Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности.
Известен способ изготовления картона для упаковки молочных продуктов, включающий введение в волокнистую массу с нейтральным или щелочным значением рН среды проклеивающего реагента - эмульсии алкилкетендимера, отлив картонного полотна и нанесение полиэтиленового по- крытия.
Однако картон, полученный этим спосог бом, не обладает стойкостью к проникновению горячей перекиси водорода, которая применяется при стерилизации молочных пакетов и их содержимого.
Целью изобретения является улучшение качества картона за счет повышения стойкости его к проникновению горячей перекиси водорода.
Сущность изобретения заключается в том, что в волокнистую массу для изготовления картона дополнительно вводят в качестве проклеивающего реагента катионоактивный канифольный клей в количестве 0,5-1,0 % от массы абсолютно сухого волокна и соединение алюминия в количестве 1,0-1,5 мае. ч. на 1 мае. ч. канифольного . Рас-. ход эмульсии алкилкетендимера составляет 0,12-1,0 % массы абсолютно сухого волокна. Указанную эмульсию вводят в волокнистую массу после введения катионоактйвного канифольного клея и соединения алюминия. При отсутствии предварительного смешивания, которое не является предпочтительным, кетендимер, катионоактивный канифольный клей и переводящий в нерастворимую форму агент -- соединение алюминия могут добавляться отдельно, но одновременно в волокнистую массу, преимущественно сразу же до подачи массы в формирующую машину для изготовления картона. Однако компоненты могут добав ляться в последовательном, порядке и в любом требуемом порядке. Порядок добавки
VJ
Ю
ся ю
о
N
ы
кетендимера и катионоактивного клея не является определяющим. Необходимо лишь обеспечить, чтобы волокнистая масса оставалась в водной среде при нейтральном до щелочного значения рН все время между добавкой двух клеевых агентов.
Предпочтительно, катионоактивный ка- нифольный клей и соединение алюминия добавляют в емкость, в которой первоначально формируется масса в кетендимер добавляется непосредственно до подачи массы в формировочную машину.
Преимущественно катионоактивный канифольный клей и соединение алюминия смешивают до добавки смеси в массу. Однако соединение алюминия может добавляться отдельно на любой стадии во время обработки массы до, либо добавки катионоактивного канифольного клея,
Волокнистая масса, обработанная тремя компонентами, будет формоваться в кар- тон для изготовления асептической упаковки для жидкостей. Однако изобретение не ограничено таким применением и из волокнистой массы можно формовать лю- .бой требуемый продукт, Можно применять любую обычную формовочную машину. Любой из кетендимеров, известных в технике, может применяться в способе согласно настоящему изобретению на уровнях, обычно применяемых для проклейки.
. Кетендммеры, используемые в качестве клеевых реагентов представляют димеры, имеющие формулу:
R-CH C ,
где R - радикал углеводорода, например, алкил, имеющий, по меньшей мере, 8 атомов углерода, циклоалкил, имеющий, имеющий по крайней мере, б атомов углерода, арил, аралкил и алкарил.
При наименовании кетендимеров радикал R обозначается с последующим добавлением кетендимер, Следовательно, децилкетендимер представляет CioOHai - -СН С . Примеры кетендимеров включают октил, децил, додецил, тетрадецил, гексадецил октадецил, эйкосил, докосил, тетраоксил; фенил, бензил, бетз-нафтил и циклогексилкетендммеры м кетендимеры, полученные известными способами из органических кислот, например, монтэновая кислота, нафтеновая кислота (А 9, 10-деци- леновая кислота) Д9,10-додециленовая кислота, пэпьмитолеиновая кислота, олеиновая кислота, рецинолевая кислота, линолевая кислота и элеостеариновая кислота, и из естественно образующихся смесей жирных
кислот, например, тех, которые найдены в кокосовом масле, из бразильского ореха ба- басу, масле пальмовых орехов, пальмовом масле, оливковом масле, арахисовом масле,
сурепном масле, бычьем твердом жире, лярде и китовом жире. Можно применять смеси любой из вышеупомянутых жирных кислот с другой,
В способе согласно настоящему изобретению можно применять любой из известных катионоэктивных канифольных клеев при уровнях, обычно используемых в проклейке.
Предпочтительным типом катионоак5 тмвного канифольного клея является в повышенной концентрации канифоль в жидком катионном диспергирующем агенте. Катио- иоактивный канифольный клей такого типа раскрыт в патентах США: № 3817768,
0 3966654 и 4199369.
Нерастворяющим агентом может быть любой.из известных в технике, причем предпочтительным является сульфат алюминия, Волокнистую суспензию можно обраба5 тывать любым известным способом до формования волокнистой массы, например, в картон для его применения в асептической упаковке, причем, если это требуется, то можно вводить любые другие известные до0 бзвки, например, коагулирующие агенты, красители и наполнители.
Изобретение иллюстрируется следующими признаками,
Из исходной волокнистой массы готовят
5 суспензию и ее обрабатывают в обычной системе до ее подачи в обычную цилиндро- вочную картоноделительную машину.
