Фарбований папір та спосіб його виготовлення (варіанти)

Винахід стосується паперової промисловості і призначений для використання у виробництві фарбованого паперу різного призначення: для виготовлення цінних паперів, бланків, квитків і т.д. Відомо два способи фарбування папера: шляхом уведення барвника в паперову масу або нанесення барвника на поверхню паперової полотнини. Найбільш широке застосування знайшло фарбування в паперовій масі. При цьому застосовують прямі органічні барвники, що характеризуються високою субстативністю до вибілених сортів целюлози. Але папір, пофарбований прямими барвниками, характеризується нестійкістю до впливу вологи, тому для закріплення забарвлення використовують спеціальні препарати-закріплювачі. Відомий спосіб виготовлення пофарбованого папера, що включає підготовку паперової маси, введення в паперову масу прямого органічного водорозчинного барвника і закріплювача, лиття паперового полотна та сушіння. Як барвник використовують барвник прямий світломіцний, а як закріплювач - продукт конденсації діціандіаміда, уротропіну з формальдегідом [книга С.Н. Иванов "Технология бумаги", М., 1970, с.254-255, 262]. Папір, отриманий цим способом, недостатньо стійкий до впливу вологи і має відносно низьку міцність у сухому й особливо у вологому стані. Крім того, наявність у складі паперу зазначеного закріплювача звужує галузь застосування такого паперу через присутність у ньому формальдегіду. Найближчим аналогом по технічній суті та по ефекту, що досягається, є папір і спосіб його виготовлення, захищені ]патентом Російської Федерації №2001185, клас МПК Д21Н19/10, 19/66 і Д21Н21/28, опуб. 15.10.1993]. Відповідно до прототипу папір містить целюлозне волокно, прямий органічний водорозчинний барвник, як забарвлюючий агент, і закріплювач. З целюлозного волокна готують паперову масу, у паперову масу вводять барвник, відливають і сушать паперове полотно. На поверхню паперового полотна після його сушіння наносять закріплювач, при цьому як закріплювач використовують поліамінамідепіхлоргідринову смолу. Недоліком способу одержання фарбованого паперу по прототипу є двухстадійнисть процесу, обов'язковість використання закріплювача і необхідність наявності устаткування для поверхневої обробки паперового полотна закріплювачем, що приводить до подорожчання готової продукції. Крім того, виробництво фарбованих видів паперу ускладнюється тим, що для надання паперу певного кольору потрібні конкретні барвники чи суміш барвників. Переведення виготовлення паперу з одного кольору на інший пов'язано з певними витратами по підготовці устаткування, що також позначається на вартості продукції. Папір, виготовлений по прототипу, має обмежену галузь застосування: квитки, бланки санітарно-гігієнічні вироби і т.п. Такий папір не може бути безпосередньо використаний для виготовлення цінних паперів, тому що той чи інший колір паперу може бути легко відтворений і не є засобом захисту від підробки. Для вирішення проблеми захисту цінних паперів від підробки на папір, виготовлений по прототипу, варто наносити спеціальні засоби захисту, що знову ж таки вимагає додаткових витрат. Завдання, що вирішується пропонованим винаходом, полягає в створенні паперу, який виготовлено з використанням існуючого устаткування і технологічних прийомів, звичайних для виробництва фарбованих видів паперу, але який містить в собі елементи захисту від підробки. Це завдання вирішене за рахунок введення в композицію паперу як забарвлюючої речовини вуглецевого фуллереноподібного матеріалу, молекули якого містять, щонайменше, 24 атома вуглецю. Кількість вуглецевого фуллереноподібного матеріалу в композиції паперу складає 0,001-1% від маси целюлозного волокна. Варіюючи кількістю фуллереноподібного матеріалу, що вводиться, та його видом (кількість атомів вуглецю в молекулі), можна одержати папір широкої колірної гами. Що дуже важливо, запропоноване рішення дозволяє створювати композиції, розшифровка яких дуже трудомістка і вимагає великої кількості часу та спеціального устаткування, що робить підробку паперу, закодованого таким способом практично неможливої, тобто пропонований папір може знайти застосування в першу чергу для використання, насамперед, у виробництві цінних видів паперу. Винахід, що заявляється, стосується також способів виготовлення фарбованого паперу, що містить як забарвлюючу речовину фуллереноподібний матеріал. Суть першого способу виробництва паперу, що включає підготовку паперової маси, введення в паперову масу речовини, що забарвлює, лиття паперового полотна і сушіння, полягає в тім, що відповідно до пропонованого винаходу як забарвлюючу речовину в паперову масу вводять фуллеровану целюлозу, отриману шляхом попереднього осадження вуглецевого фуллереноподібного матеріалу на целюлозному волокні. Суть ще одного способу виробництва паперу відповідно до пропонованого винаходу, що включає підготовку паперової маси, введення в паперову масу речовини, що забарвлює, лиття паперового полотна і сушіння полягає в тім, що, як забарвлюючу речовину в паперову масу вводять вуглецевий фуллереноподібний матеріал, який перед введенням у паперову масу переводять у водорозчинний стан. Пропонований винахід пояснюється наступними прикладами. Приклад 1 Зразки паперу по одному з запропонованих способів одержували в такий спосіб. У волокнисту суспензію зі ступенем помолу 20-25° ШР, що містить 60% сульфатної вибіленої хвойної целюлози та 40% сульфатної вибіленої листяної целюлози, вводили в кількості 1% від маси волокна вуглецевий фуллереноподібний матеріал, молекули якого містять 24 атома вуглецю і який попередньо переводили у водорозчинний стан. Отриману паперову масу ретельно перемішували протягом 2-3 хвилин і робили відлив зразків на листовідливному апараті. Маса папера 25-30г/м 2. Після пресування видливки висушували на сушильній гірці в звичайному режимі. Приклад 2 Спосіб виготовлення фарбованого матеріалу здійснюють аналогічно прикладу 1 лише з тією різницею, що у волокнисту суспензію вводять фуллереноподібний матеріал, молекули якого містять 60 атомів вуглецю, у кількості 0,01% від маси волокна. Приклад 3 Спосіб виготовлення фарбованого матеріалу здійснюють аналогічно прикладу 1 лише з тією різницею, що у волокнисту суспензію вводять фуллереноподібний матеріал, молекули якого містять 240 атомів вуглецю, в кількості 0,001% від маси волокна. Приклад 4 Спосіб виготовлення фарбованого матеріалу здійснюють аналогічно прикладу 1 лише з тією різницею, що як забарвлюючу речовину в целюлозну суспензію вводять добавку у вигляді целюлози, отриманої шляхом попереднього осадження фуллереноподібного матеріалу, молекули якого містять 70 атомів вуглецю, на целюлозному волокні. Зміст фуллереноподібного матеріалу в папері складає 0,5%. Випробування виготовлених відливків широкої колірної гами показали, що папір, виготовлений відповідно до запропонованого винаходу, має гарну стійкість фарбування до впливу вологи і високу міцність в сухому і вологому стані.