Основа для теплочувствительной бумаги и способ ее получения

 

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет улучшить физико-механические свойства основы . Смешивают компоненты в следующем количестве, мас.%: беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10 - 40, небеленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10 - 35, беленая сульфатная целлюлоза из лиственной древесины 20 - 35 и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги 15 - 25. Основу получают из данной массы путем отлива из нее полотна основы и каландрирования так, что каждую сторону полотна основы пропускают по металлическому и бумажному валам. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н>з 0 21 Н 27/00, 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4736798/12 (22) 19.07.89 (46) 15.03.9?. Бюл. М 10 (71) Малинская бумажная фабрика (72) С.Г.Харченко, Ю.H,Ñåðåáðÿêoâ,А.А,Филоненко и П.В.Харченко (53) 676.481 (088.8) (56) Основа для бумаги ВМП. Технические условия ТУ-81-04-357-75, Основа теплочувствительной бумаги белая. Технические условия ТУ 81-04-475-77. (54) ОСНОВА ДЛЯ ТЕПЛОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ БУМАГИ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к составам основы для теплочувствительной бумаги и способу ее получения и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Теплочувствительная бумага находит применение для регистрации информации в приборах с тепловой записью и чаще всего представляет собой инертную основу с нанесенным на одну из ее сторон теплочувствительным покрытием.

Характеристика теплочувствительной бумаги в значительной степени зависит от свойств основы и способа ее получения.

В связи с этим улучшение качества теплочувствительной бумаги может быть достигнуто прежде всего путем разработки новых и совершенствования известных составов основы и способов ее получения.

Так, например, известна основа для теплочувствигельной бумаги, содержащая

„„ Ы„„1719518 А1 (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет улучшить физико-механические свойства основы, Смешивают компоненты в следующем количестве, мас.7: беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10 — 40, небеленая сульфатная целлюлоза из хвой ной древесины 10 — 35, беленая сульфатная целлюлоза из лиственной древесины 20—

35 и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги 15 — 25, Основу получают из данной массы путем отлива из нее полотна основы и калэндрировэния так, что каждую сторону полотна основы пропускают по металлическому и бумажному валам.

2 с.п.ф-лы, 2 табл. небеленную сульфатную целлюлозу, которую получают путем подготовки исходных компонентов, отлива полотна на бумагоделательной машине и последующего каландрирования, при котором одна сторона основы проходит по металлическому, а другая — по бумажному валу.

Полученная основа имеет массу 1 м

45-51 г, толщину 45-52 мкм и характеризуется достаточно высокой прочностью (разрушающее усилие в машинном направлении не мене 49,0 (5,0) Н.(кГс), Однако основа имеет высокую жесткость и гладкость, что может быть причиной снижения адгезии к теплочувствительному покрытию и его отслоению в готовом изделии.

Кроме того, полученная теплочувствительная бумага жесткая, пригодна для записи информации с низкой скоростью (не

1719518 более 1 м/с) и поэтому имеет ограниченное применение.

Наиболее близкой к предлагаемой является основа теплочувствительной бумаги, содержащая целлюлозу сульфатную Geneную из хвойной древесины «70мас. ф, и целлюлозу сульфатную беленую из лиственной древесины 30 мас. g,.

Получают основу путем подготовки исходной массы для основы, а именно: размалывания исходных веществ до 50ОШР, разбавления водой до необходимой концентрации, очистки полученной массы и последующего формирования из массы полотна основы на бумагоделательной машине. Снятую с наката основу увлажняют и каландрируют на суперкаландре так, что одна ее сторона приходит по металлическому валу,.а другая — по бумажному валу каландра.

Полученная таким образом основа пригодна для нанесения на одну из ее поверхностей последовательно черной и затем белой теплочувствительных красок, Теплочувствительную бумагу выпускают в рулонах шириной 1000 мм и 878 мм.

Диаметр рулона должен быть 600+100 мм, Бумага пригодна для записи информации с высокой скоростью и имеет следующие физико-механические характеристики:

Масса бумаги площадью 1 м, r 46г.2/5, Толщина, мкм 49+-2, Разрушающее усилие, кГс в машинном направлении 39 (4,0), Гладкость, сек., не менее 220

Воздухопроницаемость мл/мин, не более 60

Белизна, 7, не менее 75

Однако основа, выбранная в качестве прототипа, характеризуется недостаточными величинами показателей физико-глеханических свойств, что приводит к снижению потребительских свойств теплочувствительной бумаги.

