Состав для поверхностного покрытия гофробумаги или плоских слоев гофрированного картона

 

Сущность изобретения: состав для поверхностного покрытия содержит следующие компоненты, мас.%: крахмал 60-80; водорастворимая соль сополимера 20-40. В качестве водорастворимой соли используют соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты при соотношении указанных сополимеров соотретственно (мас.%): 90-93,6-8,1-2. Состав может содержать окисленный крахмал. 1 з.-п. ф-лы. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (IOCIlATEHT CCCP) ИЗОБРЕТЕНИЯ „, ..;:;;;;...„

Б ЙБИ»,";.1,"a»

ОПИСАНИЕ

К ПАТЕНТУ (21) 4941497/12 (22) 03.06.91 (46) 15.03,93. Бюл. ¹ 10 (71) Центральный научно-исследовательский институт бумаги и Ангренский картонно-тарный комбинат (72) С. С, Стаильский, Г. М. Минин, Ш, М, Османов, В. С. Боев, Ю, А. Крылатов. А. Н.

Потапов, P. А, Абдразаков и В. М. Кравчук (73) Ангренский картонно-тарный комбинат (56) Энгельгард Г. и др. Проклейка бумаги, М., Лесная промышленность, 197, с. 60-66.

"ZeIIatoff und Papier ", 38, 1989, ¹ 3, с, 112-114.

Выложенная заявка N 3012002. кл. D 21 В 3/38, 1981.

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении гофробумаги и плоских слоев гофрированного картона, Целью изобретения является повышение жесткости бумаги или плоских слоев картона и сопротивление их продавливанию при одновременном снижении себестоимости.

Указанная цель достигается тем, что со. став для поверхностного покрытия гофробумаги или плоских слоев гидрированного картона, содержащие крахмал и водорастворимую соль сополимера на основе акрилонитрила, согласно изобретению. в качестве сополимера содержит сополимер акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты при соотношении указанных мономеров соответственно, мас;% . 90 — 93;

„„5U„„1802840 А3

rsI)s D 21 Н 19/20, 19/74//D 21 Н 17:28, 17:34 (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПОКРЫТИЯ ГОФРОБУМАГИ ИЛИ ПЛОСКИХ

СЛОЕВ ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА (57) Сущность изобретения: состав для поверхностного покрытия содержит следующие компоненты, мас,%: крахмал 60 — 80; водорастворимая соль сополимера 20-40. В качестве водорастворимой соли используют соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кисло1ы при соотношении указанных сополимеров соотретственно (мас,%): 90 — 93,6-8,1-2, Состав может содержать окисленный крахмал.

1 з. и, ф-лы, 1 табл.

6 — 8 и 1 — 2 и следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Крахмал 60-80

Водорастворимая соль QQ сополимерэ 20 — 0 ()

В качестве крахмала состав содержит крахмал, окисленный персульфатом аммо- Ор ния или знзимами.

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилатэ и итаконовой кислоты является побочным продуктом производства синтетического волокна Нитрон и,3 выпускается ПО "Навоиазот" по ТУ-113-03- { Д

17-02-83 "Препарат К-9, Водорэстворимый полимер".

Применение водорастворимой соли сополимера акрилонитрила, метакрилата и итаконовой кислоты в композиции с окисленным крахмалом в заявляемых пределах дает возможность повысить жесткость гоф1802840 робумаги и плоских слоев гофрированного картона и сопротивление из продавливанию.

Пример 1. Готовят состав для поверхностной обработки следующей композиции, мас.%:

Крахмал, окисленный 5% персульфатом аммония 80

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и атиконовой кислоты 20

При этом соотношении акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты в сополимере составляет соответственно, мас.%: 91; 7,5 и 1,5, Приготовленный состав для поверхностной обработки картона для плоских слоев гофрированного картона, содержащего в композиции 70% макулатуры и 30% небеленой сульфатной целлюлозы.

Количество нанесенного состава (нанос) и результаты испытаний необработанного картона и картона с поверхностной обработкой представлены в таблице, Пример 2; Готовят состав для поверхностной обработки следующей композиции, мас.%:

Крахмал, окисленный 5% персульфата аммония - 60

Водорастворимая соль со-:= полимера акрилонитрила метилакрилата и итаконовой кислоты . 40

При этом соотношение акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты в сополимере составляет соответственно, мас.%: 91, 75 и 1,5.

Приготовленный состав используют для поверхностной обработки картона для плоских слоев гофрированного картона, содержащего в своей композиции 70% макулатуры и 30% небеленой сульфатной целлюлозы.

Нанос состава и результаты испытания картона представлены в таблице.

Пример 3. Готовят состав для поверхностной обработки следующей композиции(в мас, %):

Крахмал, окисленный 0,01% энзимами 70

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 30

Соотношение акрилонитрила, и итаконовой кислоты составляет соответственно, мас.%: 90, 8 и 2.

Приготовленный состав используют для поверхностной обработки картона для пло18 ских слоев гофрированного картона, имеющего композицию по волокну аналогично примеру 1.

