Способ крашения бумажной массы Советский патент 1981 года по МПК D21H3/80 

I

Изобретение относится к способам крашения бумажной массы и.э целлюлозных или древесных волокон и может быть использовано при изготовлении любого вида цветной бумаги.

При производстве окрашенных видов бумаги ее эстетический и товарный виды во многом зависят от цвета бумаги равномерности и светопрочности окраски, от вида используемых красителей.

Крашение бумаги производят или непосредственным введением красителей в бумажную массу перед ее формовани;ем, или нанесением красящих составов на готовое бумажное полотно. Используют преимуществ1енно прямые и основные красители, органические и минеральные пигменты И

Растущие требования к качеству окрачюнной бумаги вызывают необходимость постоянного совершенствования способов кргияения и ассортимента применяемых красителей.

Так, для повышения устойчивости окраски бумаги к свету и физико-химическим воздействиям, а также для одновременного придания бумаге различных физико-механических свойств применяют металлосодержащие красители, у которых хромогенные группы химически связаны с полимерами. В этих способах в качестве хромофоров используют фталоцианиновые пигменты. Комплексообразуюадими металлами служат медь, кобальт и никель. Окрашенная бумага обладает яркой окраской

0 с высокой прочностью к свету и фиэико-химическбму износу 2 и ЗЗ

Однако металлосодержащие окрашенные полимеры на основе пигментов плохо растворяются в воде, эффект окрас5ки и закрепление красителей на волокне ослаблены, в результате чего увеличивается расход указанных красителей. Для увеличения растворимости красителей требуется дополнительная

0 обработка - сульфирование фталоцианиновых пигкюнтов. Кроме того, красители на основе фталоциа;нина меди отличаются высокой стоимостью от обычных азо- и диазокрасителей.

5

Наиболее близким к предлагаемому является способ крашения бумаги в массе или с поверхности иметаллосодержащим диазокрасителем - произаодным диаминобифенила (бензидина) формулыHOsS .0-Cu-O 0-Со-О. Квз5SOjH В качестве азосоставляющих исполь зуют рксисоединения нафтенового ряда обуславливающие способность красите ля к комплексообразованию с металлами. Краситель используют в количестве 0,75-1% от массы волокна PJ . Этот способ крашения не обеспечивает необходимого качества бумаги: для закрепления красителя на целлюлозных волокнах требуется тепловая обработка, окраска бумаги не обладает достаточной чистотой - бумага окр шивается в синий цвет с красноватым оттенком. Нет достаточной гаммы цвета, поскольку в качестве комплексообразователя взят один вид металла - медь. Кроме того, данные красители, вы рабатываемые из канцерогенного сырь (бензидина), являются канцерогенным и создают угрозу здоровью персонала занятого в процессе их производства и использования. Цель изобретения - улучшение физико-механических показателей бумаг при одновременном сохранении интенсивности и чистоты ее окраски. Поставленная цель достигается те что в способе крашения бумажной мас водным раствором азокрасителя в качестве азокрасителя используют мета лосодержащее азопроизводное резорцин-формальдегидной смолы формулы где R, - СОСИ,ОН . R - И2; , СООН X - 2-10 Y 1-2 Ие - CU, Fe, Сг В количестве 0,5-10% от массы сухого волокна. Используемые соединения представляют собой продукты конденсации резорцин-формальдегидной смолы с солями диазония бензольных и нафтеновых углеводородов с последущей обработкой комплексообразующими металлами. В качестве диазосоставляющих используют соли диазония - 2-аминофенол-4гсульфокирлоту или 1-амино-2-нафТол-4-сульфокислоту, р качестве комплексообразующих металлов используют соли меди, железа и хрома. Технология получения указанных типов красителей включает 4 основные стадии:.поликонденсацию смолы, диазотирование аминофенолов и аминонафтолов, реакцию азо.сочетания резорцин-формальдегидной смолы с солями диазония и комплексообразование полимерсодержащих красителей с солями меди, железа и хрюма. Цвет образующихся компонентрв зависит от природы металла - комплексообразователя. Например, при введении меди получают кирпично-красный цвет, железа - оливковый. Указанные красители вводят в бумажную массу в виде 10-20%-ного раствора при рН 4-7, предпочтительно. 5,0-5,5. При последних значениях .наблюдается максимальная адсорбция красителя волокном. Расход красителя зависит от требуемых интенсивности окраски и физико-механических показателей бумаги и составляет в пределах от 0,5 до 10%. Красители обладают свойством окрашивать различные волокна: беленую и небеленую целлюлозу, древесную массу. Оптимальным расходом красителя можно считать расход в пределах 0,61% от массы сухого волокна. При таком расходе красителя бумага обладает .достаточной интенсивностью окраски и наиболее резко возрастают ее физико-механические показатели. При введении большего количества красителя - более 1%, интенсивность окраски возрастает, показатели механической прочности и влагопрочности изменяются незначительно. Предлагаемое изобретение может быть использовано в производстве широкого ассортимента цветных бумаг, в том числе и многих окрашиваемых влагопрочных видов бумаги, где используют меламин- и мочевино-формальде- гидные смолы для придания бумаге прочностных свойств во влажном состоянии. Предлагаемый способ крашения бумажной массы позволяет совместить про-. цессы окрашивания и упрочнения бумаги, сократить расходы упрочняющих агентов, оптимизировать сам техноло.гический процесс получения бумаги. Данные красители обеспечивают широкую гамму цвета для любого вида бумаги. Для оценки эффекта действия предлагаемого способа крашения .бумажной массы на экспериментальной буммашин изготовлены 10 вариантов окрашенной бумаги массой 80 г/м различного цв та в зависимости от вида крашения при расходе его - 0,5% от массы абсолютно сухого волокна. Пример 1. В бумажную масс.у включающую, %: сульфитной беленой целлюлозы 100, канифольного клея 1, каолина 15 и сульфата алюминия 4,5, вводят 10%-ный раствор красителя ки лотного темно-коричневого КМШ форму ОН он Введение раствора красителя в бумажную массу в количестве 0,5% от ма сы абсолютно сухого волокна осуществляют после введения остальных компонентов при рН 4-7 предпочтит.ельно при рН 5,0-5,5. Из полученной бумажной массы отли вают бумагу массой 80 г/м на экспериментальной бумагоделательной машине. Параллельно получают в аналогичных условиях неокрашенную партию бумаги. Результаты испытаний бумаги представлены в таблице. Пример 2..В бумажную массу включающую,%: сульфитной небеленой целлюлозы 50, белой древесной массы. 50, канифольного клея 1,5, каолина 15 и сульфата алюминия 4,5, вводят 10%-ный раствор красителя кислот ного темно-коричневого КМШ, формула которого приведена в примере 1. Введение раствора, красителя осу:ществляют в количестве 0,5% от массы абсолютно сухого.волокна при рН 5,0 5,5. Из полученной бумажной массы отливают бумагу мабсой 80 г/м на экспериментальной бумагоделательной машине. Параллельно готовят в аналогичных условиях неокрашенную бумагу .этой же композиции. Результаты испытаний бумаги представлены в таблице. Пример 3. Бумажную массу .ангшогично примеру 1 обрабатывают 10%-ным раствором красителя кислотного фиолетового МШ формулы ОН ОН г к-хЧ- (сн, °« Док из окрашенной бумажной массы от.ливают бумагу согласно примеру 1. Параллельно готовят для сравнения н окрашенную партию бумаги. Результаты испытаний бумаги представлены в таблице. Пример 4. Бумажную массу аналогично примеру 2 обрабатывают 10%-нъ1м раствором красителя кислотного фиолетового МИ, формула которого приведена в примере 3. Для сравнения параллельно готовят бумагу без красителя. Результаты испытаний бумаги пред-. ставлены в таблице. Пример 5. Бумажную массу аналогично примеру 1 обрабатывают 10%-ным раствором.красителя кислотного оранжево-коричМевого МШ формулы Из окрашенной бумажной массы отливают бумагу согласно примеру 1. Параллельно готовят бумагу без красителя. Результаты испытаний бумаги представлены в таблице. Пример 6. Бумажную массу аналогично примеру 2 обрабатывают 10%-ным раствором красителя кислотного оранжево-коричневого МШ, формула которого приведена в примере 5. Для сравнения готовят бумагу без введения красителя согласно примеру 2. Результаты испытаний бумаги представлены в таблице. Пример 7. Бумажную массу аналогично примеру 2 обрабатывают 10%-ным раствором красителя кислотного оливкового MU формулы ОН ОН он Fe из полученной бумажной массы отлиают бумагу согласно примеру 2. Паралельно получают в аналогичных услоиях неокрашенную партию бумаги. Реул таты испытаний бумаги представены в таблице. Пример 8. В бумажную массу водят 10%-ный раствор красителя ислотного у емно-коричнево го KMIil, ормула которого приведена в примее 1, в количестве 10% от массы аболютно сухого волокна. Из окрашенной бумажной массы отлиают бумагу. Параллельно для сравнеия готовят бумагу без красителя. Реультаты испытаний бумаги приведены таблице.,