Существенным недостатком основы является низкая механическая прочность, которая определяет неудовлетворительные механические свойства конечного продукта.

8ысокая воздухопроницаемость является главной причиной проникновения через поры основы черной краски и соответственно снижения эстетического вида бумаги.

Частичное устранение этих недостатков основы может быть достигнуто при данном составе только увеличением массы 1 м, но

2 это, в свою очередь, нецелесообразно, так как ведет к увеличению толщины основы и

10-35

При указанном оптимальном соотноше50 нии компонентов основы при различных размерах волокон и их происхождения, а также при укаэанном способе получения происходит более глубокое взаимодействие функциональных групп волокон, которое в

55 конечном итоге приводит к улучшению физико-механических свойств основы.

При выборе оптимального содержания компонентов основы руководствовались качественными показателями самой основы и термочувствительной бумаги. соответственно к увеличению диаметра рулонов, что не всегда согласуется с габаритами приборов.

Основа по прототипу характеризуется

5 высокой гладкостью, что, возможно, является причиной низкой адгезии ее к теплочувствительному покрытию и может вызвать отслоение его в готовом продукте, При этом гладкость основы определена

10 только нижним пределом. что не согласуется с требованиями метрологии и усложняет стабилизацию качественных показателей теплочувствител ьной бумаги.

Технология получения основы-прототи15 па достаточно сложная, а каландрирование, осуществляемое предлагаемым образом, приводит к повышенной скручиваемости основы и соответственно теплочувствительной бумаги.

20 Цель изобретения — улучшение физикомеханических, свойств основы.

Поставленная цель достигается тем, что основа для теплочувствительной бумаги, содержащая беленую сульфатную целлюлозу из <

25 хвойной и лиственной древесины, дополнительно содержит небеленую сульфатную целлюлозу из хвойной древесины и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги при следующем соотношении ком30 понентов, мас.7;:

Беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины 10-40

Небеленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины

35 Беленая сульфатная целлюлоза из лиственной древесины 20-35

Оборотное волокно производства конденсаторной бумаги 15-25

При этом в способе получения основы

40 для теплочувствительной бумаги, включающем подготовку исходной волокнистой массы, отлив из нее полотна и последующее каландрирование путем пропускания полотна по металлическому и бумажному ва45 лам, при каландрировании каждую сторону полотна основы пропускают по металлическому и бумажному валам.

1719518

30

При этом установлено, что использова-. ние беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ниже 10% приводит к существенному снижению белизны основы, т.е. ухудшению товарного вида, а выше

40% — резко увеличивает гладкость и скручиваемость основы, что значительно ухудшает дальнейшую технологию использования

ОСНОВЫ.

Содержание небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ниже

10% не позволяет получить основу высокой механической прочности. Введение этого компонента свыше 35% резко повышает жесткость основы и. снижает ее технологи- 15 ческие свойства при дальнейшей переработке.

Количество беленой султьфатной целлюлозы из лиственной древесины меньше

20% значительно увеличивает жесткость и снижает белизну основы, но выше 35%— повышает воздухопроницаемость основы при снижении механической прочности.

Введение оборотного волокна производства конденсаторной бумаги ниже 15% увеличивает воздухопроницаемость и прозрачность основы, а выше 25% — увеличивает ее скручиваемость, что осложняет ее дальнейшее использование.

Приготовление основы для теплочувст.вительной бумаги проводят в соответствии с рабочими рецептурами, примеры которых представлены в табл.1, Получают основу для теплочувствительной бумаги по следующей схеме.

В гидроразбиватель загружают в необходимых количествах беленую.и небеленую сульфатную целлюлозу из хвойной древесины и беленую сульфатную целлюлозу из лиственной древесины, Затем полученную смесь перекачивают в приемный бассейн, разбавляя при этом до концентрации 2,02,4%.

