Бумажная масса для изготовления кроющей бумаги для облицовочных слоистых материалов Советский патент 1980 года по МПК D21H3/66 D21H5/00 

маги и установкой дополнительного оборудования. Введение диспергатора может вызвать нелселатсльные явления: пенообразо.БаБле (И ухудигеаие .процесса обезвожива1,ия волокнистой суспензии iHa сетке бумагоделательной машяны. Кроме того, нельзя не учитывать, что ми.нералыная часть бумагн состоит в OCHOBHOIM из двуокиои титана и .именно .вид и свойства ее частиц будут определять оптические свойства бумаги (особеиНо после ее пропитки).

Известна также двуокись тита;на с улучшенной способностью диспергироваться в волно-целлюлозной среде 2.

П|р,имен1ение такой двуокиси титана в ко:мпозицци бумажной :массы способствует уменьшению количества вкраплений частиц двуокиси титана в бумаге, т. е. улучшению /декоративных свойств последней. Однако при этом не достигается полное отсутствие вкраплений пигмента в бумаге и получение бумаги с высокими олтически ми свойствами.

Известна бумажная масса, «спользуем ая в производстве кроюш,ей бумаги cviapjcu К-1 и К-2, выпускаемой .в соответствии с ОСТ 81-22-73 3.

Бумажная масса для производства ,ей бумаги, принятая за прототип, имеет следуюлщй состав, %:

Целлюлоза беленая 76,5-77,8 Наполнитель - двуOKiMCb тнтана рутильной формы м.арк|и

РО-219,5-20,3

Коагулянт - алюмосодержаш,И1е квасцы 2,3-2,6 Влагопрочная добавка -

меламиноформальдегидная смола

(МЛФС)0,5-0,7

При необходимости при-мен-яется фло :улянт - полиакриламид (ПАА)- средство для повышения удержания .наполнителя и прочности бум..

В бумажной массе в качестве наполнителя кроюш,ей бумаги, как наиболее пригодная из отечественных .MaipoK пигмента, используется полученная сернокислотным методам двуокись титана м.арки РО-2 ГОСТ 9808-65, обработанная в процессе получения на стадии поверхностной обработки силикатом иатрия, солями алюминия 11 цинка.

Кроющая бумага -марки К-1 и К-2, получаемая из известной бумажной массы, имеет следуюш,ие недостатки. Она имеет недостаточно высокую белизну и кроющую .способность, в ряде случаев видны вкрапления агрегатов частиц двуокиси титаиа, что ухудшает декоративные свойства бумаги, ; ластика. Для обеспечения у-крывистости внутренних слоев ДБСП в н-астояш.ее В|ремя

дорогостояш,ая кроюш,ая бумага расходуется в значительных количествах. Так, декоративный слой белого пластика состоит из двух листов бумаги массой 130 гЛк и золь5 ностью не менее 19%. Однако, при использовании такой бумаги даже в 2 слоя наблюдаются случаи брака пластика из-за -неукрывистоСТ1И бумати.

Та.ким образом, использование двуокиси титана марки РО-2 в бумажной массе не |обеспечивает получение бумаги со стабильной кроюш.ей способностью, не позволяет существенно улучшить качество бумаги и сократить расход ее в лроизнодстзе пластика.

Указанные недостатки бумаги в значительной Мере связаны со свойствами используемой для наполнения бумаги двуокисп титана: ее степенью дисперсности, белизной и поверхностными свойствами, зависящими от вида и .количества сорбированных на поверхности частиц двуокиси титана соединений.

Целью изобретения явл1яется улучшение качества кроющей бумаги.

Указанная цель достигается за счет того, что Предлагаемая бумажная масса содерж.ит в качестве ,иапол1нителя модифиимрованную хлориднуЕО двуоиись титана рутильной формы с содержанием фракций ее агрегированных частиц р.азмером до 1 мкм 52-90%, размером более 5 мкм - 0,5- 10,5% и содержащую А12Оз не менее 1,3%, SiOj не менее 0,07«/о, FesOs не более 0,03%, а весь состав массы взят в следующем соотношении, вес. %:

Ьеленая целлюлоза

Мод и ф и ЦП р о в а НЕ а я хлоридная двуоиись титана

Ал ю м о со дер ж ащи и

коагулянт

Влагопрочная добавка

Используемая модифицирова-нная двуокись титана рутильной форумы, полученная хлоридным способом, в качестве примеси содержит хлор; количество которого не

должно превышать 0,15%.

Поскольку качество бумаги, в частности белизна и кроющая способность (о ней судят по показателю непрозрачности бумаги и белизне пластика после запрессовки в

него бумаги), в значительной мере зависят от фракционного состава вводимого в бумажную массу пигмента - двуокиси титана, было проведено сравнительное определение фракционного состава двуокиси титана используемой в данном случае и марки РО-2. Определение фракционного состава проводили седиментационным методом Фигуровского в воде без применения диспергаторов, что необходимо для объективнОСти оценки эффективности пигмента в

процессе -наполнения бумзгя. Ди-спергато,ры при проведении седиментационного анализа обычно используются для онределедия истинного (размера частиц пигментов, в то время как в бумажной массе двуокись титана раснределяется в виде довольно устойчивых гггрогатов часпиц.

