Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения бумажной массы

Классы МПК:D21H23/02 отличающиеся технологией добавления веществ
D21H17/69 модифицированные, например связыванием с другими составами перед введением в массу или бумагу
D21H21/16 проклеивающие или водоотталкивающие агенты
D21H17/29 катионсодержащий
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-10-05
публикация патента:

Изобретение относится к производству наполненных видов бумаги для печати, например, типографской, офсетной, газетной и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ получения бумажной массы для изготовления наполненных видов бумаги с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция включает приготовление суспензий размолотой целлюлозы и карбоната кальция, добавление в них заданных количеств модифицирующего агента в виде нанопорошков оксида или гидроксида алюминия или их смесей, смешение дисперсий с получением волокнистой массы, добавление в нее проклеивающего компонента и вспомогательного вещества с получением бумажной массы. В качестве проклеивающего компонента используется димер алкилкетена, а в качестве вспомогательного вещества - катионный крахмал в количествах 0,3-0,4 и 0,5-0,7 % в расчете на сухие вещества в бумажной массе. Обеспечивается повышение степени удержания наполнителя. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к производству наполненных видов бумаги для печати, например, типографской, офсетной, газетной и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

В производстве наполненной бумаги в качестве наполнителей используют карбонат кальция, двуокись титана, каолин, тальк, бентонит и многие другие неорганические материалы. В патентной литературе отмечается возможность использования в качестве наполнителей в бумажную массу предварительно обработанных неорганическими коллоидными частицами таких соединений, как оксид и гидроксид алюминия (WO 2004/092482, D21H 17/69, опубл. 28.10.2004).

Возможно также использование измельченного гидроксида алюминия Al(ОН)3 как в качестве наполнителя в бумажную массу, так и в качестве компонента меловального состава (US, 2010/0175844, D21H 19/36, 17/69, опубл. 15.07.2010). Al(ОН) 3 хорошо сочетается с другими неорганическими соединениями, например, с карбонатом кальция, используемыми в указанных целях.

Известен способ получения пигмента, состоящего из частиц диоксида титана, покрытых частицами фосфата или оксида алюминия (RU, 2008135143, С09С 1/36, опубл. 10.03.2010). Модифицирование диоксида титана упомянутыми частицами проводят их химическим осаждением, а полученный при этом пигмент предлагают использовать в качестве компонента в меловальных составах.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ изготовления бумаги для печати путем приготовления бумажной массы с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция и формования из нее бумажного полотна (RU, пат. № 2213822, D21H 23/02, опубл. 10.10.2003 г.). В способе бумажную массу получают следующим образом. Готовят 2,2%-ную суспензию целлюлозы со степенью помола 26-28°ШР, суспензию мела и 2,2%-ный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ), обладающей модифицирующими свойствами. Этим раствором обрабатывают суспензию карбоната кальция путем его введения в суспензию и перемешивания смеси в течение 60 мин. Далее в нее подают смесь солей Na 2SO4 и NaCl и получают суспензию модифицированного карбоната кальция. Na-КМЦ расходуют в количестве 2,5-5,0% от массы карбоната кальция.

Обработанную модифицирующим агентом суспензию карбоната кальция смешивают с суспензией целлюлозных волокон с учетом его расхода 180 кг на 1 т бумаги и получают наполненную волокнистую массу.

В нее в качестве проклеивающего агента вводят модифицированный канифольный клей, а также, в качестве вспомогательного вещества, глинозем. Из полученной бумажной массы формуют бумажное полотно, высушивают его и получают наполненную бумагу.

Недостатками этого способа являются низкая степень удержания наполнителя в бумаге.

Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является повышение степени удержания наполнителя.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе получения бумажной массы для изготовления наполненных видов бумаги с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция, включающем размол целлюлозы до заданной степени помола, приготовление суспензий размолотой целлюлозы и карбоната кальция, обработку суспензии карбоната кальция модифицирующим агентом, смешение суспензий волокна и обработанного карбоната кальция с получением волокнистой массы, добавление в нее проклеивающего компонента и вспомогательного вещества с получением бумажной массы, согласно изобретению, в качестве модифицирующего агента используют нанопорошки оксида или гидроксидов алюминия или их смесей, обработке модифицирующим агентом подвергают также целлюлозу путем их смешения, в качестве проклеивающего компонента используют димер алкилкетена, а в качестве вспомогательного вещества - катионный крахмал в количествах 0,3-0,4 и 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в бумажной массе, соответственно. Суммарный расход модифицирующего агента составляет 0,5-5,0 кг/т бумаги, причем 20-80% этого количества расходуют на обработку карбоната кальция, остальную часть - на обработку целлюлозы.

Способ осуществляют следующим образом.

В емкость с водой при перемешивании подают карбонат кальция в количестве 180-190 г/дм3 и получают суспензию наполнителя. Ее перемешивают в течение 20-40 мин и затем при перемешивании в нее подают модифицирующий агент в виде нанопорошков оксида алюминия, гидроксида алюминия или их смесей в количестве 20-80% от его общего расхода, или от 1,25 до 20,0 г на 1 кг карбоната кальция в емкости и получают суспензию модифицированного карбоната кальция. После дополнительного перемешивания в течение 10-15 мин ее перекачивают в расходную емкость, снабженную перемешивающим устройством.