Применяют два типа исходной волокнистой массы: один - это без содержания дре0 весной массы волокнистая массы (WP), содержащая 50 % отбеленной сульфатной целлюлозы мягких пород древесины со ступенью помола 25о ШР и 50 % отбеленной сульфатной целлюлозы твердых пород дре5 весины со степенью помола 25° ШР. Другой тип массы содержит 40 мае, % указанной целлюлозы из мягких пород, 40 масс. % целлюлозы из твердых пород древесины и 20 мае. % целлюлозы высокого выхода.
0 Волокнистую суспензию сначала доводят до заданного значения рН среды и затем в нее добавляют клеющие агенты сразу до подачи обработанной суспензии на формующую машину.
5 После изготовления картона его подвергают следующим испытаниям.
Испытание по методу Cobb-1 - минутное испытание в воде для проверки прокле- ивания поверхностей. Результаты показаны грамм воды, поглощенной на 1 кв. метр(г/м2).
Испытание путем погружения на 24 часа в молочную кислоту для определения проникновения ее через кромки картона. Обе стороны образцов картона покрывают полиэтиленовой пленкой, при этом применяют горячий расплавленный клей. Образцы размером 50 х 50 мм погружают 1 %-ный раствор молочной кислоты на 24 часа при температуре 23° С. После погружения образцы удаляют, высушивают путем пропитки повторно взвешивают. Результаты выражены в граммах раствора, поглощенного на метр сырой кромки (г/м).
Испытания на проникновение через кромки путем погружения на 10 мин. в молочную кислоту. Процедура проведения испытания была аналогичной испытанию 2 за исключением, что вместо полиэфирной пленки применяют самоклеющую ленту, причем раствор содержит 1 %-ную молочную кислоту и его поддерживают при температуре 70° С, при этом время погружения равнялась 10 минутам.
Проникновение через кромки при погружении в перекись водорода на 10 мин. Процедура испытания аналогична испытанию 3 за исключением того, что раствор содержит 30 %-ную перекись водорода при 80° С.
Понятно, что во всех этих испытаниях хорошая проклейка обеспечивает более низкие значения, чем плохая проклейка. Для испытания по методу Cobb значения при хорошей проклейке составляют примерно 20, а значения при плохой проклейке свыше 40.
Условия и добавки, применяемые для изготовления картона, указаны в табл. 1, а результаты испытаний представлены в табл. 2. Испытания включают как контрольные эксперименты, так и примеры изобретения. В табл. 1 количество добавок выражено в % (сухой вес),
Кетендимер (КД) был представлен Aquapel R 360X, алкилкетендимер, имеющий смесь С14 и С16 алкиловых цепей в эмульсии, содержащей катионное производное картофельного крахмала, поставленную фирмой Геркулес Лимитед.
Катионоактивный канифольный клей содержит канифоль в повышенной концентрации, соединение алюминия и полиамидную смолу для прочности в мокром состоянии. Такой клей продается фирмой Геркулес Лимитед. Количество присутствующего соединения алюминия составляет 1,0 ч. на 1 ч. канифоли.
Из испытания А можно увидеть, что картон, проклеенный катионоактивным или анионоактивным канифольным клеем.
при кислом значении рН имеет низкую стойкость к молочной кислоте, но высокую стойкость к перекиси водорода. Когда кати- оноактивный канифольный клей наносят при нейтральном значении рН, хорошее проклеивание или стойкость к проникновению (см. испытания В и F) не обеспечивает0 ся.
Испытания С и Е показывают, что проклейка кетеновым димером при нейтральном значении рН обеспечивает хорошую стойкость к молочной кислоте, но низкую стойкость к проникновению перекиси водорода.
Испытания D и G, которые представляет, примеры настоящего изобретения, показывают, что проклейка кетеновым димером и катионоактивным канифольным клеем обеспечивает не только хорошую стойкость к молочной кислоте и перекиси водорода, но также более лучше результаты, чем те, которые можно ожидать с учетом результатов для двух компонентов, применяемых отдельно. Следует отметить то, что для волокнистых масс с водной отделкой стойкость
5 к перекиси водорода для примера D лучше, чем для любых других. Кроме того, во всех случаях результаты испытаний путем погружения в молочную кислоту на 24 часа и 10 мин. эквиваленты результатам, полученным
0 для отдельных компонентов. Удивительно то, что хорошие результаты могут быть получены с системой, которая, как это счита- ют,имеет проблемы совместимости.
Дополнительную серию испытаний про5 водят на бумагоделательной машине полузаводского типа, применяя слегка отделку волокнистой массы, содержащей 40 % химико-термомеханической массы, 30 % крафт-целлюлозы, 30 % березовой целлю0 лозы.
Все химические добавки вводят в смесительный бачок, т. е. в бачок, расположенный после рафинера, а не формователя, Там, где показана отдельная добавка сое5 динения алюминия, клей и соединение алюминия вводят в качестве разбавляющих эмульсий через воронку.
