Способ обработки волокнистой массы при изготовлении бумаги Советский патент 1992 года по МПК D21H23/10 D21H21/28 D21H21/30 D21H17/07 

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано для обработки волокнистой массы при производстве бумаги для печати, бумаги для письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной, т.е. всех видов бумаги, оптические характеристики которых в основном опрделяют их потребительские свойства. В большей степени зто касается высококачественных видов бумаги с повышенной белизной, .к которым пред ьявляются требования по сохранению оптических свойств в течение длительного времени зксплуатации.

Старение являтся основной причиной ухудшения качества бумаги. Введение в

композицию бумаги оптических отбеливающих веществ (ООВ) вследствие интенсивного поглощения ими УФ-излучения ускоряет фотохимическое разрушение бумаги, ярко проявляющееся в резком падении белизны и росте желтизны бумаги. У 1иверсальных методов повышения стабильности окрасок или белизны материалов не существует.

Обычно при оптическом отбеливании или крашении бумаги руководствуются или выбором ООВ и красителей с химической структурой, устойчивой к действию света, или выбором такой технологии крашения (отбеливания),которая обеспечивала бы максимальное количество красителей (отбеливателей) на волокне, агрегацию и закрепление их во внутреннем объеме волскна.

Известен способ обработки волокнистой массы, включающий растворение ООВ и оттеночного красителя в воде и последующее их введение в волокнистую массу.

Данный способ обработки волокнистой массы водными растворами оптического отбеливателя и оттеночногр красителя позволяет улучшить оптические свойства бумаги. Однако такой способ предусматривает раздельное растворение оптического отбеливателя и оттеночного красителя в воде, что не обеспечивает необходимую стабильность белизны во времени.

Цель изобретения - повышение стабильности белизны бумаги.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки волокнистой массы, включающем предварительное растворение ООВ и оттеночного красителя, имеющего в молекуле метокси- или метокси- и оксигруппы в орто-поло)|(:ении к азогруппе и 2-4 сул,ьфогруппы и последующее введение их в волокнистую массу, согласно изобретению растворение ООВ и оттеночного красителя осуществляют одновременно в 0,005-0,05%-ном водном растворе тиомочевины, при этом расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет от 0,1-1,0% массы ООВ.

Предлагаемый способ обработки волокнистой массы, включающий совместное растворение ООВ и оттеночного красителя в водном растворе тиомочевины, обеспечивает стабильность белизнь.1 бумаги в процессе ее эксплуатации при одновременном достижении необходимого уровня ее оптических свойств.

Благодаря совместному растворению ООВ и оттеночного красителя в водном растворе тиомочевины происходит образование ассоциированных окрашенных комплексов: тиомочевина, являясь донором электронов, вступает во взаимодействие с jr-электронами цепочки сопряженных двойных связей ООВ и красителей. Такие комплексные соединения обладают светозащитными свойствами и менее подвержены фоторазрушению за счет внутримолекулярного взаимодействия, так как молекулы ООВ,, находясь в тесном контакте со светопрочными молекулами красителей, при поглощении УФ-излучения передают энергию возбуждения красителям по контактному механизму тушения. При этом важным является выбор красителей. Указанные красители, имеющие метокси- или метокси- и оксигруппы в орто-положении к азогруппе, активно участвуют в образовании внутриводородных связей между собой и ООВ, а также в образовании водородных связей с волокном, тем самым закрепляют ООВ на волокне, способ5 ствуя большей их устойчивости.i

Кроме того, светозащитные свойства окрашенных комплексов проявляются тем больше, чем больше их количество адсорбируется на волокне и чем более равномернее

0 они на нем распределены. Этому также способствует tиoмoчeвинa, которая при оптимальной концентрации раствора выступает и как растворитель, препятствующий обрАзованию больших агрегатов, тем самым облегчает диффузию окрашенных комплексов в толщу волокна и более равномерному распределению их в волокнистой массе, что способствует увеличению стабильности белизны во времени.

0 Снижение или увеличение концентрации водного раствора тиомочевины за указанные пределы нежелательно, так как приводит к отрицательным эффектам: к потере стабильности белизны бумаги, когда

5 мочевины не достаточно для образования окрашенных комплексов, или к снижению эффективности действия ООВ в случае избытка тиомочевины.

Порядок введения раствора ООВ с отте0 ночным красителем в волокнистую суспензию определяется в зависимости от конкретного вида изготовляемой бумаги. Чаще всего отбеливающий раствор вводят до наполнения илроклеивания волокнистой

5 массы или при технологической необходимости - после введения наполнителя и канифольного клея. Но обязательным условием является обработка волокнистой массы ООВ для подачи сернокислого алю0 миния.

