Композиция для изготовления каландровой бумаги Советский патент 1993 года по МПК D21H11/12 

Изобретение относится к целлюлозно- бумажной промышленности и может быть использовано при производстве каландровой бумаги; Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при изготовлении бумаги каландровой, содержащей в композиции минеральное волокно и предназначенной для набивки валов, используемых для каландрирования технических видов бумаги.

Перед авторами стояла задача разработать каландровую бумагу, не содержащую асбестового волокна, и в то же время пригодную для набивки валов, используемых для каландрирования технических видов бумаги, в т.ч. и с использованием синтетических волокон.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение экологичности процесса изготовления и применения бумаги

при одновременном повышении ее качества.

Достигается это тем, что композиция для изготовления каландровой бумаги, включающая растительное волокно, термостойкие минеральное волокно и связующее, в качестве термостойкого минерального волокна содержит муллитокремнеземистое волокно, а в качестве связующего полиаминоэпихлоргидриновый сополимер или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении, компонентов, мас.ч.;

растительное волокно 50-70 муллитокремнеземистое волокно30-50

связующее0,5-1.5

Муллитокремнеземистое волокно, также как и асбестовое, является термостойким минеральным волокном, однако отсутствуют сведения о том, что его использование

сл С

00

со ь,

о

К)

ОС

может приводить к профессиональным заболеваниям. Бумага, полученная с его применением, обеспечивает каландровым валам термостойкость и твердость на уровне с бумагой, содержащей асбестовое волокно.

Муллитокремнеземистое волокно также технологично, как и асбестовое, однако подготовка муллитокремнеземистого волокна требует меньших затрат. Его подготовка состоит в получении однородной водной суспензии, для чего достаточно диспергирование его в ролле или. дисперга- торе в течение 15 мин, в то время как асбестовое волокно после роспуска требует дополнительного размола. Приготовленную таким способом суспензию муллитокремнеземистого волокна подают в композиционный бассейн.

Предлагаемая композиция позволит получать каландровую бумагу повышенного качества без содержания в ней асбестового волокна, вредного для здоровья человека. Кроме того, такая бумага пригодна для набивки валов, используемых не только для каландрирования конденсаторных бумаг, но и технических с использованием синтетических волокон, для каландрирования которых бумага отечественной промышленностью не выпускается.

Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами.

Пример 1.300 г хлопковой целлюлозы (по абс. сухому волокну) по ГОСТ 595-79 загружают:в лабораторный гидроразбива- тель и перемешивают в течение 1 ч при массовой доле волокна 2% для набухания целлюлозы. Затем целлюлозную массу размалывают в дисковой мельнице ЛДМ-25 в течение 15 мин до степени помола 65° ШР и массового показателя средней длины волокна 75-80 дг.

Подготовку муллитокремнеземистого волокна проводят в гидроразбивателе, для чего в гидроразбиватель заливают 6 дм воды, включают мешалку и загружают 30 г (по абс. сухому волокну) предварительно очищенной муллитокремнеземистой ваты по ГОСТ 23619-79, Роспуск ведут в течение 5 мин. до массового показателя средней длины волокна 75-80 дг.

Отбирают 30 г размолотой хлопковой целлюлозы, в нее добавляют 30 г муллитокремнеземистого волокна, перемешивают массу и в нее вводят при перемешивании 7 мл полиаминоэпихлоргидринового сополимера, в качестве которого используют отечественную смолу Водамин-115, что составляет 1,0% от массы абс. сухого волокна. Бумажную массу перемешивают в течение 20 мин, а затем из нее на листоотливном аппарате ЦБТФ изготовляют образцы каландровой бумаги, которые сушат затем при температуре 100-110° С.

Испытания образов бумаги ведут по

стандартным методикам, а термопотери бумаги определяют следующим образом: 10 образцов бумаги взвешивают с точностью до 0,01 г и помещают в сушильный шкаф,

имеющий температуру 105° С на 2 ч. Затем образцы охлаждают в эксикаторе, взвешивают и определяют их влажность. Затем те же образцы помещают снова в сушильный шкаф, имеющий температуру 180° С на 6 ч.

