Способ приготовления клея для проклейки бумаги и картона Советский патент 1980 года по МПК C09J3/26 D21D3/00 

Изобретение относится к бумажному производству и может быть использован при приготовлении клея для проклейки бумаги и картона. Известен способ приготовления caнифольного клея для проклейки бумаги и картона в массе путем введения горячего готового канифольного клея, горячего водного раствора гидроокиси щелочного металла и расплавленной канифоли в соответствующих пропорциях в центробежный насос l. Согласно этому способу канифольный к готовят путем диспергирования канифоли за счет больщих центробежных сил, развиваемых в массе при работе центробежного насоса. Однако такой способ не обеспечивает высокой стабильности получаемого клея. Известен также способ приготовления высркосмоляного канифольного клея путем омыления расплавленной канифоли в ультр звуковом смесителе-эмульгаторе 23. Однако проведение процесса омыления канифоли и диспергирования клея в ультразвуковом поле требует значительных затрат энергии, а также сложных по конструкции генераторов ультразвуковых колебаний. Кроме того, диспергирование клея при частоте ультразвуковых колебаний (свыше 15-2О кГц) приводит к получению частичек клея, трудно коагулируемых в процессе приготовления бумажной массы, что ухудщает качество проклейки бумаги и картона. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являетг ся способ приготовления проклеивающих эмульсий путем омыления канифоли, введенной вместе с парафином, в клееварочном котле с подогревом массы острым паром при перемешивании, с последующим разбавлением и диспергированием получаемой пасты посредством парового , инжектора и дальнейшим диспергированием разбавленной до концентрации около 20 г/л эмульсии в поле механических колебаний при частоте пульсаций среды 2-4 кГц, при 7О-85 С и кратности циркуляции 1через зону .поля колебаний З Недостаток способа заключается в том что он требует введения в процесс трудоемкой операции инжектирования. Кроме того, способ длителен (6О-95 мин), а полученный клей 1тляется недостаточно одаородаым по дисперсности. Цель изобретения - упрощение и интенсификадия процесса, а также повышение качества клея. Поставлённаялель достигается тем, что кдей подвергают одаовременно разбавлению и диспергированию при концентрации ISO-ЗООг/л, при86-95°С и частоте пуль саций среды 4-6 кГц с последующим разбав лением эмульсий водой с температурой 102.5С до рабочей концентрации клея.. Одновременное диспергирование и разбавление клея проводят при кратности циркуляции эмульсии, через зону поля кол баний равной 4-5. Вследствие исключения инжектировани канйфольно-парафинового клея не только сокращается одна из наиболее энерго- и трудоемких стадий процесса, но также устраняется причина низкой агрегативной устойчивости частиц парафина. При инжек ровании капельки острого пара осаждаются на межфазной поверхности частиц пара фина и препятствуют образованию зашитного адсорбционного слоя, что приводит в свою очередь к возможности легкой коагуляции парафиновых частиц на послед ющих стадиях обработки и использования клея вызывая, в частности, появление пятен на бумаге. Одновременное разбавление и диспергирование клея-пасты в роторно-пульсационном аппарате (РПА), не снижая агре гативную устойчивость парафина из-за устранения контакта частиц с острым паром, значительно повышает однородность клея и степень его дисперсности, а бумага, проклеенная таким канифольно-пара финовым клееМр имеет более высокую степень проклейки, чем за счет лучшего распределения частиц клея между волокаами и его удержания при использовании клея, полученного с применением парового инжектора, В зависимости от композиции клея пронесс диспергирования может осуществляться в один проход - для однокомпонентныд канифольных клеев или при рециркуляции вриготовляемой эмульсии до пятикратнойдпя 1ёёв спожной композиции. 14 Ввиду исключения операции разбавления и предварительного диспергирования клея с помощью парового инжектора и отсутствия большой промежуточной емкости для разбавленного клея, имеющихся в известном способе, предлагаемый способ является не только более эффективным, но и более простым, компактным в аппаратурном оформлении, а также исключающим вредное воздействие открытого пара на сваренный клей, которое имеет место в известном способе. Приготовление клея по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. В обычный клееварочный котел с мешалкой и паровой рубашкой заливают воду, . добавляют концентрированный водный раствор гидроокиси натрия или карбоната натрия из расчета соотношения воды и канифоли (модифицированной канифоли) 0,75-1,5 и получают клей с содержанием 5-20% неомыленных кислот канифоли. Затем раствор доводят до кипения, после чего загружают все требуемые компоненты клея. Омыление проводят по обычному режиму при поддержании температуры массы в котле, близкой к температуре кипения (120-125С). Сваренную клеевую пасту при той же температуре подают через дозатор на разбавление и диспергирование непосредственно в РПА, дополнительно снабженный паровой рубашкой и коммуникацией для рециркуляции э;«гульсии клея. Для этого включают РПА а по достижении скорости вращения ротора 25ОО-ЗООО об/мин (что создает частоту пульсации среды 4,5-5 кГц) .