Наполнитель бумажной массы для изготовления печатной бумаги Советский патент 1982 года по МПК D21H3/66 

I

Изобретение относится к наполнителям для бумажной массы и может быть использовано в целлюлозно-бумажном производстве при изготовлении печатных видов бумаг, обладающих повышенной непрозрачностью.

Известно, что для обеспечения необходимой непрозрачности в тонкие бумаги вводят минеральные наполнители, определенную долю среди которых занимает двуокись титана. Однако использование двуокиси титана связано со значительным удорожанием продукции, и, кроме того, использование его ограничено в связи с малыми запасами.

Известна частичная замена двуокиси титана синтетическими заменителями, например аморфным алюмосиликатным наполнителем. При этом оптические свойства бумаги сохраняются на прежнем уровне l.

Однако полностью заменить двуокись титана с обеспечением высоких

оптических свойств бумаги такое техническое решение не позволяет.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является наполнитель бумажной массы для изготовления печатной бумаги, содержащий минеральное вещество и волокно. Такой наполнитель содержит указанные компоненты при следующем их соотношении, масс.: минеральное вещество 30-67; волокно 33-70. В качестве волокна наполнитель содержит сложные эфиры целлюлозы, способные об15разовывать внутренние связи. В качестве минеральных пигментов наполнитель содержит каолин, силикаты алюминия, карбонат кальция или двуJJJ окись титана. Способ приготовления наполнителя осуществляют путем нанесения на производные целлюлозы через специальные сопла минеральных пи1- ментов Г 2. Способ приготовления- известного наполнителя является довольно трудоемким. В осадительной ванне должны Присутствовать смачивающие агенты (мыло жирной кислоты), пластификатор (ди-Н-дибутиловый эфир сибациловой кислоты), растворители (ацетон) , которые впоследствии необходимо удалить. Кроме того, способ не обеспечивает печатным бумагам, особенно тонким (массой до lO г/м ) высоких оптических и печатных свойст Кроме того, бумага с использованием эфиров целлюлозы имеет довольно высокую себестоимость. Цель изобретения - улучшение оптических и печатных свойств бумаги при одновременном снижении ее себестоимости. Поставленная цель достигается тем, что наполнитель бумажной массы для изготовления печатной бумаги,содержащий минеральное вещество и волокно, в качестве волокна содержит флотационно облагороженную молекулярную массу с удельной поверхностью 8-12 г/м , длиной волокна 30-50 дцг и .степенью помола 30-50 ШР при следующем соотношении компонентов, мас.: минеральное вещество 80-90, флотационно облагороженная макулатурная масса 10-20. Благодаря флотационной обработке волокна макулатурной массы получаютс с сильно развитой (8-12 г/м) гидрофильной поверхностью. За счет флотореагентов снижается отрицательный заряд облагороженной макулатуры Вследствие развитой поверхности контакта и снижения электрического барь ера взаимодействие неорганической и органической фаз наполнителя при их смешении улучшается. При введении в бумажную массу смешанный наполнитель легче вступает в контакт с целлюлозными волокнами. Образовавшееся дополнительное звено способствует связыванию наполнителя целлюлозным волЪкном. В результате этого повышается прочность бумаги и ее сродство к печатным краскам.Большая наполненность волокнистой суспензии и ее неоднородност ; обеспечивает повышение коэффициента преломления света и, следовательно, непрозрачности получаемой из нее бумаги. Предлагаемый наполнитель готовят следующим образом. 14 Минеральную в расчетных количествах загружают в мешалку,подают туда воду (до концентрации 240290 г/л) и перемешивают. Суспензию подвергают очистке и доводят до рабочей концентрации 180-200 г/л. В качестве минеральной части наполнитель может содержать каолин, карбонат кальция, бланфикс или их смеси. Для волокнистой части наполнителя применяют макулатуру печатных изделий, запечатанных различными способами печати. Газетную, журнальную макулатуру обрабатывают в реакторе, необходимыми поверхностноактивными реагентами, отбеливателями, флотореагентами при 50-70С, флотируют и очищают. Подготовленную макулатурную массу размалывают в режиме небольшой нагрузки на мельницах до степени помола 35-50°ШР, длины волокна ДО50 ддг, удельной поверхности 812 г/м. Подготовленную макулатурную массу концентрацией 0,3-1,0% вводят в бассейн, где находится минеральная часть суспензии, и все тщательно перемешивают. Подготовленный таким образом наполнитель в зависимости от необходимой зольности бумаги дозируют в бассейн бумажной массы. Так,при зольности бумаги 20 количество добавляемого наполнителя составляет kO% от абсолютно сухого вещества в бумаге. Приготовление бумажной