Состав для пропитки бумаги-основы, применяемой для изготовления электрохимических видов бумаги

 

Сущность состав, содержащий диаммонийную соль 5,5ʹ метилендисалициловой кислоты, динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, аминоуксусную кислоту, тиомочевину, хлорид натрия, этиленгликоль и воду, дополнительно содержит нитрат калия. Введение в состав нитрата калия и определенное соотношение компонентов состава позволяют повысить разрешающую способность бумаги и увеличить белизну фона бумаги. 1 табл.

Изобретение относится к составу для пропитки бумаги-основы, применяемому для изготовления электрохимических видов бумаги.

Данные виды бумаги найдут применение для регистрации информации в факсимильной аппаратуре, медицинских приборах и быстродействующих регистрирующих устройствах, широко использующихся в настоящее время в различных отраслях народного хозяйства.

Известен состав для пропитки бумаги, содержащий цветообразующий реагент-метилендисалициловую кислоту, электролит-хлорид натрия или хлорид калия и др. стабилизатор плотности фонатетранатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты или тринатриевую соль Na-гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусной кислоты, гидроксид натрия и растворитель воду (патент США N 3409516, кл. 204-2, 1968).

Недостатком указанного состава является то, что изготовленная с использованием этого состава электрохимическая бумага не позволяет получить запись с разрешающей способностью, соответствующей требованиям потребителей из-за высокой концентрации метилендисалициловой кислоты.

Известен также состав для пропитки бумаги, используемый для изготовления высокоскоростной электрохимической бумаги, содержащий цветообразующий компонент-диаммонийную соль 5,5'-метилендисалициловой кислоты, маскирующие реагенты-динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и аминоуксусную кислоту, тиомочевину, хлорид натрия, этиленгликоль и воду. ("Технологический регламент производства бумаги электрохимической высокоскоростной (ЭХБ-В) в цехе N 2 КЭЦБЗ" ВНПОБумпрома. 1987 г).

Недостатком бумаги, пропитанной указанным составом, является низкая разрешающая способность при средних и низких скоростях регистрации информации в факсимильной аппаратуре, что не позволяет получать качественную запись на бумаге во всем диапазоне скоростей записи факсимильных аппаратов.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка такого состава для пропитки бумаги-основы, который позволил бы получить запись информации с разрешающей способностью, соответствующей требованиям потребителей во всем диапазоне скоростей записи факсимильной и регистрирующей аппаратуры.

Сущность изобретения заключается в том, что состав для пропитки бумаги-основы, применяемый для изготовления электрохимических видов бумаги и содержащий цветообразующий компонентдиаммонийную соль 5,5'-метилендисалициловой кислоты, маскирующие реагенты -динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б) и аминоуксусная кислота, тиомочевину, хлорид натрия, этиленгликоль и воду, дополнительно содержит нитрат калия при следующем соотношении компонентов (мас. ): Диаммонийная соль 5,5'-метилендисалициловой кислоты 1,18-3,37 Динатриевая соль этилен-диаминтетра- уксусной кислоты 0,041-0,07 Аминоуксусная кислота 0,033-0,062 Тиомочевина 0,041-0,07 Хлорид натрия 2,62-7,33 Нитрат калия 2,51-7,70 Этиленгликоль 6,39-8,59 Вода Остальное Разрешающая способность записи на бумаге, определяемая числом различных линий на мм, зависит в случае записи на влажных бумагах от многих факторов: от качества бумаги-основы (характера разработки волокна), от состава электрочувствительного раствора и от конструкции пишущего узла регистрирующей аппаратуры.

Влияние химического состава раствора, в частности, определяется как природой компонентов, так и их концентрацией (или их массным содержанием) в пропиточном растворе.