подают через дозатор воды подогретую . до 75-85 С воду, а через дозатор клея подают сваренную клеевую пасту с температурой, близкой к температуре его кипения (около 12О С). Путем рециркуляции эмульсии клея кратностью до 5 (в зависимости от состава клея) и при поддержании температуры массы для клеев сложного состава в пределах 86-95 С пуском пара в рубашку аппарата достигают полной однородности эмульсии и требуемой дисперсности частичек клея порядка О,8-1,3 мкм при концентрации водной эмульсии клея порядка 15О-ЗОО г/л. В зависимости от состава клея, время разбавления и диспергирования в РПА составляет от 10-15 мин - для чисто канифольного клея, до 50-65 мин - для клеев сложной композиции. Пол5чаемую таким образом эмульсию клея концентрации 150-ЗОО г/л разбавля- 5 ют холодной водой, необходимой дли лучш стабилизации эмульсии, до рабочей концен трации около 2О г/л. Пример 1. В клееварочный когел с мешалкой заливают 400 л воды, добавляют 48 кг 40%-го водного раствора гидроокиси натрия и содержимое доводят до кипения с помощью острого пара. Затем в котел загружают (порциями, при перемешивании) 80 кг парафина, 4ОО кг талловой модифицированной малейновым &Hrwfip taoM канифоли (содержание малеи- нового ангидрида 3%, число омыления 189) и проводят варку клея при работаю щей мешалке и поддержании температуры 125 С. Время варки составляет 55 мин. Сваренный пастообразный клей с той же температурой направляют через дозатор на одновременное разбавление и диспергирование в РПА. Процесс осуществляют следующим образо Включают РПА и доводят скорость вращения его ротора до 3000 об/мин, чт соответствует частоте пульсации массы в аппарате 5 кГц; подают в аппарат подо гретую до 80 С воду через дозатор из расчета получения эмульсии клея с конце трацией 17О г/л; открывают кран для клея, который поступает из варочного, ко ла тоже через дозатор. При поддержании температуры в аппарате 9О-95 С пуском пара в рубашку аппарата после 4-кратной рециркуляции эмульсии достигают однородности получаемой эмульсии в течени 55 мин. Получают эмульсию клея о-концентрацией 168 г/л, ее разбавляют в отстойнике водой с температурой 10 С до концентрации 2О г/л. Готовый клей имеет однородный внешний вид и не расслаивается при хранении в течение 4 сут. Клеевые частицы имеют размер 1,0-1,2 мкм содержание свободной смолы в клее - 7% Пример 2. Процесс приготовления клея осуществляют аналогично описан ному в примере 1 и при том же соотношении компонентов со следующими изменениями: берут немодифицированную живичную канифоль тоже в смеси с 2О%. парафина, скорость вращения ротора РПА составляет 2500 об/мин, что при имеющемся числе и размерах прорезей в цилиндрах соответствует числу пульсаций средь в аппарате 4,0 кГц, температуру при диспергировании поддерживают 86- 88°С, а кратность рециркуляции эмульсии равна двум. Время разбавления и дис пергирования 5О мин. Подачу воды и клеевой пасты осуществляют с помощью 51 дозаторов так, что концентрация эмульсии составляет25О г/л, а после разбавления ее водой с температурой 25°С получают готовый клей с рабочей концентрацией 22 г/л, содержанием свободных кислот 15% и величиной клеевьтх частиц 0,9-1,1 .мкм.Клей однороден и не расслаивается в течение 4 сут. Пример 3, Процесс варки клея проводят по примеру 1 со следующими изменениями. Клей готовят из одной ха№ловой модифицированной канифоли при соотношении водагмбдифицированная канифоль, равном 1, Сваренный пастообразный клей разбавляют и диспергируют в РПА при 86 С за один проход. При этом время разбавления и диспергирования составляет 11 мин Получают эмульсию с концентрацией 27О г/л, а после разбавлеггая холодной водой готовый клей имеет концентрацию 25 г/л, с величиной частиц 0,75-0,8 мкм. Клей однороден и не расслаивается при хранении 10 сут, П р и м е р 4. Процесс приготовления клея осуществляют аналогично описей- ному в примере 1 при том же соотношении компонентов со следующими изменениями. Берут модифицированную живичную канифоль в смеси с 20% парафина. Скорость вращения ротора РПА составляет около 3000 об/мин, что при имеющемся числе и размерах прорезей в цилиндрах соответствует частоте пульсаций 6 кГц. . Температура диспергирования под . держивается в пределах 88-91 С, Вре-. мя обработки в РПА 45 мин, концентрация эмульсии 23О г/л, а после разбавления холодной водой 24 г/л. Средний размер 70% частиц канифоли составляет 0,7-0,75 мкм. Клей однороден и не расслаивается в течение 1 сут. Степень проклейки бумаги составляет 2 мм. Пример 5, Процесс варки проводят по примеру 1 и с той же композицией клея, а далее процесс осуществляют по известному способу, а именно: диопергирование и разбавление клея проводят паровым инжектором при давлении пара 3 ата до концентрации эмульсии SO г/л. Получаемую эмульсию подают в промежуточную емкость и разбавляют до концентрации 2О г/л, В промежуточной емкости происходит расслаивание эмульсии и последующая обработка ее в РПА не приводит к получению стабильной эмульсии пр1и 85 С и кратности циркуля- ции до 3,

