Способ обработки волокнистой массы при изготовлении бумаги

 

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить стабильность белизны бумаги. Оптически отбеливающее вещество (ООВ) и оттеночный краситель растворяют в 0,005- 0,05%-ном водном растворе тиомочевины и выдерживают при 85-95° в течение 15- 20 мин до получения прозрачного раствора. Расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет 0,1-1,0% от массы ООВ. Полученный раствор вводят в суспензию размолотой целлюлозы, затем доба1 яют канифольный клей, каолин и сульфат алюминия. Из полученной массы изготавливают писчую бумагу. Этот способ может быть использован при производстве бумаги для печати, письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной. 1 табл.соС

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4828200/12 (22) 22.05.90 (46) 23.02.92. Бюл. hL 7 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги (72) Л.И. Ч екуни на, Д.У. Товстош курова, Е.П.

Дунаева, Н.Д. Глазова, С.И. Кравинский, В.А. Ковалев, В.А. Купчик, Т.Н. Пермякова и

А.Я. Кунингас (53) 676.1.023.57 (088,8) (56) Wochenblatt fur Papierfabrikation. 1975, 103, М 23/24, с. 902.

Кричевский Г., Гомбкете Я. Светостойкость окрашенных текстильных материалов.

М„Легкая индустрия, 1975, с. 121.Чекунина Л.И„Кучменко А.В. и др. Оттеночные красители для оптического отбеливан ия бумаги. — Бумажная. промышленность, 1982, М 8, с. 22.

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано для обработки волокнистой массы при производстве бумаги для печати, бумаги для письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной, т.е. всех видов бумаги, оптические характеристики которых в основном опрделяют их потребительские свойства. В большей степени это касается высококачественных видов бумаги с повышенной белизной, .к которым предъявляются требования по сохранению оптических свойств в течение длительного времени эксплуатации.

Старение являтся основной причиной ухудшения качества бумаги, Введение в

„„ЯЦ „„1714016 А1 (st>s D 21 Н 23/10, 21/28, 21/30, //О21Н17:07 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТОЙ .МАССЫ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БУМАГИ (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить стабильность белизны бумаги.

Оптически отбеливающее вещество (GOB) и оттеночный краситель растворяют в 0,005—

0,050/,-ном водном растворе тиомочевины и выдерживают при 85 — 95 в течение 1520 мин до получения прозрачного раствора.

Расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет 0,1-1,0$ от массы

ООВ. Полученный раствор вводят в суспензию размолотой целлюлозы, затем доба яют канифольный клей, каолин и сульфат алюминия. Из полученной массы изготавливают писчую бумагу. Этот способ может быть использован при производстве бумаги для печати, письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной.

1 табл. композицию бумаги оптических отбеливающих веществ (ООВ) вследствие интенсивного поглощения ими УФ-излучения ускоряет фотохимическое разрушение бумаги, ярко проявляющееся в резком падении белизны и росте желтизны бумаги. Умиверсальных методов повышения стабильности окрасок или белизны материалов не существует.

Обычно при оптическом отбеливании или крашении бумаги руководствуются или выбором ООВ и красителей с химической структурой, устойчивой к действию света, или выбором такой технологии крашения (отбеливания), которая обеспечивала бы максимальное количество красителей (отбе1714016

4 ливателей) на волокне, агрегацию и закрепление их во внутреннем объеме волокна, Известен способ обработки волокнистой массы, включающий растворение ООВ и оттеночного красителя в воде и последующее их введение в волокнистую массу.

Данный способ обработки волокнистой массы водными растворами оптического отбеливателя и оттеночногр красителя позволяет улучшить оптические свойства бумаги.

Однако такой способ предусматривает раздельное растворение оптического отбеливателя и оттеночного красителя в воде, что не обеспечивает необходимую стабильность белизны во времени.

Цель изобретения — повышение стабильности белизны бумаги.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки волокнистой массы, включающем и редварител ьное растворение OOB и оттеночного красителя, имеющего в молекуле метокси- или метокси- и оксигруппы в орто-полоЖении к азогруппе и

2 — 4 сульфогруппы и последующее введение их в волокнистую массу, согласно изобретению растворение ООВ и оттеночного красителя осуществляют одновременно в

0,005 — 0,05 -ном водном растворе тиомочевины, при этом расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет от

0,1-1,0 массы ООВ.

Предлагаемый способ обработки волокнистой массы, включающий совместное растворение ООВ и оттеночного красителя в водном растворе тиомочевины, обеспечивает стабильность белизны бумаги в процессе ее эксплуатации при одновременном достижении необходимого уровня ее оптических свойств.

Благодаря совместному растворению

OOB и оттеночного красителя в водном растворе тиомочевины происходит образование ассоциированных окрашенных комплексов: тиомочевина, являясь донором электронов, вступает во взаимодействие с л -электронами цепочки сопряженных двойных связей ООВ и красителей. Такие комплексные соединения обладают светозащитными свойствами и менее подвержены фоторазрушению за счет внутримолекулярного взаимодействия, так как молекулы ООВ,, находясь в тесном контакте со светопрочными молекулами красителей, при поглощении УФ-излучения передают энергию возбуждения красителям по контактному механизму тушения.