После этого смесь подают на поток конических мельниц для размалывания до (55 2) ШР при длине волокон 50-70 дг и в композиционный бассейн, где происходит смешение с оборотным волокном производства конденсаторной бумаги. Оборотное волокно представляет собой смесь отходов конденсаторной бумаги толщиной волокон 4-30 мк,.т.е. со степенью помола

80-98 ШР и длиной волокна 18-80 дг; разбавленных в воде до определенной концентрации. Затем смесь всех компонентов волокнистой массы измельчают в среднем до 70 Ш P и длины 50-60 дг, разбавляют до концентрации 0,3-0,4%. После этого полученная масса пригодна для формирования полотна основы, Формирование полотна основы происходит на бумагоделательной машине, В накате бумажное полотно разрезают на два рулона по 1060 мм (или 980 мм) и подают на каландр.

Схема расположения валов в каландре включает центральный металлический вал диаметром 200 мм, по обе стороны которого последовательно расположены по два бу-, мажных каландровых вала и одному металлическому валу диаметром 600 мм. Схема также снабжена направляющими бумагонедущими валиками, попарно расположенными по обе стороны от системы названных валов.

Заправку полотна основы осуществляют по схеме, в которой полотно основы пропуск-.lGT между металлическим валом и бума:кным валом, расположенными по одну сторону от центрального вала. Затем через пару направляющих бумаговедущих валиков !l между центральным металлическим нале.;, и бумажным валом, расположенным по другую сторону от центрального вала, после этого по второй паре направляющих валиков. Направление движения полотна оснсны показано на схеме стрелкой, Каландриронание проводят при давлении .. гидроцилиндрах 15+1 кГс/см, темпе2 ратуре валов не выше 80 С. При этом каландрирование по описанной схеме обеспечивает прохождение каждой стороны осHGD . по металлическому и бумажному валам, Пример 1 В гидроразбинатель загружали 10 Kl целлюлозы сульфатно, беленой из хвойной древесины марки ХБ-1, 35 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины марки ЭК-2 и 35 кг целлюлозы сульфатной беленой из лиственной древесины марки ОБ-1. После измельченияя полученную смесь перекачивали в приамный бассейн, разбавляя массу водой до концентрации 2,0-2,4%. После разбавления смесь подавали на конические мельницы (МКЛ-01 — 9 штук), где происходило размалывание волокон до 55"-2 ШР при длине 50-70 дг. Смесь измельченных волокон перекачивали в композиционный бассейн, где смешивали с 20 кг разбавленного до концентрации 2,0-2,4, оборотного волокна производства конденсаторной бумаги. Затем массу, содержащую все исходные компоненты, измельчали на . конических мельницах до 70 ШР и длины

50-60 дг и направляли на формирование основы на бумагоделательной машине. Б-37А.

После разрезания полотна на дна рулона основу подавали на каяандриронание, кото1719518

20

55 рое осуществляли так, что каждая сторона основы один раэ соприкасалась с металлическим и бумажным валами каландра. Физико-механические характеристики полученных основы и теплочувствительной бумаги представлены в табл.2. Для сравнения в таблицу ввели аналогичные данные для прототипа и теплочувствительной бумаги на ег0 основе, П р.и м е р 2. Смесь, содержащую 20 кг беленой сульфатной целлюлозы ХББ-2,30 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-1 и 30 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины марки ОБ-2, помещали в гидроразбиватель и измельчали, как описано в примере 1. Затем в смесь прибавляли 20 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги. Полученную массудальше подготавливали как в примере 1 и направляли на формирование основы. Свойства основы и теплочувствительной бумаги представлены в табл.2.

Пример 3, Исходную массу для приготовления основы, содержащую 30 кг беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ХБ-З, 30 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-З, 25 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины ОБ-1 и 15 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги, готовили и применяли для получения основы как в примере 1. Свойства полученной основы и теплочувствительной бумаги представлены в табл.2.

Пример 4. Исходную массу для формирования основы, содержащую 40 кг беленой сульфатной целлюлозы иэ хвойной древесины ХБ-1, 20 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-1, 20 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины ОБ-2 и 20 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги, готовили и применяли для формирования полотна основы как описано в примере 1. Свойства полученной основы и бумаги приведены в табл.2.

