Композиція для виготовлення каландрового паперу

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве каландровой бумаги. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при изготовлении бумаги каландровой, содержащей в композиции минеральное волокно и предназначенной для набивки валов, используемых для каландрирования технических видов бумаги. Известна термостойкая каландровая бумага [1], содержащая хлопковое волокно и в качестве пластифицирующей добавки натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы в количестве 0,5-1,5 % от массы абс. сухого волокна. Валы, набитые этой бумагой обладают твердостью, повышенной эластичностью, однородностью поверхности, однако для каландрирования высокоплотной конденсаторной бумаги такие валы непригодны, т.к. как достижения такой плотности в местах контакта бумаги с валом развиваются высокие температурные напряжения и давления, что приводит к сокращению срока службы вала и его преждевременному разрушению. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать композицию для изготовления каландровой бумаги, не содержащую асбестового волокна и, в то же время, пригодную для набивки валов, используемых для каландрирования технических видов бумаги, в т.ч. с использованием синтетических волокон, позволяющую повысить ее качество при одновременном снижении степени вредного воздействия при изготовлении и применении бумаги. Поставленная задача достигается тем, что композиция для изготовления каландровой бумаги, включающая растительное волокно, термостойкое минеральное волокно и связующее, согласно изобретению, в качестве термостойкого минерального волокна содержит муллитокремнеземистое волокно, а в качестве связующего полиаминоэпихлоргидриновый сополимер или натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: растительное волокно 50-70 муллитокремнеземистое 30-50 волокно связующее 0,5-1,5 Муллитокремнеземистое волокно, также как и асбестовое, является термостойким минеральным волокном, однако отсутствуют сведения о том, что его использование может приводить к профессиональным заболеваниям. Бумага, полученная с его применением, обеспечивает каландровым валам термостойкость и твердость на уровне С бумагой, содержащей асбестовое волокно. Муллитокремнеземистое волокно также технологично, как и асбестовое, однако подготовка муллитокр'емнеземистого волокна требует меньших затрат. Его подготовка состоит в получении однородной водной суспензии, для чего достаточно диспергирование его в ролле или диспергаторе в течение 15 мин, в то время как асбестовое волокно после роспуска требует дополнительного размола. Приготовленную, таким способом суспензию муллитокремнеземистого волокна подают в композиционный бассейн. Предлагаемая композиция позволит получать каландровую бумагу повышенного качества без содержания в ней асбестового волокна, вредного для здоровья человека. Кроме того, такая бумага пригодна для набивки валов, используемых не только для каландрирования конденсаторных бумаг, но и те хнических с использованием синтетических волокон, для каландрирования которых бумага отечественной промышленностью не выпускается. Изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами. Пример 1. 300 г хлопковой целлюлозы (по абс. сухому волокну) по ГОСТ 595-79 загружают в лабораторный гидроразбиватель и перемешивают в течение 1 часа при массовой доле волокна 2 % для набухания целлюлозы. Затем целлюлозную массу размалывают в дисковой мельнице ЛДМ-25 в течение 15 мин до степени помола 65°ШР и массового показателя средней длины волокна 75-80 дг. Подготовку муллитокремнеземистого волокна проводят в гидроразбивателе, для чего в гидроразбиватель заливают 6 дм 3 воды, включают мешалку и загружают 30 т (по абс. сухому волокну) предварительно очищенной муллитокремнеземистой ваты по ГОСТ 23619-79. Роспуск ведут в течении 5 мин до массового показателя средней длины волокна 75-80 дг. Отбирают 30 г размолотой хлопковой целлюлозы, в нее добавляют 30 г муллитокремнеземистого волокна, перемешивают массу и в нее вводят при перемешивании 7 мл полиаминоэпихлоргидринового сополимера, в качестве которого используют отечественную смолу Водамин-115, что составляет 1,0 % от массы абс. сухого волокна. Бумажную массу перемешивают в течение 20 мин, а