массы осуществляют путем смешения целлюлозной суспензии и приготовленного наполнителя. Целл 5лрзная суспензия может включать сульфатную беленую хвойную, сульфатную беленую лиственную, сульфитную беленую хвойную целлюлозы или их смеси. При изготовлении бумаги в бумажную массу могут дополнительно вводиться проклеивающие вещества,коагулянт , оптический отбеливатель,краситель. Приготовление бумажной массы осуществляется в области рН ,56,5. Отлив бумажного полотна, его пресование, сушка и отделка проводятся по общепринятой технологии. Пример 1. Наполнитель готовят из каолина и флотационно облагороженной макулатурной массы с удельной поверхностью 8 г/м , степенью помола 35 ШР при следующем соотношении компонентов, мае.-6: каолин 90; флотационно облагороженная макулатурная масса с удельной поверхностью 8 . Суспензия каолина тщательно перемешивается с макулатурной массой Подготовленный наполнитель вводят бумажную массу, состоящую из сульфатной целлюлозы (0 хвойной и 60 лиственной). Коагулянт вводят до рН среды ,B-S,2, Из приготовленной массы в полупроизводственных условиях получают бумагу. П р и м е р 2. Наполнитель готовят из каолина и флотационно облагороженной макулатурной массы с удельной поверхностью 12 г/м, сте пенью помола ЗСРШР при следующих соотношениях компонентов, мас.%: каолин 90; флотационно облагороже.н ная макулатурная масса с удельной поверхностью 12 . Остальное по примеру 1. - Пример J. Наполнитель гот вится из каолина и флотациомно обл гороженной макулатурной массы с удельной поверхностью 8 г/м, степенью помола 37ШР при следующих соотношениях компонентов, мас.%: каолин 80; облагороженная флотацион ным способом макулатурная масса с удельной поверхностью 8 г/м 20.Остальное по примеру 1. Пример k. Наполнитель готовится из каолина в смеси с бланфиксом и флотационно облагороженной макулатурной массы с удельной поверхностью 12 г/м, со степенью помола 50° ШР при следующих соотношениях компонентов, масД: каолин 60; бланфикс 20; облагороженная флотационным способом макулатурная масса с удельной поверхностью 12 г/м 20. Бумагу с использованием полученного 16 наполнителя изготавливают аналогично примеру 1. В примерах для сравнения проведены опыты по использованию в бумаге известных композиций наполнителей - каолина, его смеси с двуокисью титана и со сложными эфирами целлюлозы (по известному способу}. Пример 5. Каолиновую суспензию концентрацией 200 г/л в количестве Q% от массы абсолютно сухого волокна вводят в подготовленную бумажную массу, состоящую из сульфатной целлюлозы CtO хвойной и бО лиственной) и тщательно перемешивают. Коагулянт вводят до рН среды «,8-5,2. Из подготовленной массы в полупроизводственных условиях получают бумагу. Пример 6. Наполнитель для бумажной массы готовится из каолина и двуокиси титана в соотношении ,5. Остальное по примеру 1. Пример 7 (по известному способу). Наполнитель для бумажной массы готовится из минеральной части (каолина) и волокнистой (производные целлюлозы). В качестве производных целлюлозы применяют ацетат бутерат целлюлозы в соотношении 70 (каолин): 30 (производные целлюлозы по известному способу). Изготовление бумаги производят по примеру 1. Для сравнения изготовляют также смешанный наполнитель с использованием облагороженной макулатурной массы, имеющей параметры, выходящие за пределы, указанные в примерах, а именно при удельной поверхности ниже 8 и выше 12 г/м , степени помола ниже 35 и выше 50 ШР. При этом эффект повышения непрозрачности, прочности бумаги становится менее ощутимым, чем в рекомендуемых параметрах. Смешанный наполнитель позволяет повысить непрозрачность тонкой бумаг на 2-3 по сравнению с известным наполнителем, прочность бумаги - примерно на 10 (по разрывной длине) при большом уровне зольности. Печатные свойства бумаги, изготовленной с использованием предлагаемого наполнителя лучше чем с использованием известного наполнителя по краскрвосприятию на 21,прочности поверхности - на. 17% снижению просвечивания текста и изображения с обратной стороны листа - на П, Формула изобретения Наполнитель бумажной массы для изготовления печатной бумаги, содержащий минеральное вещество и волокно отличающийся тем, что, с целью улучшения оптических и печатных свойств бумаги при одновре- менном снижении ее себестоимости,в качестве волокна он содержит флотационно облагороженную макулатурную массу с удельной поверхностью 8-12 г/м , длиной волокна 30-50 цдг и степенью помола 35-50 WP при следующем соотношении компонентов,мас.%: Минеральное вещество 80-90 Флотационно облагороженная макулатурная масса10-20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент Швеции ff 306228, кл. 55 с, 3/10, 1968. 2.Патент Великобритании № 11883 2, кл. D 21 Н 5/20, 1970 (прототип).