Условия определения термопотерь выбраны, исходя из температуры термической деструкции хлопковой целлюлозы, которая составляет 210° С, что подтверждено дери- ватограммами, снятыми на дериватографе

типа 0-1500Д.

После охлаждения в эксикаторе образцов взвешивают и определяют термопотери (в %) по формуле

ДТ .100,

где ДТ - термопотери, %;

Pi - масса образца бумаги после определения влажности, г;

Р2 - масса образца бумаги после выдер- живания образца при температуре 180° С, г.

Показатель бумаги термопотери косвенно характеризует устойчивость каландрового вала к внутренним температурным напряжениям. Чем меньше термопотери бу- маги, тем выше срок службы вала.

П р и м е р 2. Подготовку бумажной массы, изготовление образцов бумаги, их сушку осуществляют аналогично примеру 1, однако в отличие от примера 1, волокнистая масса состоит из 42 г хлопковой целлюлозы и 18 г муллитокремнеземистого волокна.

П р и м е р 3. Подготовку бумажной массы, изготовление образцов бумаги осуществляют аналогично примеру 1, однако для приготовления бумажной массы берут 36 г хлопковой целлюлозы и 24 г муллитокремнеземистого волокна, подготовленных, как описано в примере 1,

Пример 4. В отобранную волокнистую массу, состоящую из 30 г муллитокремнеземистого волокна и 30 г хлопковой целлюлозы, подготовленных по способу, описанному в примере 1,вводят 2 мл влаго- прочной смолы Водамин-115, что составля- ет 0,5% от массы абс.сухого волокна. Изготовления образцов бумаги, их сушку осуществляют аналогично примеру 1.

Пример 5. В отобранную волокнистую массу, состоящую из 30 г муллитокремнеземистого волокна и 30 г хлопковой целлюлозы, размолотых по способу, описанному- в примере 1. вводят 6 мл влагопрочной смолы Водамин-115, что составляет 1,5% от массы абс. сухого волокна. Изготовление образцов бумаги, их сушку осуществляют аналогично примеру 1.

Пример6(в опытно-промышленных условиях).При изготовлении каландровой бумаги в опытно-промышленных условиях на Ма- линской бумажной фабрике предварительную очистку муллитокремнеземистого волокна не проводили.

Композиция бум аги включала следующие компоненты:

хлопковая целлюлоза. 50%

муллитокремнеземистое волокно 5,0%

связующее..1%.

Хлопковую целлюлозу в количестве 80 кг загружают в ролл вместимостью 2,5 м и распускают в течение 2 ч. Затем в ролл загружают муллитокремнеземистое волокно из расчета соотношения хлопковой целлюлозы и муллитокремнеземистого волокна 1:1. Совместное перемешивание волокнистых компонентов производят в течение 15 мин. Из ролла массу подают в приемный бассейн и далее на основной размол на коническую мельницу МКЛ-01. После мельницы массу подают в композиционный бассейн, а затем в рабочий бассейн, из которого массу насосом постоянно подают в ящик постоянного напора перед рафинирующими мельницами.Избыток массы возвра- щают в бассейн, а основной поток ее направляют на 2 рафинирующие мельницы, после которых масса в необходимом количестве поступает в смесительно-разбави- тельный ящик, а затем на сеточный стол БДМ. Очистку массы ведут на центробежных очистителях. Сюда же дозируется связующее.

Пример (в опытно-промышленных условиях). Хлопковую целлюлозу загружают в ролл вместимостью 5м в количестве 250 . кг. Роспуск целлюлозы проводят в течение 1-2 ч. Сюда же добавляют раствор натриевой . соли карбоксиметилцеллюлозы (МаКМЦ) из расчета 1% от массы всего волокна (половина общего количества). Подго- товленную таким образом массу из хлопковой целлюлозы направляют в под- рольный бассейн, а затем насосом подают для размола на установку непрерывного размола, состоящую из пяти конических мельниц. Размолотую хлопковую целлюлозу направляют затем в композиционный бассейн.