затем из нее на листоотливном аппарате ЦБТФ изготовляют образцы каландровой бумаги, которые сушат затем при температуре 100-110°С. Испытания образцов бумаги ведут по стандартным методикам, а термопотери бумаги определяют следующим образом: 10 образцов бумаги взвешивают с точностью до 0,01 ги помещают в сушильный шкаф, имеющий температур у 105°С на 2 часа. Затем образцы охлаждают в эксикаторе, взвешивают и определяют их влажность. Затем те же образцы помещают снова в сушильный шкаф, имеющий температуру 180°С на 6 часов. Условия определения термопотерь выбраны, исходя из температуры термической деструкции хлопковой целлюлозы, которая составляет 210°С, что подтверждено дериватограммами, снятыми на дериватографе типа Q-1500Д. После охлаждения в эксикаторе образцы взвешивают и определяют термопотери (в %) по формуле: где Т - термопотери, %; P1 - масса образца бумаги после определения влажности, г; P2 - масса образца бумаги после выдерживания образца при температуре 180°С, г. Показатель бумаги "термопотери" косвенно характеризует устойчивость каландрового вала к внутренним температурным напряжениям. Чем меньше термопотери бумаги, тем выше срок службы вала. Пример 2. Подготовку бумажной массы, изготовление образцов бумаги, их сушку осуществляют аналогично примеру 1, однако в отличие от примера 1, волокнистая масса состоит из 42 г хлопковой целлюлозы и 18 г муллитокремнеземистого волокна. Пример 3. Подготовку бумажной массы, изготовление образцов бумаги осуществляют аналогично примеру 1, однако для приготовления бумажной массы берут 36 г хлопковой целлюлозы и 24 г муллитокремнеземистого волокна, подготовленных, как описано в примере 1. Пример 4. В отобранную волокнистую массу, состоящую из 30 г муллитокремнеземистого волокна и 30 г хлопковой целлюлозы, подготовленных по способу, описанному в примере 1, вводят 2 мл влагопрочной смолы Водамин115, что составляет 0,5 % от массы абс. сухого волокна. Изготовление образцов бумаги, их сушку осуществляют аналогично примеру 1. Пример 5. В отобранную волокнистую массу, состоящую из 30 г муллитокремнеземистого волокна и 30 г хлопковой целлюлозы, размолотых по способу, описанному в примере 1, вводят 6 мл влагопрочной смолы Водамин-115, что составляет 1,5 % от массы абс. сухого волокна. Изготовление образцов бумаги, их сушку осуществляют аналогично примеру 1. Пример 6 (в опытно-промышленных условиях). При изготовлении каландровой бумаги в опытно-промышленных условиях на Малинской бумажной фабрике предварительную очистку м уллитокремнеземистого волокна не проводили. Композиция бумаги включала: хлопковая целлюлоза 50 % муллитокремнеземистое волокно 50 % связующее 1% Хлопковую целлюлозу в количестве 80 кг загружают в ролл вместимостью 2,5 м и распускают в течение 2 часов. Затем в ролл загружают муллитокремнеземистое волокно из расчета соотношения хлопковой целлюлозы и муллитокремнеземистого волокна 1:1. Совместное перемешивание волокнистых компонентов производят в течение 15 минут. Из ролла массу подают в приемный бассейн и далее на основной размол на коническую мельницу МКЛ-01. После мельницы массу подают в композиционный бассейн, а затем в рабочий бассейн, из которого массу насосом постоянно подают в ящик постоянного напора перед рафинирующими мельницами. Избыток массы возвращают в бассейн, а основной поток ее направляют на 2 рафинирующие мельницы, после которых масса в необходимом количестве поступает в смесительно-разбавительный ящик, а затем на сеточный стол БДМ. Очистку массы ведут на центробежных очистителях. Сюда же дозируется связующее. Пример 7 (в опытно-промышленных условиях). Хлопковую целлюлозу загружают в ролл вместимостью 5 м 3 в количестве 250 кг. Роспуск целлюлозы проводят в течение 1-2 часов. Сюда же добавляют раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (NaKMЦ) из расчета 1 % от массы всего волокна (половина общего количества). Подготовленную таким образом массу из хлопковой целлюлозы направляют в подрольный бассейн, а затем насосом подают для размола на установку непрерывного размола, состоящую из пяти конических мельниц. Размолотую целлюлозу направляют затем в композиционный бассейн. Муллитокремнеземистое волокно в количестве 250 кг подвергает роспуску в том же ролле периодически. Роспуск его