Способ крашения бумажной массы Советский патент 1979 года по МПК D21H3/80 

(54) СПОСОБ КРАШЕНИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ

1

Изобретение относится к области производст ва бумаги из целлюлозных или древесных волокон, наполненных и окрашенных, в том числе оптически отбеленных, в массе.

Для улучшения адсорбции и закрепления красителя на волокнах, в зависимости от класса красителя, в массу вводят различные ионные органические и минеральные фиксирующие средства. Введение в массу минеральных наполнителей, имеющих малое сродство к красителям, усложняет процесс крашения за счет возникновения разносторонности и неравномерности окраски бумаги, а также требует увеличения расхода красителя. Для снижения разносторонности и неравномерности окраски бумаги вводимый наполнитель предаарительно окрашивают, тщательно перемеишвая его с раствором красителя, что дополнительно повышает его расход и предусматривает дополнительную технологическую операцию.

При крашении смешанной композиции 5умаш, состо5пией из нескольких видов волокон, неравномерность окраски обуславливается различной сорбционнЬй способностью красителя к этим волокнам.

Ближайшим аналогом данного изобретения является способ оптического отбеливания наполненной бумаги, заключающийся в предварительной обработке минерального наполнителя водным раствором катионного соединения, например первичного, вторичного или третичного амина с высокомолекулярным углеводородаым остатком или его производным. В результате происходит адсорбция молекул амина на поверхности наполнителя, при этом сродство анионного отбеливателя, относяшегося к классу прямых крас1 елей, к модифицированной поверхности наполнителя увеличивается, что приводит к уменьшению разносторонности бумаги 1 .

Однако существующий способ применим для крашения только анионными краст-елями (в частности оптическими отбеливателями). Адсорбция молекул амина может идти только на отрицательно заряженных активных центрах поверхности минерального наполнителя. При их отсутствии необходима дополнительная обработка наполш1теля щелочным агентом. Количество активных для адсорбции центров зависит от удельной поверхности (или дисперсности) наполнителя, вследствие чего предпочти;гельно использование только высокодисперсных наполнителей. Таким образом, количество адсорбционного амина строго ограничено количеством активнь центров на наполнителе, что позволяет устранить только разносторонность окрашивания без увеличения интенсивности окраски. В процессе обработки массь воэмбжна десорбция амина, который, переходя в водную фазу, подавляет эффект действия оптического отбеливателя за счет образования труднораство римых нефлгооресцируюших соединений. Кроме того, часть вводимого в систему амина, определяемая адсорбционным равновесием, всегда находится в водной фазе, что еще более усили вает нежелательные процессы. Целью настоящего изобретения является повышение равномерности, интенсивности и свето прозрачиости окраски. Поставленная цель достигается тем, что в способе крашения бумажной массы в. качестве минерального наполнителя используют наполни тель, модифицированный привитыми иогенными полимерами винилового ряда в количестве 0,5-1,7% от массы абсолютно сухого наполнителя. В качестве мономерных соединений винилового ряда могут быть использованы: акрилова кислота, метакриловая кислота, М-винил-пиридин-2,5-метилвинилпиридин, 4-винилпиридин, N- винил пирролидон. Существующие методы прививки обеспечивают возможность модифицирования наполните лей как катионными, так и анионными полимерами. Привитые такими методами продукты могут быть использованы при окрашивании бумажной массы по предлагаемому способу лю быми классами красителей. Существующие методы прививочной полимеризации не ограничивают количество прививаемого поли.мера, причем процесс прививки не зависит от удельной поверхности и химичес кой природы наполнителя. Увеличивая количество привитого полимера модификатора, можно добиться не только устр нения разносторонности, но и желаемой интенсивности окраски бумаги за счет полной сумм ной адсорбции красителя волокнис1ъш материа лом и модифищ{рованным наполнителем. В свою очередь это приводит к более эффективному расходу красителя. Десорбция привитых макромолекул в водяную фазу, естественно, 1 евозможна, что увеличивает прочность окраски бумаги. По этой 24 же причине в случае применения оптических отбеливателей не происходит из потери в виде нефлюоресдир)тоших соединений. Светопрочность окраски бумаги, являющаяся одним из важных потребительских качеств, зависит как от природы красителя, так и от субстрата.В случае связьгоашш красителя с привитым полимером-модификатором фоторазрушение красителя, вызванное также деструкцией волокон, существенно замедляется, в результате чего светопрозрачность окраски бумагиповышается. Пример 1. Методом радиационной газофазной прививочной полимеризации при мощности дозы 100 рад/с и относительном давлении пара 0,3 на каолин прививают поливинилпирролидон в ко.гшчестве 1,0% от массы абсолютно сухого вещества. В бумажную массу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы и размолотую до 35° ШР, добавляют в следующей последовательности:2,5% канифольного.клея, 20% модифицированного каолина, 0,5% анионного красителя прямого фиолетового С (при 20° С и рН 7-8), 4,5% сернокислого глинозема до рН 5-5,5. Из полученной бумажной массы в лабораторных условиях на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен отливают бумагу массой 80 г/м. Результаты анализа полученных отливок сведены в общую таблицу. Полученная бумага отличается большой интенстивностью окраски, светопрочностью и чистотой оттенка по сравнению с контрольными образцами бумаги, полученными в аналогичных условиях с обычным каолином. . П р И м е р 2. Методом радиационной газофазной прививочной полимеризации на каолин прививают поливинилпирролидон в количестве 5% от массы абсолютно сухого каолина. Оптическое отбеливание бумажной массы проводили аналогично примеру 1. Расход оптического отбеливателя белофора КБ концентрированного 0,2% от массы абсолютно сухого волокна. Полученная бумага отличалась повышенными показателями белизны по сравнению с образцами бумаги, отбеленными с обычным каолином. Результаты испытаний бумаги приведены в таблице. П р и м е р 3. Крашение бумажной массы проводят аналогично примеру 1 при расходе красителя прямого ярко-голубого 0,5% от массы абсолютно сухого волокна. Результаты испытаний приведены в таблице. П р и м е р 4. Методом радиационной газофазной прививочной полимеризации при мощности дозы 100 рад/с и относительном давлении пара 0,4 на каолин прививает 1,7% (от массм

