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

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано при производстве бумаги и картона, к которым предъявляются требования по ограничению впитывающей способности водных растворов, например бумаги для обоев, бумаги-основы для мелования, коробочного и облицовочного картона.

Известно введение в бумажную массу проклеивающего вещества, включающего талловую канифоль, модифицированную фу- маровой кислотой в присутствии йода,и омыляющий агент.

Однак.о применение фумаровой кислоты приводит к повышению кислотного числа канифоли, что определяет высокий расход коагулянта для осаждения клея на волокне.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является состав, включающий талловую канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом, и омыляющий агент.

Этот состав содержит указанные компоненты в следующем количестве, мас.ч.: Талловая канифоль, модифицированная малеиновым ангидридом100

Омыляющий агент10-15

В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую соду или кальцинированную соду.

Применение такого состава позволяет сократить расход коагулянтов на проклейку бумаги, улучшить физико-механические и гидрофобные свойства бумаги.

жД

ы о

00 О

-ч

Однако достаточно высокая вязкость такого состава (1000-2000 сПз при температуре 60°С и концентрации состава 70 ± 1 %} затрудняет перекачку состава из реакторов в железнодорожные цистерны у изготовите- лей, а также перекачку состава из цистерн в емкости хранения у потребителей. Кроме того, при подготовке рабочего раствора на основе известного состава ввиду его ограниченной растворимости необходимо ис- пользовать на первой ступени горячую воду с температурой не менее 80°С. В противном случае происходит образование хлопьевидного осадка, вызывающего забивание трубопроводов, засмоление сеток и сукон бумагоделательных и кэртоноделательных машин и повышение впитываемости бумаги и картона.

Целью изобретения является повышение качества состава для проклейки бумаги и картона за счет снижения его вязкости и повышения растворимости в воде.

кззаннзя цель достигается тем, что со- Ьтав для проклейки бумаги и картона в массе, содержащий модифицированную малиновым ангидридом талловую канифоль и омыляющий агент, согласно изобретению, в качестве модифицированной талловой канифоли содержит указанную канифоль, дополнительно обработанную кси- лиганом в количестве 0,1-5.0% от массы талловой модифицированной канифоли, при соотношении малеиносый ангидрид и ксилитэн от 1:1 до 10.1 и следующем соотношении компонентов состава, мае.ч.: Талловая модифицированная канифоль 100 Омыляющий агент 10-15 Расход малеинового ангидрида на модификацию талловой канифоли на практике составляет 1-5% от массы канифоли.

В качестве омыляющего агента состав содержит каустическую или кальцинированную соду.

Способ дополнительной обработки мо- дифицированной малеиновым ангидридом талловой канифоли ксилитаном в литературе не описан.

Получение используемой в предлагав- мом составе модифицированной малеино- вым ангидридом талловой канифоли, дополнительно обработанной канифоли, осуществляется следующим образом: в расплав талловой канифоли, нагретый до температуры 150-160°С, загружают малеи- новый ангидрид в количестве 1-5% от тзлло- вой канифоли, а затем повышают температуру от 180 до 185°С. После перемешивания реакционную массу выдерживают при данной температуре в течение 1-2 ч.

Затем загружают в реакционную массу кси- литан в количестве, обеспечивающем соотношение малеиновый ангидрид:ксилитан в пределах от 10:1 до 1:1, После перемешивания смесь выдерживают в течение 1 ч при температуре 180-185°С.

При указанном способе дополнительной обработки ксилитан взаимодействует по ангидридному кольцу малеопимаровой кислоты (образуемой при модификации талловой канифоли малеиновым ангидридом).

Получаемые в результате такого взаимодействия смоляные кислоты отличаются от немодифицированных смоляных кислот по величине и форме и после омыления их (нейтрализации) каустической или кальцинированной содой нарушают плотность упаковки Na-солей смоляных кислот в мицеллах проклеивающего состава, изменяя характер его течения при высоких концентрациях, что проявляется в резком падении вязкости. Кроме того, насыщение смоляных кислот дополнительными метилольными гидроксильными группами повышает растворимость, что дает возможность избежать хлопьевидного осадка в случае использования воды с температурой менее 60-80°С при разбавлении состава на первой ступени. Это обеспечивает полное устранение забивания трубопроводов и засмоления сеток и сукон, а также сохраняет высокую гидро- фобность бумаги и картона, выражаемые показателем впитываемости при одностороннем смачивании.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления,

Пример 1. Модифицированную малеиновым ангидридом талловую канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, готовят следующим образом.

