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

Ё

Сущность изобретения: состав для проклейки бумаги в массе содержит следующие компоненты, мас.%: экстракционная модифицированная канифоль, осветленная па- ракрезолформальдегид-блок-пара крезол - полисульфидом, 38-50; продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 43-50 и омыляющий агент 7-12. Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана содержит указанные компоненты при соотношении от 100:0,5:0,1 до 100:2:1. 1 табл.

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано при производстве бумаги, к которой предъявляются требования по высокой степени проклейки, белизны, гладкости, например тетрадная бумага, писчая бумага, рисовальная бумага и др.

Известно введение в бумажную массу проклеивающего состава, включающего экстракционную модифицированную канифоль, осветленную серосодержащими алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль и омыляющий агент.

Однако наличие в составе талловой канифоли, склонной к кристаллизации, затрудняет процесс приготовления клея ввиду высокой температуры размягчения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав, включающий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную алкилфенолформальдегидными соединениями, талловую канифоль,диспропорционированную смесью паракрезолформальдегид-блок-па- ракрезолполисульфида и алкилфенолов, и омыляющий агент. Этот состав содержит указанные компоненты в следующем количестве, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная канифоль Талловая диспропорцио- нированная канифоль Омыляющий агент В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.

Применение такого состава позволяет повысить стабильность гидрофобных свойств и белизну бумаги и снизить смоляные загрязнения.

22-86

22-66 8-14

VJ СО О СО

о ел

Однако применение такого состава в производстве сильноклееных видов бумаги, где дозировка клея превышает 10-12 кг/т, вызывает повышенный расход сульфата алюминия для достижения рН подсеточной воды значения 4,5-4,7. При более высоких значениях рН происходит сильное пенооб- разование бумажной массы, что резко ухудшает условия отлива бумажного полотна и просвет бумаги,

Целью изобретения является улучшение просвета бумаги и ее проклейки при одновременном повышении эффективности процесса проклейки.

Указанная цель достигается тем, что состав для проклейки бумаги в массе, преимущественно писчей и тетрадной, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную паракрезолформальдегид-блок-паракрезол полисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент в качестве дополнительного канифольного продукта содержит продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилита- на при массном соотношении указанных компонентов в продукте соответственно от 100:0,5:0,1 до 100:2,0:1,0 и при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Экстракционная моди-

фицированная осветленная канифоль38-50 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 43-50 Омыляющий агент7-12 В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.

Способ получения продукта взаимодей- ствия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана в литературе не описан.

Получение используемого в предлагав- мом составе продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана осуществляется следующим образом.

В расплав живичной канифоли, нагре- тый до температуры 160-165°С, загружают малеиновый ангидрид в количестве 0,5- 2,0% к массе живичной канифоли, а затем повышают температуру до 180-185°С, загружают ксилитан в количестве 0,1-1,0% к массе живичной канифоли. После перемешивания реакционной массы смесь живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана выдерживают при температуре 180-185°С1 ч.

В процессе данного способа происходит взаимодействие смоляных кислот канифоли с малеиновым ангидридом и ксилитаном с образованием соединения, обеспечивающего высокую растворимость клея-пасты в воде при ограниченном кислотном числе. Невысокое кислотное число получаемого продукта обеспечивает достижение требуемых значений рН бумажной массы при сокращении расхода сульфата алюминия. В то же время наличие в продукте гидроксильных и метилольных групп ксилитана обеспечивает его высокую растворимость в воде и препятствует преждевременной коагуляции клея.

Авторами изобретения установлено, что эффект улучшения просвета бумаги и ее проклейки при одновременном улучшении эффективности процесса проклейки за счет снижения расхода сульфата алюминия и пе- нообразования проявляется в сочетании с экстракционной модифицированной осветленной канифолью при соотношении указанных видов канифоли в заявляемых пределах. Это связано с оптимальным распределением малеинового ангидрида в живичной (0,5-2,0%) и экстракционной канифоли (3-5%), повышенным содержанием неомыленных веществ в экстракционной модифицированной осветленной канифоли и повышенной растворимости живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана.

Пример 1. Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана для проклеивающего состава готовят следующим образом. В расплав живичной канифоли, нагретой до 160-165°С, загружают малеиновый ангидрид в количестве 1% от массы живичной канифоли, а затем повышая температуру до 180-185°С загружают ксилитан в количестве 0,05% от массы живичной канифоли. После перемешивания реакционную массу выдерживают при указанной температуре 1 ч.