Пример 5. Исходную массу для получения основы для теплочувствительной бумаги, содержащую 40 кг беленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ХБ-5, 10 кг небеленой сульфатной целлюлозы из хвойной древесины ЭК-2, 25 кг беленой сульфатной целлюлозы из лиственной древесины ОБ-1 и 25 кг оборотного волокна производства конденсаторной бумаги, готовили и использовали для формирования основы как описано в примере 1. Свойства полученной основы и соответствующей теплочувствительной бумаги приведены в табл.2.

Из табл.2 следует, что предлагаемая основа и теплочувствительная бумага на этой основе по всем показателям превосходят прототип.

Существенным преимуществом предлагаемой основы является более высокая величина механической прочности (разрушающее усилие в машинном направлении увеличилось почти на 20 ). Повышение прочности основы обеспечивает получение более прочной теплочувствительной бумаги. Это позволяет снизить массу 1 м" бумаги и ее толщину, что, в свою очередь, дает возможность получить рулоны необходимого диаметра, соответствующие габаритам приборов.

Предлагаемая основа характеризуется меньшей воздухопроницаемостью, что снижает проникновение черной краски на тыльную сторону теплочувствительной бумаги и позволяет сохранить ее эстетичность.

Вместе с тем, предлагаемая основа имеет меньшую гладкость, что обеспечивает улучшение адгезии ее к теплочувствительному покрытию и снижает вероятность его отслоения в готовом, продукте, Кроме того. важным преимуществом предлагаемой основы является то, что величина гладкости ограничена верхним и нижним пределами, что согласуется с требованиями метрологии и стабилизует качественные показатели теплочувствительной бумаги.

Предлагаемый способ прост в осуществлении и обеспечивает получение основы, которая характеризуется более высокими показателями физико-механических свойств и меньшей скручиваемостью, что упрощает ее дальнейшее использование.

Таким образом, предлагаемая основа и способ ее получения позволяют изготовить теплочувствительную бумагу более высокого качества, пригодную для записи информации с высокой скоростью.

Формула изобретения

1. Основа для теплочувствительной бумаги, содержащая беленую сульфатную целлюлозу из хвойной и лиственной древесины, отличающаяся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств основы, она дополнительно содержит небеленую сульфатную целлюлозу из хвойной древесины и оборотное волокно производства конденсаторной бумаги со степенью помола 80-98 ШР и длиной волокна 18-80дг при следующем соотношении компонентов, мас оь

1719518

10-40

20-35

10-35

Таблица 1

Наименование компонентов

Со е жание, мас., в и име е

10

40

30.30

20

30

20

25

20

20

Таблица 2

Характеристика бумаги теплочувствительноя поп име

Наименование показателей

Характеристика основы по примеру

Прототип

Прототип

53 не >55 не>66

4З

44

39

З9

Зб

44

45+2

48М

39

5,2 не «4.0

290 е «250

5. 6

28О

5.8

290

5,9

2то

59(5.5) 280

5,2 39(4.0)

1 < 5 не«220

5,6

1то

59(5.5) 160

5.8

165

5.9

45 60

4З

4О

55 не «45

55 55

t.4 1 4

1 4 не «1.2!.4

1,4

Составитель С, Харченко

Редактор M. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Заказ 746 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Беленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины

Беленая сульфатная целл((3лоза из лиственной древесины

Небеленая сульфатная целлюлоза из хвойной древесины

Оборотное волокно производства конденсаторной бумаги

Целлюлоза беленая сульфатная из хвойной древесинй

Целлюлоза небеленая сульфатная из хвойной древесины

Целлюлоза беленая сульфатная из лиственной древесины

Оборотное волокно производства конденсато ной б маги

Масса бумаги площадью 1 м2, г толщина, мкм разрушающее усилие в машинном направлении, не менее, Н (кгс)

Гладкость, с

Воздухопроницае

Л

Бензин, )>. не ме нее

Скорость записи, м/мин, ><е менее

2. Способ получения основы для теплочувствительной бумаги, включающий подготовку исходной волокнистой массы„ отлив из нее полотна и последующее каландриро5 вание путем пропускания полотна по металлическому и бумажному валам, о т л и ч а ющ и .й с я тем, что при каландрировании каждую сторону полотна пропускают по металлическому и бумажному валам.