Смесь бисульфитной целлюлозы, состоящей, например, из 70-80% хвойных и 20-30% лиственных волокон при их концентрации 2,2-2,5% размалывают до степени помола 23-29°ШР и направляют в бассейн с известным объемом. В бассейн при перемешивании подают остальную часть модифицирующего агента в количестве от 0,3125 до 2,5 г на 1 кг целлюлозы (то есть 20-80% от общего его расхода), перемешивают смесь в течение 10-15 мин и получают суспензию модифицированной целлюлозы.

Далее суспензии смешивают при их заданном соотношении и получают дисперсию волокнистой массы. В нее при перемешивании последовательно вводят проклеивающий компонент в виде эмульсии димера алкилкетена в количестве 0,3-0,4%, а также вспомогательное вещество в виде катионного крахмала в количестве 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в дисперсии и получают бумажную массу.

Из этой массы на БДМ формуют бумажное полотно массой 80 г/м2.

Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.

Пример 1. В смесителе заданного объема готовят суспензию карбоната кальция с его концентрацией 185 г/дм3. В нее подают нанопорошок оксида алюминия в количестве 20 г на 1 кг карбоната кальция, то есть в количестве 80% от общего расхода порошка в расчете на единицу массы бумаги и получают суспензию модифицированного наполнителя.

В бассейн с известным объемом размолотой до степени помола 26°ШР целлюлозой подают нанопорошок оксида алюминия в количестве 1,25 г на 1 кг целлюлозы, т.е. 20% от общего расхода порошка на единицу массы бумаги, и получают суспензию модифицированной целлюлозы.

Обе дисперсии при заданном их соотношении смешивают, в полученную смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионного крахмала в количествах 0,3 и 0,6 мас.%, соответственно, в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и окиси алюминия в сумме составляет 18% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 2. В отличие от примера 1, суспензию карбоната кальция готовят с его содержанием 180 г/дм3, в нее вводят нанопорошок гидроксида алюминия в виде бемита в количестве 2,5 г на 1 кг карбоната кальция, то есть в количестве 20% от общего расхода этого модифицирующего агента на единицу массы бумаги.

Целлюлозу размалывают до 29°ШР, в ее дисперсию бемит подают в количестве 5,0 г на 1 кг целлюлозы, то есть в количестве 80% от общего его расхода на единицу массы бумаги.

Обе дисперсии при заданном их количественном соотношении смешивают, в полученную смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионный крахмал в количестве 0,4 и 0,7%, в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и бемита составляет 18% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 3. В отличие от примера 1, суспензию карбоната кальция готовят с его содержанием 190 г/дм3, в нее вводят нанопорошок гидроксида алюминия в виде гидраргиллита в количестве 1,25 г на 1 кг карбоната кальция, то есть в количестве 50% от общего его расхода на единицу массы бумаги. Другую часть гидроксида алюминия (50%) подают в суспензию целлюлозных волокон в количестве 0,3125 г на 1 кг целлюлозы, размолотой до 23°ШР. Обе суспензии смешивают, в смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионный крахмал в количестве 0,35 и 0,5%, соответственно, в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и гидраргиллита составляет 20% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 4. В отличие от примера 1, в качестве модифицирующего агента используют нанопорошок смеси равных количеств оксида алюминия и бемита при ее расходе 10,5 г на 1 кг карбоната кальция, то есть в количестве 70% от общего расхода нанопорошка на единицу массы бумаги. Остальные 30% нанопорошка добавляют в суспензию целлюлозы в количестве 1,125 г на 1 кг целлюлозы. Обе суспензии при заданном их соотношении смешивают, в смесь добавляют эмульсию димера алкилкетена и катионный крахмал в количестве 0,4 и 0,5 мас.% в расчете на сухие вещества смеси и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция и нанопорошка равно 19% в расчете на массу сухих веществ.

Пример 5 (по аналогу). Готовят суспензию карбоната кальция с его концентрацией 185 г/дм3. Готовят 2,2%-ный раствор Na-карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Готовят также суспензию целлюлозы со степенью помола 26°ШР.

Раствором Na-КМЦ обрабатывают суспензию карбоната кальция путем их смешения с последующим перемешиванием в течение 60 мин с образованием суспензии карбоната кальция в растворе Na-КМЦ. Расход этого модифицирующего агента составляет 2,5% в расчете на массу наполнителя. Далее в эту суспензию добавляют смесь равных долей сульфата и хлорида натрия в количестве смеси 2,8% от массы сухих веществ Na-КМЦ. Обработанную суспензию карбоната кальция смешивают с суспензией целлюлозы при заданном их соотношении, в смесь добавляют модифицированный канифольный клей в количестве 1,1% в расчете на массу сухих веществ смеси и сульфат алюминия в качестве вспомогательного вещества и получают бумажную массу. Содержание в ней карбоната кальция составляет 18% в расчете на массу сухих веществ.