При этом важным является выбор красителей. Указанные красители, имеющие метокси- или метокси- и оксигруппы в орто-положении к азогруппе, активно участвуют в образовании внутриводородных связей между собой и ООВ, а также в образовании водородных связей с волокном, тем самым закрепляют ООВ на волокне, способ5 ствуя большей их устойчивости.

Кроме того, светозащитные свойства окрашенных комплексов проявляются тем больше, чем больше их количество адсорбируется на волокне и чем более равномернее

10 они на нем распределены. Этому также способствует тиомочевина, которая при оптимальной концентрации раствора выступает и как растворитель, препятствующий образованию больших агрегатов, тем самым об15 легчает диффузию окрашенных комплексов в толщу волокна и более равномерному распределению их в волокнистой массе, что способствует увеличению стабильности белизны во времени.

20 Снижение или увеличение концентрации водного. раствора тиомочевины за указанные пределы нежелательно, так как приводит к отрицательным эффектам; к потере стабильности белизны бумаги, когда

25 мочевины не достаточно для образования окрашенных комплексов, или к снижению эффективности действия ООВ в случае избытка тиомочевины.

Порядок введения раствора ООВ с отте30 ночным красителем в волокнистую суспензию определяется в зависимости от конкретного вида изготовляемой бумаги.

Чаще всего отбеливающий раствор вводят до наполнения илроклеивания волокнистой

35 массы или при технологической необходимости — после введения наполнителя и канифольного клея. Но обязательным условием является обработка волокнистой массы ООВ для подачи сернокислого алю40 миния.

Пример 1. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию беленой целлюлозы, содержащую 300 кг сульфатной хвойной, размолотой до 3345 35 ШР, и 700 кг сульфатной лиственной, размолотой до 25-28 ШР, вводят раствор оптически отбеливающего вещества рилюкса ПРС в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого голубого для бумаги, 50 имеющего в молекуле 4 сульфогруппы, и 2 метоксигруппы в орто-положении к азогруппе, в количестве 0,015 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют путем совместного растворения в указанных

55 количествах рилюкса ПРС и оттеночного .красителя прямого голубого для бумаги. Для этого оптический отбеливатель и краситель в сухом виде вносят при интенсивном перемешивании в заранее приготовленный

0,015 -ный водный раствор тиомочевины

1714016

10

20

30

40

50

55 (0,3 от массы OOB), смесь нагревают и выдерживают при 85 — 95 С в течение 1520 мин до получения прозрачного раствора.

Перед введением в волокнистую массу полученный отбеливающий раствор охлаждают до комнатной температуры. Затем в обработанную волокнистую массу добаляют

1,5 от массы абсолютно сухого волокна канифольного клея, соответственно 20 каолина, 25 (сульфата алюминия. Изготавливают писчую бумагу М 1 массой

80 гlм .

Для оценки стабильности бумаги опре; деляют изменение оптических характеристик: падение белизны и рост желтизны от исходных значений в зависимости от времени теплового воздействия. Образцы бумаги подвергают термическому старению при

105 + 2 С в течение 1,5,24 и 72 ч. До и после старения образцы подвергали кондиционированию при относительной влажности

50% и температуре 25ОС.

Пример 2 (по известному способу).

Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют в воде каждый раздельно без тиомочевины, Пример 3. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом, В суспензию беленой целлюлозы, содержащую 300 кг сульфатной хвойной, размолотой до 3335 ШР, и 700 кг сульфитной хвойной, pasмолотой до 28 — 30 ШР; вводят раствор

ООВ Белофора КБ в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого синего светопрочного КУ, имеющего в м ол е кул е 2 сульфогруппы, две метокси- и две оксигруппы в орто-положении к азогруппе.в количестве 0,008 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют как в примере 1 с той лишь разницей, что используют 0,005 -ный водный раствор тиомочевины (0,1 от массы ООВ). Затем в отбеленную волокнистую. массу добавляют

1,8/ от массы абсолютно сухого, волокна канифольного клея, соответственно 30% каолина,.25% сульфата алюминия Изготовляют офсетную бумагу hL 1 массой 70 г/м . г

Пример 4 (по известному способу).

Обрабатывают волокнистую массу аналогично- примеру 3 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель Белофор КБ и оттеночный краситель прямой синий светопрочный КУ растворяют раздельно в воде без тиомочевины.

Пример 5. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию, содержащу1о 800 кг беленой сульфитной хвойной целлюлозы, размолотой до

28 — 32 Ш Р, и 200 кг беленой древесной массы, вводят раствор оптического отбеливателя Вобиталя Бфау А в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого фиолетового "С" имеющего в молекуле две сульфогруппы, метокси- и оксигруппы в ортоположении к азогруппе, в количестве 0,02 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют как в примере 1 с той лишь разницей, что используют 0,05 -ный водный раствор тиомочевины (1,0 от массы отбеливателя).

