Способ изготовления окрашенной бумаги Советский патент 1980 года по МПК D21H3/80 

i

Изобретение относится к производству окрашенной бумаги из целлюлозных или древесных волокон, широко используемой в народном хозяйстве.

Известно крашение бумаги в массе и крашение поверхности готовой бумаги .

Крашение бумаги с поверхности целесообразно проводить на высокоскоростных машинах при непрерывном процессе и при получении бумаги с односторонним окрашиванием. Однако поверхностное крашение не обеспечивает достаточной интенсивности ок раски и не позволяет красить клеёные виды бумаги.

Известен способ изготовления окрашенной бумаги, согласно которому готовят бумажную массу, отливают бумажное полотно и обрабатывают его в красильной ванне в равномерно направленном электрическом поле.. Одновременно создают ультразьуковое поле с частотой колебаний 800 кГц, Этот способ приводит к ускорению процесса крашения за счет сокращения времени обработки красителем и к некоторому повылению интенсивности окраски за счет уве.личения диффузии,

мрлекул красителя внутрь полотна бумаги 1.

Однако он не обеспечивает достаточной интенсивности окраски бумаги и не устраняет разносторонность окрашивание. Кроме того, этот способ осуществим лишь при крашении бумаги, обладающей повышенными показателями механической прочности

10 в сухом и BJiaKHOM состоянии, является довольно сложным, так как требует установки специального приспособления для озвучивания готового бумажного полотна и требует создания J5 дополнительного равномерно направленного электрического поля.

При получении интенсивно окрашенной, бумаги проводят крашение

20 бумаги в массе. При этом требуется значительный расход красителя и электролита. Обязательное збедение необходимого количества электролита, например сернокислого алюминия,

25 обусловлено режимом крашения в заг висимости от характера красителя и композиции бумажной массы (для преодоления отрицательно заряженного силового поля.и для закрепления красителя на волокне).

Процесс крашения проводят при различных значениях рН бумажной массы.

Известен способ крашения путем использования различных вспомогательных средств.,Так, для повышения растворимости красителя и увеличе1Ния диффузии его в волокно используют гидрофильные органические растворители типа алкил- или ариламинов 2,

Однако введение органических растворителей ухудшает санитарно-гигиенические условия труда из-за отрицательного токсикологического и пожароопасного воздействия.

Ближайшим к предложенному являетс способ крашения бумажной массы в водной среде метиновыми красителями, причем их берут в количестве 5 70 массЛ 3 .

Недостатком данного способа является низкая светопрочность окраски при этом не устраняется разносторонность окрашивания.

Цель изобретения - повышение глубины прокрашивания бумаги.

Поставленная цель достигается тем что в способе изготовления окрашенной бумаги путем приготовления бумажной массы, ее окрашивания и отлива бумажного полотна окрашивание бумажной массы ведут в поле ультразвуковых колебаний при частоте 22-44 кГц.

При обработке бумажной массы (суспензии волокна, наполнителя, клея и других составляющих компонентов) красителем в поле ультразвуковых колебаний уменьшается разносторонность окраски готовой бумаги, повышается ее интенсивность (глубина прокрашивания волокна) при одновременном возрастании физико-механических свойств.

Интенсификация процесса крашения бумажной массы в поле ультразвуковых Колебаний происходит в совокупности за счет активирования волокна и самого красителя. Известно, что целлюлозные волокна, подвергнутые ультразвукойому облучению, сильнее набухают в воде, что приводит к расширению микронов волокна.

Кроме того, ультразвуковые колебания способствуют фибрилляции волокон, увеличению субмикроскопических пор, поэтому краситель проникае в поры волокна и интенсивнее его йрокрашиваёт. Интенсификация процесса крашения идет и за счет увелийения диффузии красителя - одного из важнейших факторов процесса крашения. Упругие колебания ультразвуKOBOjTO диапазона частот увеличивают кинетическую подвижность молекул красителя, что равносильно действию высоких температур, способствуют дезагрегации ассоциатов красителей, т.е. поддержанию молекулярно-дисперного состояния растворов красителей. Увеличению фибрилляции волокна

способствует образованию более плотной малорассеив аюецей поверхнос1и бумаги.

Все перечисленные факторы приводят к уменьшению разносторонности за счет более глубокого прокрашивания всего волокна, наполнителя и т.д., увеличению интенсивности окраски за счет более глубокого прокрашивания и образования малорассеивающей поверхности бумаги с одновременным возра станием физико-механических показа|телей прочности, сокращению расхода сернокислого алюминия при изготовлении проклеенных видов бумаги или ведению процесса крашения без него 5 при изготовлении неклееных видов бумаги, упрощению технологического процесса крашения.

. -Используемый интервал ультразвуKOBHix частот. 22-44 кГц является наиболее приемлемым для предложенного способа крашения. Однако интервал значений ультразвуковых частот может быть расширен до 800 кГц. Для работы на ультразвуковых частотах 5 использован магнитострикционный генератор УЗДН-1У.2 мощностью 1,4 кВт с частотами в пределах 22-44 кГц. Бумажную массу озвучивают в специальном стеклянном сосуде с излуQ чателем диаметром 15 мм из титанового сплава марки ВТЗ-1.