Нанос состава и результаты испытаний

5 картона представлены в таблице.

Пример 4. Готовят состав для поверхностной обработки с композицией аналогично примеру 3. Соотношение акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты в сополимере составляет соответственно (в мас.%): 93; 6 и 1.

Приготовленный состав используют для поверхностной обработки картона для плоских слоев гофрированного картона, имеющего композицию по волокну аналогично примеру 1, Насос состава и результаты испытаний картона представлены в таблице.

Пример 5, Готовят состав для повер20 хностной обработки следующей . композиции, мас.%:

Крахмал, окисленный 5% персульфата аммония -,, 65

Водорастворимая соль со25 полимера акрилонитрила, метилакрилата итаконовой кислоты 35

Соотношение мономеров в сополимере аналогично примеру 4.

Приготовленный состав исйользуют для

30 поверхностной обработки гофробумаги, содержащей в своей композиции 90% макулатуры и 10% небеленой сульфатной целлюлозы, Насос состава и результаты испытаний

35 необработанной бумаги и бумаги с поверхностной обработкой представлены в таблице.

Пример 6 (контрольный). Готовят состав для поверхностной обработки следу40 ющей композиции, мас.%;

Крахмал, окисленный 5% персульфата аммония

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 82

Соотношение мономеров в сополимере аналогично примеру 4, Приготовленный состав используют для

50 обработки картона. имеющего композицию по волокну аналогично примеру 1, Нанос состава и результаты испытаний картона представлены в таблице.

Пример 7 (контрольный), Готовят

55 состав для поверхностной обработки следующей композиции, мас, %;

Крахмал, окисленный 0.01 % энзимов 55

Водорастворимая соль сополимера акри1802840

90 лонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты 45

Соотношение мономеров сополимера аналогично примеру 4.

Приготовленный состав используют для обработки картона.

Результаты испытаний картона представлены в таблице.

Пример 8 (контрольный). Готовят состав для поверхностной обработки следующей композиции (в мас,%):

Крахмал, окисленный 5 персульфата аммония 70

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила. метилакрилата и итаконовой киСлотЫ 30

Соотношение акрилонитрила,метилакрилата и итаконовой кислоты в сополимере составляет соответственно, мас. : 94,5, 5 и

0,5, Приготовленный состав используют для обработки картона.

Результаты испытаний картона представлены в таблице.

Пример 9 (контрольный), Готовят состав для поверхностной обработки с композицией аналогично примеру 8.

Соотношение акрилонитрила, метакрилата и итаконовой кислоты в сополимере составляет, мас., : 88,5, 9 и 2,5, Приготовленный состав используют для обработки гофробумаги;

Результаты испытаний бумаги представлены в таблице, Пример 10 (no прототипу). Готовят состав для поверхностной обработки следующей композиции, мас. :

Крахмал, окисленный 5 персульфата аммония 10

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, акриламида и акриловой кислоты 90

Соотношение акрилонитрила, акриламида и акриловой кислоты в сополимере составляют соответственно, мас, : 3,0; 50 и 47. Состав используют для обработки картона для плоских слоев гидрированного картона, имеющего композицию по волокну аналогично примерам 1-9.

Результаты испытаний картона представлены в таблице.

Пример 11. (по прототипу). Готовят состав для поверхностной обработки следующей композиции, мас. :

Крахмал, окисленный 0.01

ЭНЗИМОВ

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, акриламида и акриловой кислоты 10

Соотношение акрилонитрила, акрилэмида и акриловой кислоты составляет соответственно, мас. : 10,30 и 60, Приготовленный состав используют для

5 . обработки картона, Результаты испытаний картона представлены в таблице.

Пример 12 (по прототипу). Готовят состав для поверхностной обработки следу10 ющей композиции, мас.%:

Крахмал, окисленный 5 персульфата аммония 70

Водорастворимая соль сополимера акрилонитрила, 15 акриламида и акриловой кислоты 30

Соотношение мономеров в сополимере аналогично примеру 12.

Состав используют для обработки гофробумаги, имеющей композицию по волок20 ну аналогично примеру 5.

Результаты испытания гофробумаги представлены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый состав

25 характеризуется повышенной эффективностью. о чем свидетельствуют результаты определения жесткости (разрушающего усилия при сжатии кольца) и абсолютного сопротивления продэвливэнию картона (бу30 маги) до и после поверхностной обработки, Так при использовании предлагаемого состава разрушающее усилие при сжатии кольца достигает значения 379 — 402 Н (примеры 1, 2. 3, 4), в то время как обработка

35 известным составом дает значение данного показателя только 331 — 334Н (примеры 11 и

11). Прирост жесткости по данному показателю по отношению к исходному (необ„аботанному картону) сос-.авляет 31 — 39

40 (предлагаемый состав) и 14-15 (известный состав).