Из бумажной массы по всем примерам формуют бумажное полотно массой 80 г/м2.

Показатели образцов бумаги по примерам приведены в таблице.

Влияние на характеристики бумаги изменений соотношения в смеси хвойной и лиственной целлюлозы в указанных выше диапазонах не обнаружено.

Таблица
Наименование показателейПримеры выполнения
1 234 5
Масса 1 м2, г 79,880,4 80,080,580
Разрывная длина, м 504050705100 50205000
Прочность на излом, число двойных перегибов 6561 686464
Массовая доля золы, %17,1 16,816,4 16,510,5
Белизна, %93,894,1 94,093,4 94,0
Стойкость поверхности к выщипыванию, IGT, м/с2,22,3 2,12,1 2,2
Удержание наполнителя, % 8987 848677

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения бумажной массы для изготовления наполненных видов бумаги с использованием в качестве наполнителя карбоната кальция, включающий размол целлюлозы до заданной степени помола, приготовление суспензий размолотой целлюлозы и карбоната кальция, обработку суспензии карбоната кальция модифицирующим агентом, смешение суспензий волокна и обработанного карбоната кальция с получением волокнистой массы, добавление в нее проклеивающего компонента и вспомогательного вещества с получением бумажной массы, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего агента используют нанопорошки оксида или гидроксидов алюминия или их смесей, обработке модифицирующим агентом подвергают также целлюлозу путем их смешения, в качестве проклеивающего компонента используют димер алкилкетена, а в качестве вспомогательного вещества - катионный крахмал в количествах 0,3-0,4 и 0,5-0,7% в расчете на сухие вещества в бумажной массе, соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарный расход модифицирующего агента составляет 0,5-5,0 кг/т бумаги, причем 20-80% этого количества расходуют на обработку карбоната кальция, остальную часть - на обработку целлюлозы.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2499094

patent-2499094.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D21H23/02 отличающиеся технологией добавления веществ

Класс D21H17/69 модифицированные, например связыванием с другими составами перед введением в массу или бумагу

Патенты РФ в классе D21H17/69:
способ получения композитного материала -  патент 2504609 (20.01.2014)
способ производства материалов из карбоната кальция с улучшенными адсорбционными свойствами поверхности частиц -  патент 2499016 (20.11.2013)
пористый волокнистый продукт с повышенной прочностью -  патент 2494184 (27.09.2013)
частица пигмента из диоксида титана с плотным легированным слоем диоксида кремния (sio2) (варианты), способ получения частиц с плотным легированным слоем sio2 (варианты) и способ изготовления красок, лаков и бумаги с использованием названных частиц и исходный материал при изготовлении бумаги или покрытия на основе названных частиц -  патент 2487150 (10.07.2013)
пигмент на основе диоксида титана (варианты), способ получения покрытых пигментов, способы изготовления декоративной бумаги и материалов покрытия, декоративная бумага, декоративный материал покрытия и ламинат -  патент 2480498 (27.04.2013)
регулируемая предварительная флокуляция наполнителя с применением двойной полимерной системы -  патент 2471033 (27.12.2012)
композиция наполнителя -  патент 2445416 (20.03.2012)
биологически активный листовой волокнистый материал -  патент 2443823 (27.02.2012)
пигмент на основе диоксида титана, способы получения пигмента на основе диоксида титана и пигмент, полученный одним из этих способов, декоративная бумага, способ изготовления декоративной бумаги, способ изготовления декоративных материалов покрытий и декоративные материалы покрытий -  патент 2443737 (27.02.2012)
способ получения частиц на основе природного карбоната кальция и солей этиленакриловой кислоты, полученные суспензии и сухие пигменты, их применение -  патент 2433153 (10.11.2011)

Класс D21H21/16 проклеивающие или водоотталкивающие агенты

Класс D21H17/29 катионсодержащий

Патенты РФ в классе D21H17/29:
способ изготовления бумаги для печати -  патент 2483151 (27.05.2013)
производство бумаги или картона -  патент 2431710 (20.10.2011)
производство бумаги с наполнителем -  патент 2431709 (20.10.2011)
способ получения бумаги -  патент 2404317 (20.11.2010)
способ получения бумаги и бумага, полученная данным способом -  патент 2388863 (10.05.2010)
способ изготовления бумаги или картона и бумага или картон, изготовленный этим способом -  патент 2367739 (20.09.2009)
катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты, способ получения крахмальных продуктов и применение в бумажных продуктах -  патент 2351609 (10.04.2009)
способ изготовления мешочной бумаги и мешочная бумага -  патент 2345188 (27.01.2009)
состав для поверхностной обработки целлюлозосодержащих материалов (варианты) -  патент 2342478 (27.12.2008)
катионизированный полисахаридный продукт в качестве добавки для бумажной массы (варианты), его применение и способ производства бумаги -  патент 2310027 (10.11.2007)

Наверх