Основа для теплочувствительной бумаги и способ ее получения Советский патент 1992 года по МПК D21H27/00 D21H11/04 

Изобретение относится к составам основы для теплочувствительной бумаги и способу ее получения и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Теплочувствительная бумага находит применение для регистрации информации в приборах с тепловой записью и чаще всего представляет собой инертную основу с нанесенным на одну из ее сторон теплочувст- вйтельным покрытием.

Характеристика теплочувствительной бумаги в значительной степени зависит от свойств основы и способа её получения.

В связи с этим улучшение качества теплочувствительной бумаги может быть достигнуто прежде всего путем разработки новых и совершенствования известных составов основы и способов ее получения.

Так, например, известна основа для теплочувствительной бумаги, содержащая

небеленную сульфатную целлюлозу, кото- с рую получают путем подготовки исходных компонентов, отлива полотна на бумагоделательной машине и последующего каландрирования, при котором одна сторона основы проходит по металлическому, а другая - по бумажному валу.

Полученная основа имеет массу 1 м 45-51 г, толщину 45-52 мкм и характеризуется достаточно высокой прочностью (разрушающее усилие в машинном направлении не мене 49,0 (5,0) Н.(кГс).

Однако основа имеет высокую жесткость и гладкость, что может быть причиной снижения адгезии к теплочувствительному покрытию и его отслоению в готовом изДе- лии.

Кроме того, полученная теплочувстви- тельная бумага жесткая, пригодна для записи информации с -низкой скоростью (не

сл

более 1 м/с) и поэтому имеет ограниченное применение.

Наиболее близкой к предлагаемой является основа теплочувствительной бумаги, содержащая целлюлозу сульфатную беле- ную из хвойной древесины 70 мае. % и целлюлозу сульфатную беленую из лиственной древесины 30мас.%.

Получают основу путем подготовки исходной массы для основы, а именно: раз- малывания исходных веществ до 50°ШР, разбавления водой до необходимой концентрации, очистки полученной массы и последующего формирования из массы полотна основы на бумагоделательной ма- шине. Снятую с наката основу увлажняют и каландрируют на суперкаландре так, что одна ее сторона приходит по металлическому валу,.а другая - по бумажному валу каландра.

Полученная таким образом основа пригодна для нанесения на одну из ее поверхностей последовательно черной и затем белой теплочувствительных красок.

Теплочувствительную бумагу выпуска- ют в рулонах шириной 1000 мм и 878 мм. Диаметр рулона должен быть 6QO±1QO мм. Бумага пригодна для записи информации с высокой скоростью и имеет следующие физико-механические характеристики:

Масса бумаги площадью 1 м2, г 46±2/5,

Толщина, мкм 49±2,

Разрушающее усилие, кГс в машинном направлении 39 (4,0),

Гладкость, сек., не менее 220

Воздухопроницаемость мл/мин, не более 60

Белизна, %, не менее 75

Однако основа, выбранная в качестве прототипа, характеризуется недостаточны- ми величинами показателей физико-механических свойств, что приводит к снижению потребительских свойств теплочувствительной бумаги.

Существенным недостатком основы яв- ляется низкая механическая прочность, ко- торая определяет неудовлетворительные механические свойства конечного продукта.

Высокая воздухопроницаемость явля- ется главной причиной проникновения через поры основы черной краски и соответственно снижения эстетического вида бумаги.

Частичное устранение этих недостатков основы может быть достигнуто при данном составе только увеличением массы 1 м2, но это, в свою очередь, нецелесообразно, так как ведет к увеличению толщины основы и

соответственно к увеличению диаметра рулонов, что не всегда согласуется с габаритами приборов.

Основа по прототипу характеризуется высокой гладкостью, что, возможно, является причиной низкой адгезии ее к теплочув- ствительному покрытию и может вызвать отслоение его в готовом продукте.

При этом гладкость основы определена только нижним пределом, что не согласуется с требованиями метрологии и усложняет стабилизацию качественных показателей теплочувствительной бумаги.

Технология получения основы-прототипа достаточно сложная, а каландрирование, осуществляемое предлагаемым образом, приводит к повышенной скручиваемости основы и соответственно теплочувствительной бумаги.

Цель изобретения - улучшение физико- механических.свойств основы.

Поставленная цель достигается тем, что основа для теплочувствительной бумаги, содержащая беленую сульфатную целлюлозу из хвойной и лиственной древесины, дополнительно содержит небеленую сульфатную целлюлозу из.хвойной древесины и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины10-40 Небеленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10-35 Беленая сульфатная целлюлоза из лиственной древесины 20-35 Оборотное волокно производства конденсаторной бумаги 15-25 При этом в способе получения основы для теплочувствительной бумаги, включающем подготовку исходной волокнистой массы, отлив из нее полотна и последующее каландрирование путем пропускания полотна по металлическому и бумажному валам, при каландрировании каждую сторону полотна основы пропускают по металлическому и бумажному валам.