Природа используемых компонентов, образующих с ионами трехвалентного железа цветной комплекс, влияет следующим образом. Если образующееся соединение растворимо в воде и имеет положительный заряд, то под действием электрического поля окрашенное соединение движется вглубь бумаги-основы к отрицательному электроду, что позволяет получить более четкую запись с удовлетворительной разрешающей способностью в довольно широком диапазоне (интервале) концентрации (или содержания) цветообразующего вещества (или компонента). В случае же, когда образующийся цветной (или окрашенный) комплекс малорастворим в воде либо имеет отрицательный заряд, либо присутствуют оба эти фактора одновременно, концентрация (или содержание) цветообразующего компонента оказывает определяющее влияние на значение разрешающей способности бумаги. При использовании диаммонийной соли метилендисалициловой кислоты в качестве цветообразующего компонента в процессе прохождения импульсов постоянного электрического тока через бумагу образуется окрашенный комплекс железо (III): метилендисалицилат 1:1, имеющий отрицательный заряд (-1), к тому же при малых (или низких) концентрациях анионов метилендисалициловой кислоты могут образовываться с ионами трехвалентного железа мало- или нерастворимые соединения. При повышенной концентрации анионов метилендисалициловой кислоты в растворе могут образовываться комплексы с ионами трехвалентного железа, содержащие два аниона метилендисалициловой кислоты. Заряд этого комплекса равен -3. (Шаблина В.А. Максимова Л.Н. Кравцов В.И. Потенциометрическое исследование комплексов железа с анионами метилендисалициловой кислоты. Ленинград, 1979, с. 11. Рукопись представлена Ленинградским университетом. Деп. в ВИНИТИ 27 фев. 1980, N 731-79).

Кроме того при уменьшении скорости записи информации увеличивается длительность воздействия электрического тока, что ведет к увеличению числа ионов трехвалентного железа в бумаге и соответственно к образованию большего количества окрашенного комплекса при постоянной концентрации аммония метилендисалицилата. Так что для получения разрешающей способности записи на бумаге, пропитанной раствором диаммонийной соли метилендисалициловой кислоты, концентрация как последней, так и электролита и других компонентов в пропиточном растворе и соответственно в бумаге имеет важное, если не решающее значение.

Состав для пропитки бумаги-основы приготовляют следующим образом. Для приготовления пропиточного раствора используют дистиллированную или обессоленную воду, в которой при интенсивном перемешивании растворяют химические компоненты в следующей последовательности: трилон Б, (ГОСТ 10652-73) тиомочевина (ГОСТ 6344-73), аминоуксусная кислота (ГОСТ 5860-75), натрий хлористый (хлорид натрия) (ГОСТ 4233-77), калий азотнокислый (натрий калия) (ГОСТ 19790-74), диаммонийная соль 5,5'-метилендисалициловой кислоты (ТУ 6-09-5333-89) и этиленгликоль (ГОСТ 19710-83). Для приготовления пропиточного раствора используют 35-45% -ные водные растворы диаммонийной соли 5,5'-метилендисалициловой кислоты. Это позволяет исключить запыленность воздуха рабочей зоны при изготовлении на стадиях выгрузки и расфасовки продукта, а также при взвешивании и загрузке его в реактор для подготовки пропиточного раствора. Предельно-допустимая концентрация диаммонийной соли 5,5'-метилендисалициловой кислоты в воздухе рабочей зоны составляет 2 мг/м³.

Пропиточный раствор имеет определенное значение рН (3,7-5,5). При уменьшении рН<3,0 из раствора будет выпадать метилендисалициловая кислота, а при повышении рН>6,0 изменяется цвет окрашенного комплекса железо (III) метилендисалицилат от коричневого к желтому, что приводит к уменьшению оптической плотности и контрастности записи.

Подготовленным раствором на пропиточной машине пропитывают влагопрочную бумагу-основу с массой 1 м² от 30 до 55 г, содержащую беленую целлюлозу из хвойных пород древесины. Излишнее количество раствора снимают шабером и подсушивают до соответствующих значений влажности (29-45%), после чего бумагу упаковывают в полиэтиленовый мешочек и запаивают. После отлежки не менее 15 сут бумагу можно использовать для регистрации информации.