Пример 9. (по известному способу для сравнения), в бумажную массу, включающую,% г беленой сульфитной целлюлозы 100, канифольного клея 1,5, каолина 15 и сульфата алюминия 4,5, вводят 10%-ный раствор красител; следующей формулы

Введение раствора красителя в бумажную массу- в количестве 0,5% от массы абсолютно сухого волокна осуществляют после введения других ком.понентов при рН 5,0-5,5.

Из полученной бумажной массы отливают бумагу массой 80 г/м на экспериментальной бумагоделательной машине. Параллельно готовят бумагу этой же композиции без введения красителя

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ крашения бумажной массы позволяет увеличить разрывную длину бумаги на 15-30%, влагопрочность на 5-7% и повысить проклейку в 1,5-2 раза.

Бумага, полученная по предлагаемому способу, обладает чистотой оттеька и достаточной интенсивностью окраски.

Способ также эффективен с точки зрения экономии упрочняющих агентов при производстве окрашенных влагопрочных видов бумаги, канифольного клея, волокнистых полуфабрикатов.

По предлагаемому способу 1 Целлюлоза Краситель сульфитная кислотный беленая темно100 коричневый (КМШ). 0,5 311 Без красителя Целлюлоза Краситель кислотный сульфитная небеленая темно50, белая коричневый древесная масса 50 Без красителя Беленая Краситель кислот нгьой целлюлоза фиолетовый (МШ) Без красителя Небеленая Краситель кислотный сульфитная фиолетовый целлюлоза (МШ) 0,5 285 50, белая древесная масса 50

Без красителя 255 332 291 406 297

2835 12,1 1-1,25 9,0 5 Равномернаяокраска темно8,9 10 7,5 2 коричневогоцвета 9,2 1,0 7,5 7 Краснокоричневыйцвет 7,8 2 10,8 13 2,0 1,75 9,35 5 Чистый фиолетовый5,8 1,75-2,0 8,9 28 цвет 2,3 1,25 7,2 11 Фиолетовыйцвет с 8,7 1,5-1,75 12,0 6,5 красноватымоттенком

Продолжение табли:

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

№ 1354790, кл.- Г 21Н 3/80,1974 (npoTOTHif.