В табл. 1 ;П рив:едена ларактеристиха 6 использованных образцов предлагаемой двуокиси титана рутильной формы, получе::,ной хлор 1дным способом, модифицирова;:но1 гоед;инениями алюминия, кремния, Лчолеза.

Фракционный состав определен сразу лосле .получения двуокиси тита.на и после 2 ,и 5 месяцев хранения.

Фракционный состав образцов хлоридной двуокиси т|ита1на, оиределениый после 2 и о месяцев хранения, не изменился и соответствовал лервоначальным эначешиям.

Таблица 1

Для сравнения .в табл. 2 иоказа;н фракдионный состав двуо.к,И1СИ титана марыи РО-2 разных партий, фракционный состав

В лабораториых условиях (Получение

бумажной массы осуществляют следующим

образом.

Беленую целлюлозу (сульфитную и-ли

смесь ее с сульфатной) размалывают в лаборато1рно,м ролле до степени иомола 20-

23° ШР. В суспензию размолотой целлюлозы вводят двуокись титаи.а, после чего бумаж|ную массу концентрацией 3-4% тщательно перемешивают на лабораторной .мешалке. Затем в массу добавляют коагулянт - сульфат алюминия или алюмокалиевые квасцы, а также влагопрочиую добавку, например мелаМ1Инофо,рмальдегидную смолу. Массу перемешивают 5- 10 мин.

Для повыщения удержания наполнителей могут быть использованы флокулирующие добавки, наиример нолиакриламид которые вводят за 20/30 с перед отливом бумаги в разбавленную бумажную (.массу.

определен сразу после получения двуокиси титана и после храиемия ее в течение двух месяцев.

Т а б л н И а 2

Приготовление отливок бумаги производят на лагстоотливном аппарате Ра.и-идКеттен с последующим их прессованнем на лабораторном прессе и сушкой иа сущильном цилиндре при ЮЗС.

Ниже приведены примеры лолучен;ця данной бумажной массы для iH3 готов лени я кроющей бумаги для облицовоЧ(Ных слоистых материалов.

П р и м ер 1. В лабораторных условиях были ир1иготовлены 3 бумажных массы, как изложенно выше. В качестве наполнителя а спользовали модиф;ицированную хлоридную двуокись титана (образцы N° 1, 2 и 3, табл. Ij. Одновременно были изготовлены 2 бумажные массы, содержащие в качестве наполнителя модифицированную хлорид ную двуокись титана, не обладающую всеми указанным:и признаками (образцы N° о и 6, табл. 1). Кроме того, для сравнении

была изготовлена обычНая бумажная ма.сica (протопил), .наполненмая двуокисью титала ма|рми РО-2, и бумажн-ая , наполненная широко применяемой для этой целя за рубежом марки RLP (ФРГ). Содерж акие сульфата алюминия в бумажных массах доставляло 1,2%, МЛФС - 0,3%.

Соотношение целлюлозы и нанолнителя в бумажлых массах показаио в табл. 3. Из всех бумажных масс были (Изготовлены отл,нв-ки бумага т.ипа кроющей М;арки К-2 массой 130 г/лг и зольностью 20%.

Результаты качественных .испытаний .изготовленной бумаги .и Пласт1ика нриведены в таблице 3 в сравнении с прототипом.

Как следует из таблицы 3, образцы бумаги, полученные из бумажной массы, содержащей двуокись титала, обладающую заявленной совокупностью свойств, превосходят образцы бумапи других .вариантов по белнане, непроэрачности ,и декснративным свойствам (вкралления наполя.ителя отсутствуют). Наиболее .наглядно преимущества такой бумаги проявл яются в гото.вом пластласе: укрывистость внутренних темных слоев пластика достигается уже пр.и запрессо.вке 1 диета бумаги вместо обычло используемых двух. Та.ким образом расход бумаги уменьшается вдвое.

Белиана и светостойкость пластика, содержащего бумагу, лаполненную модифлцлровалной хло.ридной двуок нсью титана (в отличие от сернокислотной марки РО-2 и (Имнортной - марки RLP), существенно повышаются.

ОбнаруЖвно, что испольаоваяие модифицированной хлоридной двуокиси титана, содержащей в отличие от заявленной 1,15% АЬОз и 10,9% частиц боЛее 10,5 мкм (образец N° 5), а также образец № 6-0,06% SiO2 и 50% частиц менее 1 мкм, хотя и приводи г к улучшению свойств бумаги и

пласт1И:ка по сравлению с прототипОМ, однако укры.БИСтост1Н такой бумаги в однк слой не достигается. Кроме того, лаблюдаются вкрапления этих пигментов на поверхности бумаги И пластика.

Из данных таблицы следует, что бумага и пластик, содержащие двуокись титала марки RLP (один из луч|Щих зарубежных пигментов, применяемых в производстве крою1цей бумапи), по всем показателям уступают полученным с использованием данлой бум.ажной массы.