П р и м е р 1. В 1 дм³ дистиллированной (или обессоленной) воды растворяют при постоянном перемешивании трилон Б, тиомочевину, аминоуксусную кислоту, хлорид натрия и нитрат калия. После полного растворения этих компонентов в раствор вводят диаммонийную соль 5,5'-метилендисалициловой кислоты в виде 35-45%-го раствора, перемешивают и вводят при перемешивании этиленгликоль с удельным весом 1.11.

Приготовленный раствор имеет рН в интервале 4,8-5,5, что связано с рН исходной воды. Соотношение компонентов в растворе следующее, мас. Диаммонийная соль 5,5'-метилендиса- лициловой кислоты 3,37 Динатриевая соль этилендиаминтетра- уксусной кислоты 0,07 Аминоуксусная кислота 0,06 Тиомочевина 0,07 Хлорид натрия 7,33 Нитрат калия 2,51 Этиленгликоля 8,59 Обессоленная вода Остальное Приготовленным составом пропитывают бумагу-основу массой 45 г/м². Влажность бумаги составляет (37 ±1,5)% Бобины бумаги упаковывают в полиэтиленовые мешки и запаивают. После выдерживания образцов бумаги не менее 15 сут проводят испытания по определению разрешающей способности бумаги.

Определение разрешающей способности образцов бумаги, пропитанных электрочувствительным раствором, проводят по методике, принятой в реальных условиях эксплуатации бумаги. Испытания проводят в нормальных климатических условиях путем записи тест-таблицы Всемирного метеорологического общества (ВМО) при различных скоростях развертки (60, 90 и 120 строк/мин) и шаге развертки 0,265 мм. Количественную оценку разрешающей способности бумаги проводят визуально.

П р и м е р 2. Готовят раствор для пропитки бумаги-основы аналогично примеру 1, только уменьшая содержание диаммонийной соли 5,5'-метилендисалициловой кислоты и изменяя соотношение в смеси электролитов. Конечный состав имеет следующее соотношение компонентов, мас. Диаммонийная соль 5,5'-метилендиса- лициловой кислоты 2,31 Динатриевая соль этилен-диаминтетра- уксусной кислоты 0,056 Аминоуксусная кислота 0,048 Тиомочевина 0,056 Хлорид натрия 5,06 Нитрат калия 5,06 Этиленгликоль 7,14 Обессоленная вода Остальное Приготовленный раствор имеет рН в интервале 4,2-4,8 в зависимости от рН исходной воды. Подготовленным раствором пропитывают влагопрочную бумагу-основу с массой 1 м² 45 г. Дальнейшие операции и испытания бумаги проводят, как в примере 1.

П р и м е р 3. Готовят раствор для пропитки влагопрочно бумаги-основы аналогично примеру 1, только с еще меньшей концентрацией диаммонийной соли 5,5'-метилендисалициловой кислоты при одновременном увеличении содержания нитрата калия. Конечный состав раствора имеет следующее соотношение компонентов, мас. Диаммонийная соль 5,5'-метиленди- салициловой кислоты 1,18 Динатриевая соль этилендиаминтетра- уксусной кислоты 0,041 Аминоуксусная кислота 0,033 Тиомочевина 0,041 Хлорид натрия 2,62 Нитрат калия 7,70 Этиленгликоль 6,39 Обессоленная вода Остальное Приготовленным раствором с рН 3,9-4,1 пропитывают влагопрочную бумагу-основу с массой 1 м² 45 г. Дальнейшие операции и испытания бумаги проводят как в примере 1.

П р и м е р 4 (запредельное значение состава пропиточного раствора). Готовят раствор для пропитки влагопрочной бумаги-основы аналогично примеру 1.