абсолютно сухого вещества) полиакриловой кислоты.

В бумажную массу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы и размолотую до 35°llIP, добавляют в следующей последовательности: 2,5% канифольного клея, 4,5% сернокис лого глинозема, 0,5 катионоактивного красителя основного фиолетового К (при t 20° С и рН 5-5,5), 20% модифицированного вьпие описанным методом каолина. Бумагу массой 80 г/м отливают на аппарате Рапид-Кеттен. Результаты анализа полученных отливок приведены в таблице.

Полут1енная бумага отличается улучшенными колористическими свойствами по сравнению с параллельными образцами бумаги, полученными в аналогичных условиях с обычным каолином.

6990726

П р и м е р 5. Бумажную массу, состоящую из 50% небеленой целлюлозы и 50% древесной массы, ббрабатъгаают аналогично примеру I, Результаты испытаний бумаги приведены в таб5 яйце.

П р и м е р 6. Бумажную массу, включающую 50% небеленой целлюлозы и 50% древесной массы, обрабатьшали аналогично примеру 2. Результаты испытаний бумаги приведены в таблице.

Пример . Бумажную массу, включающую 50% небеленой целлюлозы и 50% древесной массы, обрабатьшали аналогично примеру 1 раствором красителя прямого ярко-голубого при расходе его 0,5% от массы абсолютно сухого волокна. Результаты испытаний приведены в таблице.

tN

ГЛ

I

o

S

f§

II

tS О

О

о о

о

Cl

о

oo

u-1

00

I

s 3 ffl

§

g a

I

§

I.

IS

о

«

a.

&

e u

OJ

s x

DM

- e,

eo

D 11 699072 Использование предложенного способа крашення бумаги по сравнению с существующим обеспечивает возможность кращения бумажной массы красителями различных классов (катионоактивными и анионоактивнылм), не требуетs яспользования высокодисперсных наполнителей с большой удельной поверхностью и не зависит от химической природы поверхности. Равномерность и интенсивность окраски при расходе краштеля, равном с прототипом, улуч-О шается - окрашенная бумага имеет более яркий и чистый оттенок. Светопрочность и водостойкость окраски увеличивается. Исключается разносторонность5 окраски в случае использования оптического отбеливателя и сокращается его расхо/ц. 12 Формула изобретения Способ крашения бумажной массы путем обработки ее красителем в присутствии минерального наполнителя, модифицированного ионогенным веществом, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения равиомерюсти, интенсивности и светопрочности окраски в качестве минерального наполнителя яспользуют наполнитель, модифицированный привитыми ионогеиными полимерами винилового РВД количестве 0,5-1,7% от массы абсолют ио сухоте наполнителя. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Швейцарии W 352228, кл. 55 с 3/10, 1961.