Пример 2. Было при1гото.влено 5 вариантов бумажной массы (таблица 4), отличающихся соотнощением компонентов. В качестве волокнистого сырья во всех случаях использовалась беленая целлюлоза (50% сульфитной хвойной и 50% сульфатлой лиственной), а в качестве минерального наполлителя в бумажную массу всех пяти .вариантов вводят модифицированную хлоридную двуокись титана рутильной формы (образец До 1, таблица 1),содерл ащую 2,58% АЬОз, 0,15% SiOj, 0,012%

5 РегОз и имеющую 85% частиц менее 1 мкм и 1,5% более 5 мкм. Для более полного сравнения с прототилом из предлагае-мой бумажной массы указанных составов были (нзготовлелы отливки бум.аги массой 80, 100

и 130 г/м и аольностью от 5 до 25%. Из бумал-сной массы, содержащей двуокись титана марки РО-2 (прототип), были изготовлены отливки кроющей бумаги типа Мар.км К-2 массой 140 г/л и зольностью

5 20 и 25%.

Результаты .качественных испытаний изготовленной бумаги и пластика приведены в табл. 4.

Из данных таблицы 4 следует, что отливки бумаги, изготовленные из бумажной массы лредлагаемой композиции и аапрессоваллые в 1 слой в пластик, дают злачиТаблица 4

II

тельно больший эффект укрывистости (о которой судят по белизие пласшка), чем бумага, содержаща.я вдвое больше двуокиои титана марки РО-2 и запрессоваянаЯ в 2 -слоя. Наиболее эффективно использование высокозольной Кроющей {зольностью 20-25%), наполненной модифицированной хлор.идной двуокисью титана.

Прям ер 3. В п,ромышленно М производстВе кроющей бумаги была испытана

опытно-промы1П1ленная партия модифицироватаной двуокиси титана (образец № 4,

табл. 1) рутильной формы, полученной хлоридным способом и содержащей 2,

AlgOs, 0,1% SiOz, 0,01% РегОз и имеющей

относительное содержание фракции аррегатов частиц менее 1 мкм 52%, а размером

более 5 мкм - 9,5%.

Состав бумажной массы следующий, %:

Беленая целлюлоза (48,3% Светого.рской сульфнтной хвойной + 51,7% .Измаильской сульфатной лиственной) 75,7

Из таблицы 5 следует, что .кроющая бумага, содержащая предлагаемую двуокись т1итана, имеет следующие преимущества перед обычно используемой двуокисью титана ,мар.К1И РО-2:

массой 150 г/лг

против 86,5

89,5% против 86,5%).

12

Модифицированная

хлор.идная двуокись

титана

Алюмоа,ммон;ийные

квасцы

Меламяноформальдегидная смола

Из этой бумажной массы была выработана кроющая бумага с массой кв. метра 100, 130 ,и 150 г и зольностью 20-25%. Испытания проводились в сравнеиш с обычно используемой в нроизводстве бумажной массой, содержащей двуокись титана марки РО-2. При выработке бумаги для повышения удержания нанолнителей использовался по ли акр и л амид (0,02% от массы волокна).

В сводной таблице 5 приведена характеристика свойств полученной бумаги л результаты ее испытания в производстве пластика. Приведенные данные подтверждаются актом.

Т а б л и ц а 5

1листа бумапи массой 150 г1,ч или

2листов массой 100 г/.н вместо 2 листов серийно выпускаемой бумаги марлш К-2 ма1осой 130 г1м.

Из вышеизложенного следует, что использование предлагаемой композиции бумажной массы для изготовления кроющей

13

бумаги для облицовочных материалов позволяет получить бум.агу, обладающую повышенной .кроющей способностью, белизной, улучшенными декорагивным.и свойствам;И и за счет существепного улучшенпя качества бумаги сократ1ить ее расход в производстве облицовочных слоистых материалов. Ожидаемая экономическая эффективность от использования такой бумаги достигает 1071,5 тыс. руб. только при замене ею серийно выпускаемой кроющей бумаги марки К-2.

Формула изобретен и я

Бумажная масса для изготовления кроющей бумаги для облицовочных слоистых материалов, содержащая беленую целлюлозу, минеральный наполнитель - двуокись титана рутильной формы, алюмосодержащий коагулянт и влагопрочную добавку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества бумаги, масса содержит в качестве наполнителя модифицированную хлоридную двЗокись тита.на с со14

держанием фракций ее агрепированных частии, размером до 1 мкм 52-90%, размером более 5 мкм 0,5-10,5% и содержащую AlaOs не менее 1,3%, SiOg не менее 0,07%, Fe20,., не более 0,03%, а весь состав массы взят в следующем соотношении, вес. %:

Беленая целлюлоза48,5-80 Модифицированная

хлор.идная двуошьсь титана19,5-46

Алюмосодержащ.ий

коагулянт0,3-2,5

Влагопрочная

добавка0,2-3,0

Источники икформашпп, принятые во внима,н,ие при экспертизе:

1/00, 1973.

3.ест 81-72-73 на «Кроющую бумагу, 1973.