Пример 1.В бумажную массу, включающую 100% сульфитной беленой

с целлюлозы и размолотую до ,

добавляют в следующей последователь-ности,%: канифольный клей 2,5, каолин 20, анионный краситель прямой ярко-голубой светопрочный 0,5 (при 20°С и рН 7-8). Озвучивают бумажную массу 5 мин, затем добавляют сернокислый алюминий до рН 5,5-6.

Из полученной бумажной массы в лабораторных условиях не листоотливном аппарате Рапид-Кеттек отливают

5 бумагу массой 70 т/ы,

Параллельно изготовляют окрашенную бумагу в аналогичных условиях, но без применения ультразвуковых колебаний.g Результаты анализа полученных отливоксведены: в таблицу.

Полученная бумага Отличается большей интенсивностью окраски и чистотой -оттенка по сравнению с контрольными образцами, полученными в аналогичг€ых условиях без применения ультразвуковых колебаний. .- Приме р2. Крашение бумажной Массы, включающей,%: небеленую сульфитную целлюлозу 100, канифоль0 :кый клей 2,5, каолин 20 и краситель прямой ярко-голубой светопрочный 0,5 % от массы абсолютно сухого волокна, проводят аналогично примеру 1, Результаты испытаний приведены .

5 в таблице,. .:

Пример 3. В бумажную массу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы и размолотую до 32° ШР, добавляют последовательно, %: канифольный клей 2,5, каолин 20, сернокислый алюминий 2,5, катионоактивный краситель основной метиленовый хлоргидрат 0,5 (при и при рН 5,5-6,0). Озвучивают бумажную массу 5 мин. Бумагу массой 70 г/м отливают на,аппарате Рапид-Кеттен. Результаты анализа полученных отливок приведены в таблице.

Пример 4. Крашение бумажной массы, включающей 100% небеленой сульфитной целлюлозы, проводят аналогично примеру 3.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5. Крашение бумажной массы, включающей 100% беленой сульфитной целлюлозы и 0,5% органического пигмента ярко-фиолетового антрахинонового, проводят аналогично примеру 3. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6. Озвучивают бумажную маесу,включающую 100% беленой сульфитной це ллюЛозы и 0,5% анионного красителя прямого ярко-голубого светопрочного, в течение 5 мин без добавления сернокислого алюминия (при 20°С и рН 7,0-7,5).

Бумагу массой 30 г/м отливают на листоотливном аппарате Рапид-Кеттен.

Пример 7. В бумажную массу, включающую 100% беленой сульфитной целлюлозы и размолотой до 32°ШР, добавляют последовательно, %: канифольный клей 2,5, каолин 20, сернокислый алюминий 4,5 до рН 5.

Из полученной бумажной массы в лабораторных условиях на листорт- . ливном аппарате Рапид-Кёттен отливают бумагу массой 70 г/м. Готовую бумагу красят методом погружения в 1%-ный водный раствор красителя прямого ярко-голубого светопрочного в поле ультразвуковых колебаний. Образец бумаги озвучивают три раза по 3 мин, чтобы расход красителя составил 0,5% от веса образца. Результаты анализа образцов бумаги приведены в.таблице.

Пример 8. В бумажную массу, включанЯдую 100% небеленой сульфитной целлюлозы, размолотой до ,

-добавляют последовательно, %s канифольный клей 2,5, каолин 20,

сернокислый алюминий 4,5 и 0,5% .от массы абсолютно сухого волокна полнметинового красителя катионного оранжевого К. Крашение ведут

при 20°С и рН 5-5,8 в поле ультразвуковых колебайий.

Из полученной бумажной массы в лабораторных условиях на листоот- . ливном аппарате Рапид-Кеттен отливают бумагу массой 70 г/м.

Параллельно изготовляют окрашенную бумагу в аналогичных условиях без озвучивания по известному способу.

Результаты анализа полученных отливок сведены в таблицу.

Бумага, окрашенная в поле ультразвуковых колебаний, отличается большей интенсивностью и равномерностью окраски по сравнению с контрольными образцами бумаги, полученными в аналогичных условиях без применения ультразвуковых колебаний. Из данных таблицы следует, что

крашение бумажной массы в процессе ее приготовления в поле ультразвуковых колебаний обеспечивает получение равномерно окрашенной с обеих сторон бумаги или уменьшение разносторонности окраски до 5-10% по .

сравнению с известным способом кра-.

шения в массе (20-50%). Кроме того, интенсивность окраски увеличивается в 1,5-4 раза, сокращается

продолжительность процесса крашения

на 15-20%. Сравнительная характеристика образцов бумаги, окрашенной в поле ультразвуковых колебаний

Примечание. Излом озвученной бумаги повышается в два раза. 9 . Формула изобретения Способ изготовления окрашенной бумаги путем приготовления бумажной массы, ее окрашивания и отлива бумажного полотна, отличаю1Д и и с я тем, что, с целью повышения глубины прокрашивания,окрашивание бумажной массы ведутв поле ультразвуковых колебаний При их частоте 22-44 кГц. 10 Источникиинформации, принятые во внимание при экспертизе Патент ЧССР 105376 ент , 1/01 1962. 2. Патент Бельгии 701734, j 06ck 1971. 3. Заявка Франции № 2344673, кл. D 21 Н 3/80, 1977 (прототип).