сорбента ионы железа, грисутс в водеу химически связываются с катионитом по рег кции ионного обмена и Фиксируются на нем, вытесняя в раствор обменные катионы.

Статическая об -ч-иная емкость (СПЕ) С ОСФатцеллюлозного должна находиться в интервале значений 1,1- 3,7 м г - э к в / г . J т -ч г в я а н г с тем, что при более низкой емкости концентрация иочоген ы - групп в целлюлозной матрице недостаточна, чтобы надежно фиксировать сорбированные ионы железе и селективность катионита к последним резко снижается. Более высокая емкость (3,7) не приводит к возрастанию эффекта сорбции по отношению к ионам железа.

Кроме того, степень замещения по катиону должна находиться в пределах 5-85%, так как при меньшей степени замещения по катиону значение рН воды после катионита ниже нейтрального, что приводит к катализируемому кислому гидролизу полученной бумаги и снижению ее механической прочности, ivi- да, обогащенная ионами металла (з частности, натрия), оказывает положительное действие на полученную бумагу.

Пример 1.100 г фосфатцеллю- лозного катионита в виде ткани, имеющего ионообменную емкость 2,5мг-экв/ в водородной форме помещают в фильтр, через который пропускают воду„ Характеристика исходной и обработанной воды приведена в табл. 1.

На этой воде готовят доливомную бумажную массу,т„е. производят размол хлопковой целлюлозы в ролле при концентрации 1% до степени помола 5 ШР и перемешивают полученную волокнистую суспензию в мешалке. Из полученной бумажной массы производят отлив бумаги массой 65 г/м2 на листоотливном аппарате, причем процесс отлива также проводят на воде, пропущенной через фильтр с катионитом Полученную бумагу подвергают искусственному влажному тепловому старению при t 102+ + 2 Г. в течение 12 сутс Свойства полученной бумаги определены в табл0 2„

Пример 2„ Проводят аналогично примеру 1, но в композицию бумажной массы входят, мае. ч„: хлопковая целлюлоза 100, мел 5; поливинилспирто вое волокно 5.

Пример 3« Проводят аналогично примеру 1, но фосфатцеллюлозный катионит в натрий-водородной форме со степенью замещения по натрию 103;,

Пример „ Проводят аналогично примеру 3, но композиция бумажной массы по примеру 2„

Пример 5. Проводят аналогично примеру 3, но фосфзтцеллюлозный катионит имеет степень замещения по натрию ЬУ: L

Пример 6„ Проводят аналогично примеру 5, но композиция бумажной массы по примеру .„

Пример 7. Проводят аналогично примеру 3, но фосфатцеллюлозный катипнит имеет степень замещения по натрию 85%„

Пример 8. Проводят аналогично примеру 7, но композиция бумажной массы по примеру 2t

Пример 9. Проводят аналогично примеру 1, но отлив и приготовление бумажной массы проводят на воде, в которую добавляют фосфатцеллюлозный катионит в виде порошка в количестве 60 мас„ч. на 1000 мае.ч. исходного целлюлозосодержащего материала

Пример 10, Проводят аналогично примеру 9, но композиция бумажной массы по примеру 2„

Как видно из приведенных в табл„2 данных, бумага, полученная с использованием катионита в виде ткани в натрий-водородной форме со степенью замещения по натрию 5-85%, обладает значительно более высокими исходными показателями механической прочности, белизны и повышенным значением рН водной вытяжки по сравнению с прототипом Кроме того, бумага, полученная по предлагаемому способу, обладает повышенной стабильностью при хранении, что подтверждается результатами, полученными после 12 сут влажного теплового искусственного старения. Рассчитана энергия активации процесса механодеструкции бумаги (и) на основе кинетической концепции прочности, характеризующая долговечность бумаги,, Из тэбл„ 2 видно, что бумага, изготовленная по предлагаемому споЛормэ сорбента

Содержание Fe3 , мг/л;

до фильтра | после

фильтра

Водородная0,33 0,03

На трии-водородная при степени замещения по натрию,

100,330,03

50,330,05

850,33 0,06

Натрий-водоролнзя при степени замещения по натрию

,0 мг-экв/г0,330,27

,1 мг-экв/г0,330,07

,5мг-экв/г0,330,05

СОЕ 3,7мг-экв/г0,330,06

,8 мг-экв/г0,330,06

5

0

5

собу, имеет более высокие значения энергии активации процесса механоде- струкции по сравнению с прототипом, и, следовательно, обладает более высокой устойчивостью к механическим напряжениям, возникающим в процессе ее использования и хранения в библиотеках.

Формула изобретения

Способ изготовления бумаги, включающий очистку воды фосфатцеллюлозным катионитом, приготовление бумажной массы с использованием очищенной воды и отлив бумажного полотна,о т - личающийся тем, что, с целью повышения белизны, механической прочности и долговечности бумаги, в качестве фосЛэтцеллюлозного катионита используют фосфатцеллюлозную ткань в водородно-металлической форме со статической ионообменной емкостью 1,1- 3,7 мг-экв/г и степенью замещения по катиону 5-85%

Таблица 1

РН

(до фильтра

после фильтра

6,

5,50

6,85

7,10

7,50

7,05

7,10

7,10

7,20

7,25

Примечание.. Сопротивление излому в числителе - число двойных перегибов, в знаменателе процент от исходного.

Таблица 2