При указанном оптимальном соотношении компонентов основы при различных размерах волокон и их происхождения, а также при указанном способе получения происходит более глубокое взаимодействие функциональных групп волокон, которое в конечном итоге приводит к улучшению физико-механических свойств основы.

При выборе оптимального содержания компонентов основы руководствовались качественными показателями самой основы и термочувствительной бумаги.

При этом установлено, что использова-. ние беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ниже 10% приводит к существенному снижению белизны основы, т.е. ухудшению товарного вида, а выше 40% - резко увеличивает гладкость и скру- чиваемость основы, что значительно ухудшает дальнейшую технологию использования основы.

Содержание небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ниже 10% не позволяет получить основу высокой механической прочности. Введение этого компонента свыше 35% резко повышает жесткость основы и. снижает ее технологические свойства при дальнейшей переработке.

Количество беленой султьфатной целлюлозы из лиственной древесины меньше 20% значительно увеличивает жесткость и снижает белизну основы, но выше 35% - повышает воздухопроницаемость основы при снижении механической прочности.

Введение оборотного волокна производства конденсаторной бумаги ниже 15% увеличивает воздухопроницаемость и прозрачность основы, а выше25% -увеличивает ее скручиваемость, что осложняет ее дальнейшее использование.

Приготовление основы для теплочувст- вительной бумаги проводят в соответствии с рабочими рецептурами, примеры которых представлены в табл.1,

Получают основу для теплочувствитель- ной бумаги по следующей схеме.

В гидроразбиватель загружают в необходимых количествах беленую и небеленую сульфатную целлюлозу из хвойной древесины и беленую сульфатную целлюлозу из лиственной древесины. Затем полученную смесь перекачивают в приемный бассейн, разбавляя при этом до концентрации 2,0- 2,4%.;

После этого смесь подают на поток конических мельниц для размалывания до (55±2)°ШР при длине волокон 50-70 дг и в композиционный бассейн, где происходит смешение с оборотным волокном производства конденсаторной бумаги. Оборотное волокно представляет собой смесь отходов конденсаторной бумаги толщиной волокон 4-30 мк, т.е. со степенью помола 80-98°ШР и длиной волокна 18-80 дг, разбавленных в воде до определенной концентрации. Затем смесь всех компонентов волокнистой массы измельчают в среднем до 70°ШР и длины 50-60 дг, разбавляют до концентрации 0,3-0,4%. После этого полученная масса пригодна для формирования полотна основы.

Формирование полотна основы происходит на бумагоделательной машине. В накате бумажное полотно разрезают на два рулона по 1060 мм (или 980 мм) и подают на каландр.

Схема расположения валов в каландре включает центральный металлический вал диаметром 200 мм, по обе стороны которого последовательно расположены по два бумажных каландровых вала и одному металлическому валу диаметром 600 мм. Схема также снабжена напразляющими бумагове- дущими валиками, попарно расположенными по обе стороны от системы названных

валов. .

Заправку полотна основы осуществляют по схеме, в которой полотно основы пропускают между металлическим валом и бумажным валом, расположенными по одну

сторону от центрального вала. Затем через пару направляющих бумаговедущих валиков м между центральным металлическим валом, и бумажным валом, расположенным по другую сторону от центрального вала.

после этого по второй паре направляющих валиков. Направление движения полотна основы показано на схеме стрелкой.

Каландрирование проводят при давлении в гидроцилиндрах 15±1 кГс/см2, температуре в-алов не выше -80°С. При этом каландрирование по описанной схеме обеспечивает прохождение каждой стороны ос- нови по металлическому и бумажному валам.

Пример 1 В гидроразбиватель загружали 10 кг целлюлозы сульфатной беленой из хвойной древесины марки ХБ-1, 35 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины марки ЭК-2 и 35 кг целлюлозы сульфатной беленой из лиственной древесины марки ОБ-1. После измельчения полученную с месь перекачивали в приемный бассейн, разбавляя массу водой до концентрации 2,0-2,4%. После рззбавления смесь подавали на конические мельницы (МКЛ-01 - 9 штук), где происходило размалывание волокон до 55±2°ШР при длине 50-70 дг. Смесь измельченных волокон перекачивали в композиционный

бассейн, где смешивали с 20 кг разбавленного до концентрации 2,0-2,4% оборотного волокна производства конденсаторной бумаги. Затем массу, содержащую все ис- ходные компоненты, измельчали на

конических мельницах до 7 0°ШР и длины 50-60 дг и направляли на формирование основы на бумагоделательной машине Б-37А. После разрезания полотна нз два рулона основу подавали на каландрирование, которое осуществляли так, что каждая сторона основы один раз соприкасалась с металлическим и бумажным валами каландра. Физико-механические характеристики полученных основы и теплочувствительной бумаги представлены в табл.2. Для сравнения в таблицу ввели аналогичные данные для прототипа и теплочувствительной бумаги на его основе.