Табл. 3 показывает, что четыре различных анионных клея дают аналогичные ре0 зультаты, а именно:
Все улучшают стойкость кромки картона к воздействию горячей перекиси, однако не так эффективно, как катионоактивный канифольный клей. Все оказывают вредный
5 эффект на стойкость кромки к воздействию холодной молочной кислоты.;
Таблица 4 показывает эффект следующих катионоактивных канифольных клеев:
катионоактивный канифольный клей (CRS), содержащий соединение алюминия, как описано в таблице 1.
CRS, содержащий соединение алюминия, но с различным жидким катирнным диспергирующим агентом, чем указано выше,
CRS, не содержащий соединение алюминия; соединение алюминия добавляют отдельно.
CRS, содержащий соединение алюминия, смешанное с AquapelR 360X.
CRS, не содержащий соединение алюминия, смешанное с Aquape R 360Х и соединение алюминия добавляют,
Табл. А показывает, что все катионные клеи не оказывают или слегка оказывают эффект на стойкость кромки картона к молочной кислоте и что все они имеют благоприятный эффект на стойкость кромки к проникновению перекиси водорода.
Табл. 5 показывает результаты, полученные с двумя различными анионными клеями фирмы Геркулес, добавленными отдельно от кетендимеров, смешанными с ке-
тендимером и смешанными с кетендимеро и соединением алюминия. Результаты, п казывают, что все комбинации с энионньн канифольным клеем оказывают вредно; действие на стойкость кромки картонак мо очной кислотце в холодном состоянии и дакп различные результаты в отношении стойкости кромки к перекиси водорода в горячем состоянии, однако все они были хуже, чем катионноактивный канифольный клей.
Понятно, что изобретение описано только на примере для его иллюстрации и что в объеме изобретения возможны модификации. Например, кетендимер может быть диспергирован в жидком катионном диспергирующем агенте с составом, который хорошо известен в бумажной промышленности, Либо кетендимер может быть диспергирован непосредственно в катионоактивном канифольном клее для приготовления состава, полезного для настоящего изобретения.
Обзорная информация, выпуск № 8, Производство Картонной тары для молочных продуктов, ВНИРИЭИлеспром, М., 1986.
Сущность изобретения: в способе, включающем введение в волокнистую массу с нейтральным или щелочным значением рН среды проклеивающего реагента - эмульсии элкилкетендимера, отлив, картонного полотна и нанесение полиэтиленового покрытия, в волокнистую массу дополнительно вводят в качестве проклеивающего реагента катионоактивный конифольный клей в количестве 0,5-1 % от массы абсолютно сухого волокна и соединение алюминия в количестве 1,0-1,5 мае. ч. на I мае. ч. канифольного клея. Это позволяет повысить стойкость картона к проникновению горячей перекиси водорода. Эмульсию элкилкетендимера используют в количестве 0.12-1,0 % от массы абсолютно сухого волокна и вводят в волокнистую массу после введения ка- тионоактивного канифольного клея и соединения алюминия. 2 з. п. ф-лы, 5 табл.
Формула изобретения
+ HYP - перекись водорода
клеивающего реагента катионоактивный ка- нифольный клей в количестве 0,5-1,0 % от массы абсолютно сухого волокна и соединение алюминия в количестве 1,0-1,5 мае. ч. на 1 мае. ч. канифольного клея.
Таблица
указывает на то, что время испытаний в образец проникла вода.
t) Катионоактивный канифольный клей, применяемый в примерах 1 и 2.
2) Анионный канифольный клей Неуфор 635 , содержащий канифоль с присадкой, стабилизированный казеином (продукт фирмы Геркулес Инкорпорейтед).
3) Анионный канифольный клей Бумак 443, содержащий канифоль с присадкой, стабилизированный казеином (продукт фирмы Теннеко Инк), i
4) Клей Кентесол Д400, содержащий канифоль с присадкой, стабилизированный казеином (продукт фирмы Брухл Гмбх).
5) Клей Мареколл ЕС, содержащий с присадкой, стабилизированный казеином (продукт фирмы Маре Сп а).
Таблица 2
Таблица 3
() Скобки (О) обозначают предварительное смешивание компонентов перед добавкой
(6) катионоактивный канифольный на основе ВНМТ (катионоактивный канифольный клей содержит одну часть соединения алюминия на часть канифоли)
(7) катионоактивный канифольный клей, применяемый в примерах 1 и 2, но без соединения алюминия.
Та блица 5
Таблица 4
() Скобки (П) обозначают предварительное смешивание компонентов до добавки.
Комбинации, содержащие анионный канифольный клей, и соединение алюминия были неустойчивыми,
8) анионный канифольный клей Т Llm 7635. содержащий канифоль с добавкой, стабилизированный искусственным поверхностно-активным веществом.
Продолжение таблицы 5
| Обзорная информация, выпуск № 8, Производство картонной тары для молочных про- дуктов /ВНИПИЭИлеспром, М., 1986 |