Пример 1. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию беленой целлюлозы, содержащую 300 kr сульфатной хвойной, размолотой до 335 35° ШР, и 700 кг сульфатной лиственной, размолотой до 25-28°ШР, вводят раствор оптически отбеливающего вещества рилюкса ПРС в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого голубого для бумаги,

0 имеющего в молекуле 4 сульфогруппы, и 2 метоксигруппы в орто-положении к азогруппе, в количестве 0,015 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют путем совместного растворения в указанных

5 количествах рилюкса ПРС и оттеночного красителя прямого голубого для бумаги. Для этого оптический отбеливатель и краситель в сухом виде вносят при интенсивном перемешивании в заранее приготовленный

0,015%-ный водный раствор тиомочевины

(0,3% от массы ООВ), смесь нагревают и выдерживают при 85-95°С в течение 1520 мин до получения прозрачного раствора. Перед введением в волокнистую массу полученный отбеливающий раствор охлаждают до комнатной температуры. Затем в обработанную волокнистую массу добаляют 1,5% от массы абсолютно сухого волокна канифольного клея, соответственно 20% каолина, 25% сульфата алюминия. Изготавливают писчую бумагу № 1 массой 80 г/м.

Для оценки стабильности бумаги определяют изменение оптических характеристик: падение белизны и рост желтизны от исходных значений в зависимости от времени теплового воздействия. Образцы бумаги подвергают термическому старению при 105 ± 2°С в течение 1,5,24 и 72 ч. До и после старения образцы подвергали кондиционированию при относительной влажности 50% и температуре 25°С.

П р и м е р 2 (по известному способу). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют в воде каждый раздельно без тиомочевины.

Пример 3. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию беленой целлюлозы, содержащую ЗОР кг сульфатной хвойной, размолотой до 33 35°ШР, и 700 кг сульфитной хвойной, размолотой до 28-30°ШР, вводят раствор ООВ Белофора КБ в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого синего светопрочного КУ, имеющего в молекуле 2 сульфогруппы, две метокси- и две оксигруппы в орто-положении к азогруппе-в количестве 0,008 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют как в примере 1 с той лищь разницей, что используют 0,005%-ный водный раствор тиомочевины (0,1% от массы ООВ). Затем в отбеленную волокнистую иассу добавляют 1,8% от массы абсолютно сухого, волокна канифольного клея, соответственно 30% каолина, 25% сульфата алюминия; Изготовляют офсетную бумагу № 1 массой 70 г/м.

Пример 4 (по известному способу). Обрабатывают волокнистую массу аналогична примеру 3 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель Белофор КБ и оттеночный красите 1ь прямой синий светопрочный КУ растворяют раздельно в вЪде без тиомочевины.

П р и м е р 5. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию, содержащуи) 800 кг беленой сульфитной хвойной целлюлозы, размолотой до 28-32°ШР, и 200 кг беленой древесной массы, вводят раствор оптического отбеливателя Вобиталя Бфау А в количестве 0,5 кг и

оттеночного красителя прямого фиолетового С имеющего в молекуле две сульфогруппы, метокси- и оксигруппы в ортоположении к азогруппе, в количестве 0,02 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют как в примере 1 с той лишь разницей, что используют 0,05%-ный водный раствор тиомочевины (1,0% от массы отбеливателя). Затем в отбеленную волокнистую массу добавляют 2,0% от массы абсолютно сухого

5 волокна канифольного клея, соответственно 30% каолина, 25% сульфата алюминия. Изготовляют бумагу типографскую Ns 1 массой 60 г/м

Пример 6 (по известному способу).

0 Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 5 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель Вобиталь Б фау А и оттеночный краситель прямой фиолетовый С растворяют раздельно в воде без

5 тиомочевины.

Пример 7 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный

0 краситель прямой голубой для бумаги в указанных количествах растворяют совместно в 0,003%-ном водном растворе тиомочевины (0,06% от массы отбеливателя).

П р и м е р 8 (контрольный). Обрабаты5 вают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что рилюкс ПРС и прямой голубой для бумаги в указанных количествах растворяют совместно в 0,07%-ном водном растворе тиомочевины (1,4% от

0 массы ООВ).

При м е р 9 (кйнтрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный

5 краситель прямой голубой для бумаги растворяют каждый раздельно в 0,015%-ном водном растворе тиомочевины.

Пример 10 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично приме0 РУ 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют совместно в воде, не содержащей тиомочевину.

5 П ример 11 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что в качестве оттеночного красителя берут краситель кислотный синий К не содержащий в молеку- ле метокси-и оксигруппы.

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и позволяет по- высить стабильность белизны бумаги. Оптически отбеливающее вещество (ООВ) и оттеночный краситель растворяют в 0,005- 0,05%-ном водном растворе тиомочевины и выдерживают при 85-95° в течение 15- 20 мин до получения прозрачного раствора. Расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет 0,1-1,0% от массы ООВ. Полученный раствор вводят в суспензию размолотой целлюлозы, затем доба1 я- ют канифольный клей, каолин и сульфат алюминия. Из полученной массы изготавливают писчую бумагу. Этот способ может быть использован при производстве бумаги для печати, письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной. 1 табл.соС