Муллитокремнеземистое волокно в количестве 250 кг подвергают роспуску в том же ролле периодически. Роспуск его осуществляют.в течение 15-20 мин. с добавлени- 5 ем раствора NaKMLJ, (вторая половина общего количества). Подготовленное муллитокремнеземистое волокно направляют в пустой подрольный бассейн, а отсюдэ в композиционный бассейн.

0 Массу составленной композиции под- аютв рабочий бассейн, а оттуда направляют на разбавление, очистку на.эркенсаторах и узлоловителе и далее на БДМ.

П,р и м е р 8 (для сравнения). Подготовку

5- бумажной массы, изготовление образцов

бумаги и их сушку осуществляют аналогично

примеру 1, количество связующего - Вода, мина-115, вводимого в во локнистую массу.так же, как в примере 1, составляет 1% от

0 абс. сухого волокна. Однако хлопковую целлюлозу берут в количестве 24 г, а муллитокремнеземистое волокно - в количестве 36 г. П р и м е р 9 (для сравнения). Подготовку бумажной массы осуществляют, как описа5 но в примере 1, однако хлорковой целлюлозыотбирают48г, а муллитокремнеземистого волокна 12 г, связующее - Водамин-115 вводят в волокнистую массу в количестве 1,0% от абс. сухого

0 волокна.

ПримерЮ (для сравнения). В подготовленную, как описано в примере 1, волокнистую массу, состоящую из 30 г хлопковой целлюлозы и 30 г муллитокремнеземистого

5 волокна, вводят 1,2 мл связующего - Вода- мина-115, что составляет 0,3% от массы абс.сухого волокна. Из полученной бумажной массы затем изготовляют образцы бумаги, как описано в .примере 1.

0 П р и м е р 11 (для сравнения). В волокнистую массу, подготовленную способом, описанным в примере 1, в количестве 60 г и содержащую 30 г хлопковой целлюлозы и 30 г муллитокремнеземистого волокна, вводят

5 8,0 мл связующего - Врдамина-115, что составляет 2% от массы абс. сухого волокна. Из полученной бумажной массы способом аналогичным примеру 1 изготовляют образцы бумаги..

0 Технологические параметры изготовления.каландровой бумаги, ее физико-механические показатели и термопотери после 6 ч. термообработки при 180° С примеров 1-11 представлены в таблице.

5 . Как видно из данных таблицы, с увели чением содержания в композиции бумаги муллитокремнеземистого волокна уменьшаются термопотери бумаги, однако одновременно снижается и ее механическая прочность (пример 8).

Повышение содержания хлопковой целлюлозы в композиции выше 70% приводит к значительному увеличению прочности бумаги, но одновременно с этим увеличиваются и термопотери (пример 9). Оптимальным количеством связующего, в качестве которого предлагается использовать полиами- ноэпихлоргидриновый сополимер) или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, является 0,5-1,5% от массы абс. сухого волокна. Увеличение содержания связующего выше 1,5% (до 2 %), с одной стороны, не дает снижения термопотерь (пример 1.1), а, с другой стороны, при использовании полиами- ноэпихлрргидр ноЁОГо сополимера оборотный брак нельзя использовать повторно. Уменьшение же количества связующего ниже 0,.5% Еедет к увеличению термопотерь (пример 10).

Предлагаемая композиция позволяет получить каландровую бумагу пониженной

массоемкости и повышенного качества без содержания в ней вредного для здоровья человека асбестового волокна.

Формула изобретения

Композиция для изготовления каландровой бумаги, включающая растительное волокно, термостойкое минеральное волок- но и связующее, отличающаяся тем, что в качестве термостойкого минерального волокна композиция содержит муллиток- ремнеземистое волокно, а в качестве связующего полиаминоэпихлоргидриновый сополимер или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

растительное волокно 50-70

муллитокремнеземистое волокно30-50

указанное связующее0,5-1,5.

Использование: для изготовления каландровой бумаги, Сущность изобретения: композиция в качестве термостойкого минерального волокна содержит муллитокремнеземистое волокно, а в качестве связующего - полиаминоэпихлоргидриновый сополимер или натриевую соль карбоксиметилцел- люлозы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: растительное волокно 50-770; муллитокремниземистое волокно 30-50; связующее 0,5-1,5.1 табл.