В- таблице представлены результаты испытаний известного предлагаемого клея, а также бумаг, изготовленных с использованием этих клеев.

Способ приготовления клея согласно предлагаемому изобретению значительно .проще известного способа, так как позволяет исключить трудоемкую операцию инжектирование. Предложенный способ в отличие от известного позволяет контролировать качество ;клея за счет повышения однородности размеров частиц клея. Клей, полученный по предлагаемому способу, не расслаивается, так как является более устойчивым, однородным по структуре, что обеспечивает возможность его приготовления не только на основе живичной канифоли, но и на основе других, менее дефицитных и более распространяемых дешевых видов канифольных продуктов, как, например, экстракционная модифицированная осветленная канифоль.

. Кроме того, клей, полученный по предложенному способу, позволяет повысить проклейку бумаги на 25-30% ( при использовании живичной канифоли); при испы тании экстракционной осветленной канифоли клей, полученный по известному способу, вообще не дает проклейки из-за смоляных затруднений.

Предлагаемый способ позволяет готовить клей не только на основе смеси канифоли и парафина, но является столь же эффективным и при получении клеев иных составов на основе различных видов канифоли. Формула изобретения I. Способ приготовления клея для проклейки бумаги и картона путем омыления канифоли в смеси с парафином, с последующим разбавлением полученной массы и диспергированием в поле механических колебаний при повьпиенной температуре, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и упрощения технологического процесса и улучшения качества клея, его подвергают одновр&менно разбавлению и диспергированию при концентрации ; 150-300 г/л, температуре 86-95С и частоте пульсаций среды 4-6 кГц с последующим разбавлением эмульсии водой с температурой l0 25C до рабочей концентрации клея. 7 116 2. Способ по п. I,отличающийс я тем, что одновременное разбавление и диспергирование клея осуществляют при кратности циркуляции эмульсии через зону поля колебаний равной 4-5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе L. Патент США № 390004, , кл. 106-238, опублик. 1968. 2. Автсрское свидетельство СССР № 301343, кл. С 09 Т З/ОО, 1966. 3. Авторское свидетельство СССР № 493531, кл, D21 D 3/00, 1974 (прототип ).