Пример 2. Смесь, содержащую 20 кг беленой сульфатной целлюлозы ХББ-2,30 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-1 и 30 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины марки ОБ-2, помещали в гидро- разбиватель и измельчали, как описано в примере 1. Затем в смесь прибавляли 20 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги. Полученную массу дальше подготавливали как в примере 1 и направляли на формирование основы. Свойства ос- новы и теплочувствительной бумаги представлены в табл.2.

Пример 3. Исходную массу для приготовления основы, содержащую 30 кг беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ХБ-3, 30 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-3, 25 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины ОБ-1 и 15 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги, готовили и применяли для получения основы как в примере 1. Свойства полученной основы и теплочувствительной бумаги представлены в табл.2.

Пример 4. Исходную массу для формирования основы, содержащую 40 кг беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ХБ-1, 20 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-1, 20 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины ОБ-2 и 20 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги, готовили и применяли для формирования полотна основы как описано в примере 1. Свойства полученной основы и бумаги приведены в табл.2.

Пример 5. Исходную массу для получения основы Для теплочувствительной бумаги, содержащую 40 кг беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ХБ-5, 10 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-2, 25 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины ОБ-1 и 25 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги, готовили и использовали для формирования основы как описано в примере 1. Свойства полученной основы и соответствующей теплочувствительной бумаги приведены б табл.2.

Из табл.2 следует, что предлагаемая основа и теплочувствительная бумага на этой

основе по всем показателям превосходят прототип.

Существенным преимуществом предлагаемой основы является более высокая величина механической прочности (разрушающее усилие в машинном направлении увеличилось почти на 20%). Повышение прочности основы обеспечивает получение более прочной теплочувствительной бумаги. Это позволяет снизить массу 1 м бумаги и ее

толщину, что, в свою очередь, дает возможность получить рулоны необходимого диаметра, соответствующие габаритам приборов.

Предлагаемая основа характеризуется

меньшей воздухопроницаемостью, что снижает проникновение черной краски на тыльную сторону теплочувствительной бумаги и позволяет сохранить ее эстетичность.

Вместе с тем, предлагаемая основа имеет меньшую гладкость, что обеспечивает улучшение адгезии ее к теплочувствитель- ному покрытию и снижает вероятность его отслоения в готовом продукте.

Кроме того, важным преимуществом

предлагаемой основы является то, что величина гладкости ограничена верхним и Нижним пределами, что согласуется с требованиями метрологии и стабилизует качественные показатели теплочувствительной

бумаги.

Предлагаемый способ прост в осуществлении и обеспечивает получение основы, которая характеризуется более высокими показателями физико-механических

свойств и меньшей скручиваемостью, что упрощает ее дальнейшее использование.

Таким образом, предлагаемая основа и способ ее получения позволяют изготовить теплочувствительную бумагу более высокого качества, пригодную для записи информации с высокой скоростью.

Формула изобретения 1. Основа для теплочувствительной бумаги, содержащая беленую сульфатную целлюлозу из хвойной и лиственной древесины, отличающаяся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств основы, она дополнительно содержит небеленую сульфатную целлюлозу из хвойной древесины и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги со степенью помола 80-98°ШР и длиной волокна 18-80 дг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10-40 Беленая сульфатная-целлю- лоза из лиственной древесины 20-35 Небеленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10-35 Оборотное волокно производства конденсаторной бумаги15-25

0

2. Способ получения основы для тепло- чувствительной бумаги, включающий подготовку исходной волокнистой массы, отлив из нее полотна и последующее каландрирование путем пропускания полотна по металлическому и бумажному валам, о т л и ч a tout и и с я тем, что при каландрировании каждую сторону полотна пропускают по металлическому и бумажному валам..

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и позволяет улучшить физико-механические свойства основы. Смешивают компоненты в следующем количестве, мас.%: беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10 - 40, небеленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10 - 35, беленая сульфатная целлюлоза из лиственной древесины 20 - 35 и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги 15 - 25. Основу получают из данной массы путем отлива из нее полотна основы и каландрирования так, что каждую сторону полотна основы пропускают по металлическому и бумажному валам. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2