Затем в отбеленную волокнистую массу добавляют 2,0 от массы абсолютно сухого волокна канифольного клея, соответственно 30% каолина, 25 сульфата алюминия.

Изготовляют бумагу типографскую hb 1 массой 60 гlм .

Пример 6 (по известному способу).

Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 5 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель Вобиталь Б фау А и оттеночный краситель прямой фиолетовый "С" растворяют раздельно в воде без тиомочевины.

Пример 7 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги в указанных количествах растворяют совместно в 0,003 -ном водном растворе тиомочевины (0,06 от массы отбеливателя).

Пример 8 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что рилюкс ПРС и прямой голубой для бумаги в указанных количествах растворяют совместно в 0,07 ном водном растворе тиомочевины (1,4 от массы ООВ).

Пример 9 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют каждый раздельно в 0,015 -ном водном растворе тиомочевины.

Пример 10 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический .отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют совместно в воде, не содержащей тиомочевину.

Пример 11 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что в качестве оттеночного красителя берут краситель кислотный синий "К" не содержащий в молеку-1 ле метокси- и оксигруппы.

1714016

Пример 12 (по известному способу).

Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию беленой целлюлозы, содержащей 300 кг хвойной сульфитной и

700 кг лиственной сульфатной, размолотых до 30 ШР, вводят раствор оптического отбеливателя Белофора КБ в количестве 0.5 кг и раствор оттеночного красителя кислотного чисто-голубого антрахинового в количестве 0,015 кг. Растворение оптического отбеливателя и красителя производят отдельно в воде без тиомочевины при

85-95 С. Образцы бумаги подвергали термическому старению. Сравнительные результаты испытаний по примерам 1 — 12 представлены в таблице. ся, Сравнение с контрольными примерами (7-9) показывает, что повышение стабильности белизны бумаги в предлагаемом способе достигается только при сочетании

5 приема совместного растворения оптического отбеливателя и оттеночного красителя и использовании в качестве растворителя водного раствора тиомочевины в указанном диапазоне концентраций.

10 Освоение предлагаемого изобретения будет способствовать повышению качества бумаги — достижению и сохранению ее оптических свойств, что позволит заменить часть дорогостоящей импортной бумаги по15 добного класса.

Формула изобретения

Способ обработки волокнистой массы при изготовлении бумаги, включающий

20 предварительное растворение оптически отбеливающего вещества и оттеночного красителя, имеющего в молекуле метоксйили метокси- и оксигруппы в орто-положении к азогруппе и 2 — 4 сульфогруппы и по25 следующее их введение в волокнистую массу, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности белизны бумаги, растворение оптически отбеливающего вещества и оттеночного красителя осуществ30 ляют одновременно в 0,005-0,5 -ном водном растворе тиомочевины, при этом расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет 0,1-1,0% от массы оптически отбеливающего вещества.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обработки волокнистой массы обеспечивает повышение устойчивости белизны обработанной бумаги в процессе ее эксплуатации в 1,5-2.0 раза по сравнению с известным способом. Сопоставление полученных данных с результатами, достигаемыми при воспроизведении известного способа с учетом одинакового композиционного состава бумажной массы (примеры 1 и 12) и равных расходов оптического отбеливателя и оттеночного красителя, показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет стабилизировать оптические свойства бумаги: относительная скорость снижения белизны и роста желтизны бумаги в значительной степени уменьшаетПример

Исходные показатели до,старения

Ха акте истика способа и и в емени ста ения, ч

Паде- Рост ние бе- желлизны, тизны, 0 о, Рост Падежел- ние бетизны, лизны, Белиз- Желна, % тизна, %

Падение белизны, о

Падение белизны, 0

Рост желтизны, Рост желтизны, о

2,4

5,8

2,0

6,1

2,8

5.8

4,0

2,6 . 5,8

-4,5

4,2

6,6

2

4

6

8

11

82,8

82,0

82,6

86,8 . 82,3

81,3

82,3

81,0

82,4

82,3

82,0

81,4

6,0

7,1

6,3

7,5

6,1

7,8

6,0

8,0

6,2

6,2

7,0

7,8 1,4

2,9

1,1

3,0

1,6

3,1

1,7

1,5

2,5

2,0

1,8

3,6

1,2

1,8

1,0

2,2

1,3

1,8

2,0

1,6

2,6

2,4

2,0

2,8

2,3

4,1

1,8

3,9

2,0

4,4

3,2

2,8

4,3

3,8

2,8

4,8

3,7

7,8

3,4

7,6

4,0

7,8

5,9

5,0

6,4

6,0

5,9

8,8

2,8

6,0

2,4

6,1

2,7

6,4

3,8

2,9

5,9

5,0

3,8

6,5

6,4

9,8

6,0

9,6

6,9

9,0

6,9

6,6

9,5

7,1

7,0

11,5

3,9

8,5

3,0

8.8

4.0

9,1

4,0

4,5

6,2

5,1

4,3

10,4