Состав для проклейки волокнистого материала в массе Советский патент 1992 года по МПК D21H21/16 D21H17/62 

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаги и картона, которые в последующем подвергаются облагораживанию поверхности, например пигментированию.

Известно введение в бумажную массу проклеивающего состава, включающего экстракционную модифицированную канифоль, осветленную серосодержащими паракрезолформальдегидными соединениями, талловую канифоль, парафин и омыляющий агент. Однако наличие в составе парафина и высокое содержание солей алюминия, необходимых для осаждения экстракционной модифицированной канифоли, ухудшает прочностные свойства бумаги.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав, включающий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную серосодержащими алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль, диспро- порционированную смесью паракрезол- формальдегид-блок-паракрезолполисульфи- да и алкилфеноламинов и омыляющий агент. Этот состав содержит указа иные компоненты в следующем количестве, мас.%: Экстракционная модифицированная осветленная канифоль26-66

Талловая диспропор- ционированная канифоль26-66

Омыляющий агент8-14

XI

со

О OJ

о

Јь

В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.

Применение такого состава позволяет повысить стабильность гидрофобных свойств и белизны бумаги и снизить смоляные затруднения.

Однако использование указанного состава для проклейки бумаги и картона, подвергаемых комбинированной обработке в клеильном прессе, например пигментированию, не позволяет получить необходимый уровень гладкости волокнистого материала, что вызывает повышенный расход композиции для поверхностной обработки. Кроме того, гидрофобные свойства клеевого осадка, обеспечивая бумаге и картону требуемую степень проклейки, не способствует хорошей адгезии композиций для обработки в клеильном прессе к поверхностному слою обрабатываемого волокнистого материала, что значительно снижает прочность сцепления покровных композиций картона (бумаги).

Целью изобретения является повыше- ние гладкости волокнистого материала и улучшение его адгезии к композициям для поверхностной обработки.

Указанная цель достигается тем, что состав для проклейки волокнистого материала в массе, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную паракрезолформальдегид-блок-паракре- золполисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент, согласно изобретению, в качестве экстракционной модифицированной осветленной канифоли содержит указанную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном в количестве 1-3% от массы экстракционной модифицированной осветленной канифоли, а в качестве дополнительного канифольного продукта - живичную канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 0,5-1,4% от массы живичной канифоли, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обрабо- тайная ксилитаном 25-45 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом 45-60 Омыляющий агент 10-15 В качестве осветленной экстракционной канифоли состав содержит указанную канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 1-4 мас.% от массы этой канифоли.

В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.

Получение используемой в предлагаемом составе экстракционной модифицированной осветленной канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, осуществляют следующим образом.

В расплав экстракционной канифоли одновременно загружают смолу паракре- золформальдегид-блок-паракрезол полисульфид (Октофор-S) в количестве 0,15-0,2% от массы этой канифоли и малеиновый ангидрид в количестве 1-4% от массы канифоли. После перемешивания реакционную массу выдерживают при температуре 170- 190°С в течение 1-2 ч. После этого в реакци- онную смесь загружают ксилитан в количестве 1-3% от массы канифоли. После перемешивания реакционную массу нагревают до температуры 235-245°С и выдерживают при этой температуре 1 ч,

При таком способе дополнительной обработки экстракционной модифицированной осветленной канифоли происходит присоединение ксилитана к ангидридному кольцу. В результате уменьшается кислотное число канифоли, возрастает ее молекулярная масса, снижается температура размягчения получаемой канифоли и клеевых осадков на ее основе.

Введение в ангидрид малеопимаровой кислоты, образуемой при обработке канифоли малеиновым ангидридом новых гидро- ксильных групп, способствует повышению адгезии клеевого осадка к целлюлозному волокну, что выражается в большом растекании частиц клеевого осадка по поверхности волокон и повышению гладкости готового картона. С другой стороны гидро- ксильные группы обеспечивают высокую адгезию картона к составам для поверхностной обработки, имеющим водную основу, Поэтому несмотря на ограниченную впитывающую способность картон, проклеенный предлагаемым составом, равномерно смачивается составами для поверхностной обработки. При этом после сушки картона прочность закрепления наносимых составов значительно возрастает.

Эффект повышения гладкости волокнистого материала и улучшения его адгезии к составам для поверхностной обработки при использовании экстракционной модифицированной осветленной канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, проявляется в сочетании с живичной канифолью, модифицированной малеиновым ангидридом при соотношении компонентов указанных видов канифоли в зависимых

пределах. Это, по мнению авторов, обусловлено определенным сочетанием нео- мыляемых веществ в экстракционной модифицированной осветленной канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, и остаточным скипидаром в живичной модифицированной канифоли.