Состав раствора имеет следующее соотношение компонентов, мас. Диаммонийная соль 5,5'-метиленди- салициловой кислоты 3,92 Динатриевая соль этилендиаминтетра- уксусной кислоты 0,078 Аминоуксусная кислота 0,078 Тиомочевина 0,078 Хлорид натрия 9,31 Нитрат калия 0,47 Этиленгликоль 8,54 Вода обессоленная Остальное Пропитку бумаги-основы и испытания бумаги проводят как в примере 1. рН пропиточного раствора составляет 5,0-5,5.

П р и м е р 5 (запредельное значение состава пропиточного раствора). Пропиточный раствор готовят аналогично примеру 1. Соотношение компонентов пропиточного раствора следующее, мас. Диаммонийная соль 5,5'-метиленди- салициловой кислоты 0,79 Динатриевая соль этилендиаминтетра- уксусной кислоты 0,033 Аминоуксусная кислота 0,025 Тиомочевина 0,033 Хлорид натрия 0,51 Нитрат калия 9,93 Этиленгликоль 5,96 Вода обессоленная Остальное Пропитку бумаги-основы с массой 1 м² 45 г и испытания бумаги проводят аналогично примеру 1. рН пропиточного раствора составляет 3,75-3,90.

Результаты испытаний образцов бумаги, изготовленных с использованием предлагаемого состава пропиточного раствора и по прототипу, приведены в таблице. Испытания проводили на двух типах максимального приемного аппарата, имеющих различную конструкцию пишущего узла.

Как следует из результатов испытаний образцов бумаги, полученных в соответствии с примерами 1-3 и прототипом, разрешающая способность бумаги, пропитанной раствором заявляемого состава, существенно выше, чем по прототипу. Повышение разрешающей способности наблюдается при уменьшении концентрации диаммонийной соли 5,5'-метилендисалициловой кислоты и введении в композицию смеси электролитов.

При испытании образцов бумаги на аппарате "Иней-П" бумага по прототипу имеет разрешающую способность при скорости записи 60 строк/мин 3 линии/мм, а на образцах бумаги в примерах 1-3 3,6 4,0 линий/мм. Эффект повышения разрешающей способности составляет в этом случае 20,0-33,3% при скорости записи 90 строк/мин 25,9-48,1% и при скорости записи 120 строк/мин 28-52% При испытаниях на аппарате "Фиалка-П" повышение разрешающей способности составляет при скорости записи или развертки 60 строк/мин 25,0-42,8% при 90 34,6 53,8% и при 120 30,4 47,8% Как следует из данных таблицы в примере 4 повышение разрешающей способности составляет всего лишь 4-7% Разрешающая способность бумаги по примеру 5 практически соответствует значениям разрешающей способности образцов бумаги в примерах 1-3, но в этом случае резко уменьшается оптическая плотность записи, что ухудшает качество записи информации и затрудняет работы операторов.

Одновременно с повышением разрешающей способности бумаги в примерах 1-3; 5 увеличивается и белизна фона бумаги с 80,2 до 90,5% т.е. на 10% Увеличение разрешающей способности бумаги при средних и низких скоростях записи приемных аппаратов и ее белизны приводит к значительному повышению качества регистрируемой информации, что в свою очередь облегчает труд персонала, ведущего обработку информации.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ БУМАГИ-ОСНОВЫ, ПРИМЕНЯЕМОЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ВИДОВ БУМАГИ, содержащий цветообразующий компонент - диаммонийную соль 5,5-метилендисалициловой кислоты, маскирующие реагенты - динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и аминоуксусную кислоту, тиомочевину, хлорид натрия, этиленгликоль и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит нитрат калия при следующем соотношении компонентов в составе, мас.

Диаммонийная соль 5,5-метилендисалициловой кислоты 1,18 3,37
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,041 0,070
Аминоуксусная кислота 0,033 0,062
Тиомочевина 0,041 0,070
Хлорид натрия 2,62 7,33
Нитрат калия 2,51 7,70
Этиленгликоль 6,39 8,59
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1