В расплав талловой канифоли, нагретой до 150-160°С, загружают малеиновый ангидрид в количестве 3% от массы талловой канифоли, а затем повышают температуру до 180°С. После перемешивания реакционную массу выдерживают при данной температуре 1 ч, а затем загружают ксилитан в количестве, обеспечивающем соотношение малеиновый ангидриджсилитан 6:1, и смесь выдерживают в течение 1 ч при температуре 180-185°С.

С использованием модифицированной малеиновым ангидридом талловой канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мае.ч.:

Талловая модифицированная

канифольЮО

Каустическая сода10

Состав готовят следующим образом. Расплав модифицированной малеиновым ангидридом талловой канифоли, дополнительно обработанной ксилитаном, нейтрализуют каустической содой. Получаемую в результате нейтрализации пасту с содержанием сухих веществ 70% используют сначала для определения вязкости, а затем разводят в две ступени: сначала водой с температурой 50°С до концентрации 250 г/л, а затем в холодной воде до концентрации 25 г/л. Полученный рабочий раствор анализируют визуально.

Проклеивающий состав вводят в бумажную массу по традиционной технологии и осаждают раствором сульфата алюминия.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемостм обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 2. Готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мае.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Каустическая сода12

Талловую модифицированную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 5% от массы канифоли, а соотношение живичная канифоль: малеино- вый ангидрид 5:1.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемости обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

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

Талловая модифицированная канифоль100

Кальцинированная сода14

Талловую модифицированную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 1% от массы канифоли, а соотношение малеиновый ангидридгксилитан 10:1.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемости обоймой бумаги представлены в таблице.

Пример 4. Готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная 5канифоль100

Кальцинированная сода15

Талловую модифицированную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки бумаги 0 готовят аналогично примеру 2, с той лишь разницей, что соотношение малеиновый ан- гидриджсилитан составляет 1:1.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и 5 впитываемости обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 5 (контрольный). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следу- 0 ющей композиции, мас.ч,:

Талловая модифицированная канифоль100

Каустическая рода9

Талловую модифицированную кани- 5 фоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 2.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и 0 впитываемости обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е р б (контрольный). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следу- 5 ющей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Кальцинированная сода16

Талловую модифицированную кани- 0 фоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 2.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и 5 впитываемости обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 7 (контрольный). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следу- 0 ющей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная . канифоль ЮО

Кальцинированная сода14

Талловую модифицированную кани- 5 фоль, дополнительно обработанную ксилитаном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1. с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 6% от массы канифоли, а сотношение малеиновый ангидрид:ксилитан :1.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемое™ обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в аблице.

Пример 8 (контрольный). Готовят остав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Каустическая сода14

Талловую модифицированную канифоль, дополнительно обработанную кси- литаном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 0,5% от канифоли, а соотношение малеиновый ангидрид:ксилитан 1:1.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемое™ обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 9 (контрольный). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следу- ющей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Кальцинированная сода14

Талловую модифицированную канифоль, дополнительно обработанную кси- литаном, и состав для проклейки бумаги в массе, готовят аналогично примеру 2, с той лишь разницей, что соотношение малеиновый ангидрид:ксилитан составляет 1,0:1,1.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемое™ обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

П р и м е .р 10 (контрольный). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следующей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Кальцинированная сода14

Талловую модифицированную канифоль, дополнительно обработанную ксили- таном, и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 3, с той лишь разницей, что соотношение малеиновый ан- гидриджсилитан составляет 10:10,5.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемое™ обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 11 (по прототипу). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следу- ющей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Кальцинированная сода10

Талловую модифицированную кани- фоль и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 1, но без введения ксилита на.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впигываемости обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Пример 12 (по прототипу). Готовят состав для проклейки бумаги в массе следу- ющей композиции, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль100

Каустическая сода15

Талловую модифицированную кани- фоль и состав для проклейки бумаги в массе готовят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 5% от массы канифоли.

Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемое™ обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице,

Пример 13 (по прототипу). Готовят состав для проклейки бумаги следующей композиции, мас.%:

Талловая модифицированная канифоль100

Каустическая сода13

Талловую модифицированную канифоль и состав для проклейки бумаги готовят аналогично примеру 11, с той лишь разницей, что расход малеинового ангидрида составляет 1 % от массы канифоли. Результаты определения вязкости 70%- ного состава, качества рабочего раствора и впитываемое™ обойной бумаги, проклеенной указанным составом, представлены в таблице.

Вязкость 70%-ного состава определяли на ротационном вискозиметре Brookfield при температуре 60°С.

Качество рабочих растворов (при концентрации составов 25 г/л) оценивали визу- ально по наличию или отсутствию осадка в составах.

Гидрофобные свойства бумаги определяли по методу впитываемости при одностороннем смачивании за 45 ± 15 с.

Анализ результатов испытаний проклеивающих составов, а также обойной бумаги показывает, что предлагаемый в данном изобретении проклеивающий состав обладает значительным преимуществом в срав- нении с известным.

Дополнительная обработка ксилитаном модифицированной талловой канифоли снижает вязкость 70%-ных составов в 2.5- 4,0 раза по сравнению с прототипом. Одно- временно повышается растворимость составов в воде, что прослеживается по отсутствию осадка в рабочих растворах, полученных с применением на первой ступени разведения воды, нагретой до 50°С. В таких же условиях известные составы не обеспечивают получение качественных рабочих растворов, что обуславливает необходимость использования воды с температурой не менее 80°С. Как уже отмечалось выше. наличие осадка в рабочих растворах вызывает забивание трубопроводов и засмоле- ние сеток и сукон. Кроме того, ввиду низкой кроющей способности резко снижается проклеивающая способность составов, о чем свидетельствуют примеры 11-13.

Нарушение указанных значений параметров привбдит к снижению эффективности предлагаемого состава (контрольные примеры 5-10). Так, например, снижение расхода омыляющего агента (пример 5) приводит к повышению вязкости состава, ухудшению его растворимости в воде, что вызывает появление осадка в составе и падение проклейки. Изменение соотношения

0 5

0 5

5

0

малеиновый ангидрид: ксилитан также оказывает негативное влияние; при повышении заявляемого расхода ксилита- на снижается впитываемость бумаги до 29 г/м2, а в недостаточном его расходе резко увеличивается вязкость 70%-ного состава.

Применение предлагаемого состава позволит сократить затраты на погрузочно- разгрузочные работы, снизить расход энергии на подогрев воды для разведения клея, повысить его качество, и, следовательно, сократить затраты на проклейку бумаги на 15-20% на каждую тонну клея.

Формула изобретения

Состав для проклейки бумаги в массе, содержащий модифицированную малеино- вым ангидридом талловую канифоль и омы- ляющий агент, отличаю щи и с я тем, что, с целью повышения качества состава за счет снижения его вязкости и повышения растворимости в воде, в качестве модифицированной талловой канифоли он содержит указанную канифоль, дополнительно обработанную ксилитаном в количестве 0,1-5,0% от массы талловой модифицированной канифоли при соотношении малеиновый ангидриджеилитан от 1:1 до 10:1 и следующем соотношении компонентов состава, мас.ч.:

Талловая модифицированная канифоль. 100

Омыляющий агент10-15

Сущность изобретения: состав для проклейки бумаги и картона содержит следующие компоненты, мае.ч.: модифицированная талловая канифоль 100 и омыляющий агент 10-15. В качестве модифицированной талловой канифоли используют канифоль, модифицированную малеиновым ангидридом и дополнительно обработанную ксилитаном в количестве 0,1- 5,0% от массы талловой модифицированной канифоли при соотношении малеинового ангидрида и ксилитана от 1:1 до 10:1. В качестве омыляющего агента используют каустическую или кальцинированную соду. 1 табл.