С использованием продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана при соотношении указанных компонентов соответственно 100:1:0,5 готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная канифоль, осветленная паракрезолформальде- гид-блок-паракрезолполисуль- фидом с содержанием модификатора малеинового ангидрида 4%28 Продукт взаимодействия

живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана50

Кальцинированная сода12

Состав готовят следующим образом. Смесь экстракционной модифицированной осветленной канифоли и продукта взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана нейтрализуют каустической содой. Полученную в результате нейтрализаци 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 вводят в бумажную массу по традиционной технологии и осаждают раствором сульфата алюминия.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е р 2. Готовят состав для проклейки бумаги в массе аналогично примеру 1 следующей композиции, мас.%: Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 5%50

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана43

Каустическая сода7

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение живичной канифоли: мале- иновый ангидриджсилитан составляет 100:2,0:1,0.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 3. Готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 3%45

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана46

Кальцинированная сода9

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки готовят

аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте составит соответственно 100:1,5:0,3.

Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е р 4. Состав для проклейки следующей композиции, мас.%:

Экстракционная моди- 0 фицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 4,5%45 5 Продукт взаимодействия

жизичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 10 Кальцинированная сода10

Продукт взаимодействия живичной ка- 0 нифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте взаимодействия составляет соответственно 5 100:0,5:0,1.

Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 5 (контрольный). Состав для 0 проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содер- 5 жанием модификатора - малеинового ангидрида 4%56 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида

0- и ксилитана37

Кальцинированная сода8

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят 5 аналогично примеру 1.

Результаты испытаний писчей бумаги проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 6 (контрольный). Состав для 0 проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, 5 канифоль с содержанием

малеинового ангидрида 4%35

Продукт взаимодействия

живичной канифоли,

малеинового ангидрида

и ксилитана60

Кальцинированная сода5

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилита- на и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1.

Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 7 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 4%35 Продукат взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 50 Каустическая сода15 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1.

Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 8 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.ч.:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 2,5%45 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана46 Кальцинирования сода9 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 4.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 9 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 5,5%45 Продукт взаимодействия

живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана46

Кальцинированная сода9

Продукт взаимодействия малеинового

ангидрида, живичной канифоли и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 2.

Результаты испытаний тетрадной бума- 0 ги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

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

5 Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеино- 0 вого ангидрида 4%45

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана46

5 Каустическая сода9

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, 0 что соотношение компонентов в продукте составляет соответственно 100:0,3:0,1.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

5 П р и м е р 11 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветлен- 0 ная, как в примере 1,

канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 4%45 Продукт взаимодействия 5 живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана 46 Каустическая сода9 Продукт взаимодействия живичной ка- 0 нифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов, в продукте составляет соответственно 100:2,2:1,0. 5 Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е р 12 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеино- вого ангидрида 4%45

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеино- вого ангидрида и ксилитана46

Каустическая сода9

Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте соответственно составляет 100:1,5:0,05.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е р 13 (контрольный). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Экстракционная модифицированная осветленная, как в примере 1, канифоль с содержанием модификатора - малеинового ангидрида 4%45 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана46 Каустическая сода9 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что соотношение компонентов в продукте составляет соответственно 100:1,5:1,2.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

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

Талловая канифоль, диспро- порционированная смесью паракрезолформальдегид-блок- паракрезолполисульфида и алкилфенолов26

Экстракционная модифицированная малеиновым ангидридом осветленная, как в примере 1, канифоль66

Кальцинированная сода8

Талловую диспропорционированную канифоль и состав для проклейки готовят следующим образом. В расплав канифоли загружают паракрезолформальдегид-блок- паракрезолполисульфид (смола Октофор-S)

и алкилфенолы (смола Октофор-S) при соотношении 1:1 при общем расходе диспропор- ционирующих агентов 0,2% от массы талловой канифоли. Смесь перемешивают и выдерживают при температуре 200°С в течение 2 ч. С использованием талловой дис- пропорционированной канифоли готовят состав нейтрализацией реакционной массы каустической содой. Полученную после ней- 0 трализации пасту 70%-ной концентрации разводят в две ступени: сначала горячей водой до концентрации 250 г/л, затем в холодной воде до концентрации 25 г/л. Состав вводят в бумажную массу и осаждают рас- 5 твором сульфата алюминия.

Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 15 (по прототипу). Состав для 0 проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.%:

Талловая канифоль, диспро- порционированная смесью паракрезолформальдегид-блок- 5 паракрезолполисульфида и

алкилфенолов66

Экстракционная модифицированная и осветленная, как в примере 14. канифоль26

0 Каустическая сода8

Состав готовят аналогично примеру 14, стой лишь разницей, что общий расход дис- пропорционирующей смеси составляет 0,3% от массы талловой канифоли. 5 Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е р 16 (по прототипу). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, 0 мас.%:

Талловая канифоль, диспро- порционированнаясмесью паракрезолформальдегид-блок- паракрезополисульфида 5 и алкилфенолов43

Экстракционная модифицированная и осветленная, как в примере 14, канифоль43 Каустическая сода14 0 Состав готовят аналогично примеру 14, с той лишь разницей, что соотношение компонентов диспропорционирующей смеси составляет 2:1, а общий ее расход от массы талловой канифоли составляет 0,3%. 5 Результаты испытаний тетрадной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 17 (по прототипу). Состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Талловая канифоль, диспропорционированная смесью

паракрезолформальдегидблок-паракрезолполисульфида

и алкилфенолов46

Экстракционированная

модифицированная и

осветленная, как в

примере 14, канифоль12

Состав готовят аналогично примеру 14.

Результаты испытаний писчей бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Эффективность проклеивающих составов оценивают по следующим параметрам процесса производства и свойствам бумаги:

-расход сульфата алюминия, требуемого для достижения оптимальной для проклейки бумаги зоны рН 4,5-4,7;

-значение рН бумажной массы при фиксированном расходе сульфата алюминия;

-наличие пенообразования бумажной массы;

-качество просвета готовой бумаги;

-степень проклейки бумаги по методу впитываемости при одностороннем смачивании (г/м ) и штриховому методу (мм).

Анализ результатов испытаний проклеивающих составов, а также писчей и тетрад- ной бумаги показывает, что предлагаемый в данном изобретении состав обладает значительными преимуществами в сравнении с известным.

Так, для достижения зоны рН 4,5-4,7 расход сульфата алюминия при использовании предлагаемого состава (пример 1-4) снижается на 7-12 кг по сравнению с известным составом (примеры 14 и 15). При этом наблюдается улучшение степени проклейки бумаги. Если сравнить результаты, полученные при фиксированном (одинаковом) расходе сульфата алюминия, то можно увидеть, что при применении предлагаемого состава повышение показателя рН до 5,1 не вызы- вает пенообразования и ухудшения просвета бумаги, а степень проклейки бумаги сохраняет высокое значение (пример 1). В случае известного состава (примеры 16, 17) повышение показателя рН вызывает силь-

ное пенообразование бумажной массы, что приводит к получению бумаги с худшим (облачным) просветом. В то же время высокий рН определяет резкое снижение степени проклейки до 1,25 мм по штриховому методу и рН 21-23 г/м2 по методу впитываемости при одностороннем смачивании.

Нарушение предложенных значений параметров приводит к снижению эффективности предлагаемого состава (примеры 5-13). Так, повышение расхода омыляющего агента (пример 7) вызывает пенообразование бумажной массы и, вследствие этого, ухудшение просвета бумаги. Снижение или повышение расхода ксилитана (примеры 12 и 13) также ухудшают качество проклейки бумаги и определяют повышенный расход сульфата алюминия.

Повышенная эффективность предлагаемого состава дает возможность сократить расход на 10-15%, что обеспечивает снижение затрат на проклейку бумаги.

Формула изобретения Состав для проклейки бумаги в массе, преимущественно писчей и тетрадной бумаги, содержащий экстракционную модифицированную канифоль, осветленную паракрезолформальдегид-блок-паракрезол- полисульфидом, дополнительный канифольный продукт и омыляющий агент, отличающийся тем, что, с целью улучшения просвета бумаги и степени ее проклейки при одновременном повышении эффективности процесса проклейки, в качестве дополнительного канифольного продукта он содержит продукт взаимодействия живич- ной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана при массном соотношении указанных компонентов в продукте соответственно от 100:0,5:0,1 до 100:2:1 и следующем соотношении компонентов состава, мас.%: Экстракционная модифицированная осветленная канифоль38-50 Продукт взаимодействия живичной канифоли, малеинового ангидрида и ксилитана43-50 Омыляющий агент7-12