Если сравнить результаты определения абсолютного сопротивления продавливэнию, то можно установить, что испольэова45 ние предлагаемого состава позволяет повысить данный показатель с 690 - кПа (необработанный картон) до 1014-1048 кПэ, . (примеры 1, 2, 3 и 4),в то время как для известного состава данный показатель не

50 превышает значения 821 кПА (примеры 10—

11). Прирост абсолютного сопротивления продавливанию по отношению к исходному (необработанному) картону составляет 4752 при использовании предлагаемого со55 става в то время, как известный состав обеспечивает прирост данного показателя

19%

Аналогичная закономерность проявляется при поверхностной обработке гофробумаги, Применение предлагаемого состава

1802840

Нанос. гlм

Разрушающее усилие при сжатии кольца в поперечном направлении, Н

Масса 1м, г

Абсолютное сопротивление прада вл и ванию,. кПа

Примеры

В питываемость при одностороннем смачивании, г/м

Необработанный картон

2

391 (34) 379 (31)

402 (39)

389 34

225

1035 (50)

1014 (47)

1048 (52)

1021 48

65 (62)

67 (60)

64 (63)

68 60

231

231

231 обеспечивает прирост абсолютного сопротивления продавливанию 53 и разрушающего усилия при сжатии кольца 78 (пример 5), в то время, кэк известный состав способствует росту данных показателей на 5

17 и 15 соответственно.

Необходимо отметить, что оасход предлагаемого состава (насос. г/см }ниже на 2-4

r/M по сравнению с известным составом, что обеспечивает снижение затрат на по- 10 верхностную обработку картона и бумаги и, следовательно, сокращении затрат на производство.

Дополнительным преимуществом предлагаемого состава является его повышен- 15 ное гидрофобизирующее воздействие на бумагу и картон, Так при его использовании впитываемость воды картоном снижается нэ 60 — 63 (примеры 1, 2, 3 и 4), тогда как при использовании известного состава впи- 20 тываемость снижается на 23 — 25 (примеры

10 — 11). Соответственно для гофробумаги эти цифры составляют 66 (пример 5) и 40 " (и ример 12), По мнению авторов, более высокая эф- 25 фективность предлагаемого состава в сравнении с известным обусловлена меньшим содержанием органических кислот в молекуле сополимера (в предлагаемом составе

1-2 итаконовой кислоты, в известном 30 составе 30-60% акриловой и/или метакриловой кислоты). Вероятно, при взаимодействии с кислыми компонентами волокнистой массы (ионы водорода, алюминия, соли жесткости) макромолекул водора- 35 створимой соли сополимера предлагаемого состава в меньшей степени претерпевают конформвционные изменения, При этом количество контактов каждой макромолекулы предлагаемого состава с целлюлозными во- 40 локнами значительно больше в сравнении с до обрэбот- после обраки ботки известным составом, что обеспечивает более высокий упрочняющий эффект.

Авторами также установлено, что нарушение заявляемых значений параметров приводит к снижению эффективности предлагаемого состава (контрольные примеры 6, 7, 8 и 9), Так, например, снижение содержания итаконовой кислоты в сополимере (пример 8) до 0,5 или его повышение до 2,5% (пример 9) приводит к снижению жесткости и сопротивления продавливанию картона и гофробумаги, Более высокая эффективность предлагаемого состава может быть использована для снижения массы 1 м картона или гоф-. робумаги или повышения доли макулатуры в композиции картона и бумаги до 80-90 .

При этом снижаются затраты на производство картона для плоских слоев гофрированного картона.

Формула изобретения

1. Состав для поверхностного покрытия гофробумаги или плоских слоев гофрированного. картона, содержащий крахмал и синтетическое полимерное связующее, о тлича ющийсятем, что,с целью повышения жесткости и сопротивления продавливанию готового материала при одновременном снижении себестоимости, в качестве синтетического полимерного,связующего он содержит водорастворимую соль сополимера акрилонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты при соотношении указанных мономеров соответственно, мас. : 90-93, 6 — 8 и 1 — 2 и следующем соотношении компонентов состава, мас. /: крахмал 60-80 водорастворимая соль сополимера 20-40.

2. Состав по и. 1, отличающийся тем. что он содержит окисленный крахмал.

1802840

Продолжение таблицы

Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа

Нанос, гlм

Впитываемость при одностороннем смачивании, г/м

Примеры

Разрушающее усилие при сжатии кольца в поперечном направлении, Н

Масса 1 м, r до обработки после обработки

150 225 (53) 125

125

131

862 (25)

836 (21)

814 (18) 225

231

231

225

225

232

131

233

134

136 (22)

334 (15)

331 (14)

133 15

180 (20)

821 (19)

821 (19)

176 17

95 (43)

128 (23)

125 (25)

107 40

125

8

Редактор

Заказ 861 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Необработанная бумага

6 (контрольный)

7 (контрольный)

8 (контрольный)

9 (контрольный)

10 (и рототигт)

11 (прототип)

12 и ототип

199 (78)

328 (13)

345 (19)

339 (17) Составитель С.Стаильский

Техред М.Моргентал Корректор Н.Кузьмина

167

57 (66)

100 (42)

88 (49)

92 (44)