Пример 1. Экстракционную канифоль для проклеивающего состава готовят следующим образом. В расплав канифоли загружают паракрезолформальдегид-блок- паракрезолполисульфид (смола Октофор-S) в количестве 0,2% от массы канифоли и ма- леиновый ангидриде количестве 4% от массы канифоли. После перемешивания реакционной массы смесь выдерживают при температуре 190°С в течение 2 ч. После этого в реакционную массу добавляют 3% ксилитана от массы канифоли. После перемешивания реакционную массу нагревают до температуры 235-245°С и выдерживают при этой температуре 1 ч.

С использованием полученной экстракционной модифицированной осветленной канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, готовят состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, обработанная дополнительно ксилитаном25

Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 0,5% 60 Кальцинированная сода15

Состав готовят следующим образом. Канифольную смесь в указанном соотношении нейтрализуют кальцинированной содой. Полученную пасту с содержанием сухих веществ 70% разводят в две ступени: сначала горячей водой до концентрации 250 г/л, затем в холодной воде до концентрации 25 г/л.

Проклеивающий состав осаждают раствором сульфата алюминия при рН 4,5-4,7. С использованием проклеенной массы из небеленой сульфатной целюлозы готовят картон для плоского слоя гофрокартона, причем из указанной небеленой сульфатной целлюлозы изготавливают только покровный слой картона, составляющий 30% от общей массы картона. (Средний и нижний слой картона, составляющие 70% от общей массы картона, изготавливаются из макулатуры и не проклеиваются в массе).

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, полученного с использованием проклеенной волокнистой

массы из небеленой сульфатной целлюлозы, представлены в таблице,

П р и м е р 2. Состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном35 0 Живичная канифоль,модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,4% от массы канифоли53 Каустическая сода12 5 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, готовят аналогично примеру 1, но с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 0 1,0% от массы канифоли, а расход ксилитана - 1,0% от массы канифоли.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного в массе указанным составом, представлены 5 в таблице.

Пример 3. Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифици- 0 рованная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном45 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым 5 ангидридом в количестве

1,0% от массы канифоли45

Каустическая сода10

Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно об- 0 работай ную ксилитаном, готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 1,3 и 1,0% соответственно.

5 Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. П р и м е р 4 (контрольный}. Состав для проклейки картона в массе следующей ком- 0 позиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном22 5 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,0% от массы канифоли62 Кальцинированная сода16

Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 3,5 и 1,3% соответственно.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.

Пример 5 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном49 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,0% от массы канифоли39 Кальцинированная сода12 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 4.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. П р и м е р 6 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном37 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,0% от массы канифоли 55 Каустическая сода8 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 4.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. Пример 7 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно отработанная ксилитаном35 Живичная канифоль,модифицированная малеиновым

ангидридом в количестве 0,5% от массы канифоли53

Каустическая сода12

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 4.

Результаты испытаний представлены в 0 таблице.

Пример 8 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифици- 5 рованная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном35 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым 0 ангидридом в количестве

1,6% от массы канифоли53

Кальцинированная сода12

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно об- 5 работанная ксилитаном, и состав для проклейки картона готовятся аналогично примеру 4.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенногоука- 0 занным составом, представлены в таблице. Пример 9 (контрольный). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифици- 5 рованная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном35 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым 0 ангидридом в количестве

1,0% от массы канифоли53

Кальцинированная сода12

Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно об- 5 работанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 4,5 и 1,5% соот- 0 ветственно.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 10 (контрольный). Состав для проклейки картона следующей композиции, 5 мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном35 Живичная канифоль,

модифицированная малеино- вым ангидридом в количестве 1,4% от массы канифоли53 Каустическая сода12 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для про- клейки картона готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 0,8 и 1,0% соответственно.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. Пример 11 (контрольный). Состав для проклейки картона следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном35

Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 0,5% от массы канифоли53

Каустическая сода12

Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 3,5 и 0,8% соответственно.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. Пример 12 (контрольный). Состав для проклейки картона следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно обработанная ксилитаном35 Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом в количестве 1,4% от массы канифоли 53 Каустическая сода 12 Экстракционную модифицированную осветленную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки картона готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида и ксилитана от массы канифоли составляет 4,0 и 3,2% соответственно.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.

Пример 13 (по прототипу). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль43

Талловая канифоль,

диспропорционированная

смесью паракрезолформальдегид-блок-паракрезолполисульфида и алкилфенолов43

Кальцинированная сода14

Талловую диспропорционированную канифоль и состав для проклейки готовят следующим образом. В расплав талловой канифоли загружают паракрезолформаль- дегид-блок-паракрезолполисульфид (смола Октофор-S и алкилфенолы (Октофор-S) в соотношении 2:1 и общем расходе 0,3% от массы канифоли. Смесь нагревают и вы- держивают при температуре 200°С в течение 2 ч.

С использованием талловой диспропор- ционированной канифоли готовят состав нейтрализацией реакционной массы ка- устической содой. Полученную после нейтрализации пасту 70%-ной концентрации разводят в две ступени: сначала горячей водой до концентрации 250 г/л, затем холодной водой до концентрации 25 г/л. Состав используют для проклейки картона аналогично примеру 1.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице.

Пример 14 (по прототипу). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифици- рованная осветленная

канифоль66

Талловая канифоль,

диспропорционированная

смесью паракрезолформальдегид- -блок- паракрезополисульфида и алкилфенолов26

Кальцинированная сода8

Состав готовят и используют аналогично примеру 13, с той лишь разницей, что соотношение компонентов диспропорцио- нирующей смеси составляет 1:1 при общем расходе смеси 0,2% от массы талловой канифоли.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. Пример 15 (по прототипу). Состав для проклейки картона в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль26 Талловая канифоль, диспропорционированная смесью паракрезолфор- мальдегид-блок-пара- крезол полисульфида и алкилфенолов66 Каустическая сода8 Состав готовят и используют аналогично примеру 14, с той лишь разницей, что общий расход диспропорционирующей смеси составляет 0,3% от общей массы тал- ловой канифоли.

Результаты испытаний картона для плоского слоя гофрокартона, проклеенного указанным составом, представлены в таблице. Сравнение эффективности проклеивающих составов по примерам 1-15 осуществляют следующим образом.

1.Определением гладкости покровного слоя картона для плоского слоя гофрокартона.

2.Сравнение воздухопроницаемости до и после его обработки модифицированным крахмалом.

3.Истиранием поверхности картона, обработанного составом на основе крахмала, каолина и двуокиси титана. Критерием величины адгезии картона к составу для поверхностной обработки служило количество циклов вращения специальной вращающейся головки, необходимых для разрушения покрытия.

Анализ представленных в таблице данных испытаний картона показывает, что предлагаемый для пропитки волокнистой массы состав обеспечивает повышение гладкости картона в 3-4 раза. Так, например, гладкость картона для плоского слоя гофрокартона, изготовленного с применением предлагаемого состава, имеет значение 17с (пример 2, 3), в то время как при использовании известного состава рассматриваемый показатель не превышает 5с.

Об улучшении адгезии волокнистого материала к составам для поверхностной обработки дает возможность судить сравнение воздухопроницаемости картона до и после его обработки раствором модифицированного крахмала. В этом случае при равных значениях воздухопроницаемости картона после обработки можно констатировать то, что в примерах 1-3 (предлагаемый состав) непрерывность покрытия значительно выше в сравнении с примерами 13-15 (известный состав), что, по мнению

авторов, является свидетельством более равномерного распределения наносимого покрытия вследствие лучшей адгезии волокнистого материала для поверхностной обработки.

Увеличение продолжительности истирания, необходимого для разрушения покрытия из крахмала, каолина и двуокиси титана, также свидетельствуют о лучшей адгезии к покрытию волокнистого материала,

полученного с использованием предлагаемого состава (15-18 циклов), по сравнению с картоном, изготовленным с известным составом (3-5 циклов).

Авторами также установлено, что нарушение предложенных значений параметров приводит к снижению эффективности предлагаемого состава (примеры 4-12). Формула изобретения 1. Состав для проклейки волокнистого

материала в массе, преимущественно для плоского слоя гофрированного картона, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную паракре- золформальдегид-блок-паракрезолполисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент, отличающий- с я тем, что, с целью повышения гладкости волокнистого материала и улучшения его адгезии к составам для поверхностной обработки, в качестве экстракционной модифицированной осветленной канифоли он содержит указанную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном в количестве 1,0-3,0% от массы экстракционной

модифицированной осветленной канифоли, а в качестве дополнительного канифольного продукта - живичную канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 0,5-1,4% от массы живичной

канифоли, при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%: Экстракционная модифицированная осветленная канифоль, дополнительно

обработанная ксилитаном25-45

Живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом45-60

Омыляющий агент10-15

2. Состав по п. 1,отличающийся тем, что он содержит осветленную экстракционную модифицированную канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 1-4 мас.%.

Сущность изобретения: состав для проклейки волокнистого материала в массе содержит следующие компоненты, мас.%: экстракционная модифицированная осветленная канифоль, обработанная ксили- таном, 25-45; живичная канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом, 45-60 и омыляющий агент 10-15. В качестве экстракционной канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 1-4% от массы экстракционной канифоли, обработанную ксилитаном в количестве 1-3% от массы модифицированной канифоли, и осветленную паракрезолформальдегид-блок- паракрезолполисульфидом. В качестве живичной канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом в количестве 0,5-1,4% от массы канифо- ли. В качестве омыляющего агента используют каустическую или кальцинированную соду. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. со с