осуществляют в течение 15-20 мин с добавлением раствора NаКМЦ (вторая половина общего количества). Подготовленное муллитокремнеземистое волокно направляют в пустой продольный бассейн, а оттуда в композиционный бассейн. Массу составленной композиции подают в рабочий бассейн, а оттуда направляют на разбавление, очистку на эркенсаторах и узлоловителе и далее на БДМ. Пример 8 (для сравнения). Подготовку бумажной массы, изготовление образцов бумаги и их сушку осуществляют аналогично примеру 1, количество связующего - Водамина-115, вводимого в волокнистую массу, также, как в примере 1, составляет 1 % от абс, сухого волокна. Однако хлопковую целлюлозу берут в количестве 24 г, а муллитокремнеземистое Волокно - в количестве 36 г. Пример 9 (для сравнения). Подготовку бумажной массы осуществляют, как описано в примере 1, однако хлопковой целлюлозы отбирают 48 г, а муллитокремнеземистого волокна 12 г, связующее - Водамин-115 вводят d волокнистую массу в количестве 1,0 %. от абс. сухого волокна. Пример 10 (для сравнения). В подготовленную, как описано в примере 1, волокнистую массу, состоящую из 30 г хлопкового целлюлозы и 30 г муллитокремнеземистого волокна, вводят 1,2 мл связующего - "Водамина-115", что составляет 0,3 % от массы абс. сухого волокна. Из полученной бумажной массы затем изготовляют образцы бумаги, как описано в примере 1. Пример 11 (для сравнения). В волокнистую массу, подготовленную способом, описанным в примере 1. в количестве 60 г и содержащую 30 г хлопковой целлюлозы и 30 г муллитокремнеземистого волокна, вводят 8,0 мл связующего - Водамина-115, что составляет 2 % от массы абс. сухого волокна. Из полученной бумажной массы способом, аналогичным примеру 1, изготовляют образцы бумаги. Технологические параметры изготовления каландровой бумаги, ее физико-механические показатели и термопотери после 6 часов термообработки при 180°С примеров 1-11 представлены в таблице. Как видно из данных таблицы, с увеличением содержания в композиции бумаги муллитокремнеземистого волокна уменьшаются термопотери бумаги, однако одновременно снижается и ее механическая прочность (пример 8). Повышение содержания хлопковой целлюлозы в композиции выше 70 % приводит к значительному увеличению прочности бумаги, но одновременно с этим увеличиваются и термопотери (пример 9). Оптимальным количеством связующего, в качестве которого предлагается использовать полиаминоэпихлоргидриновый сополимер или натриевую соль карбоксиметилцеллюлзы, является 0,5-1,5 % от массы абс. сухого волокна. Увеличение содержания связующего выше 1,5 % (до 2 %), с одной стороны, не дает снижения термопотерь (пример 11), а, с др угой стороны, при использовании полиаминоэпихлоргидринового сополимера оборотный брак нельзя использовать повторно. Уменьшение же количества связующего ниже 0,5 % ведет к увеличению термопотерь (пример 10). Предлагаемая композиция позволяет получить каландровую бумагу пониженной массоемкости и повышенного качества без содержания в ней вредного для здоровья человека асбестового волокна. Технологические параметры изготовления бумаги Показатели бумаги Компоненты композиции, мас. ч.: Хлопков ая целлюлоза Муллитокремнеземистое в олокно Полиаминоэпихлоридринов ый сополимер Натриев ая соль карбоксиметилцеллюлозы Физико-механические показатели 1 2 3 50 50 1.0 70 30 1.0 60 40 1.0 Примеры 4 По изобретению 5 6 7 50 50 0.5 50 50 1.5 50 50 1.0 50 50 1.0 бумаги: Масса пл. 1 м2, г Плотность, г/см 3 Разрушающее усилие, Н Термопотери (за 6 час. При to-180oC) Технологические параметры изготовления бумаги Показатели бумаги Компоненты композиции, мас. ч.: Хлопков ая целлюлоза Муллитокремнеземистое в олокно Полиаминоэпихлоридринов ый сополимер Натриев ая соль карбоксиметилцеллюлозы Физико-механические показатели бумаги: Масса пл. 1 м2, г Плотность, г/см 3 Разрушающее усилие, Н Термопотери (за 6 час. При to-180oC) 120 0.32 28.0 2.1 123 0.40 39.8 2.9 121 0.36 36.7 2.8 125 0.30 22.6 2.1 Примеры 9 10 40 60 1,0 80 20 1,0 50 50 0,3 120 0,44 42,6 3,0 121 0,30 20,2 2,3 120 0,35 29,3 2,0 100 0.34 18.9 1.8 Продолжение таблицы Примечания *) **) 124 0,32 19,8 1,9 109 0.36 26.8 2.1 50 50 2,0 125 0.36 28.7 2.3 8 11 Для срав нения 170-240 Не норм. Не мен. 19 (ср. по 2-м напр.) Примечание: Показатели бумаги асбестов ой м.Вк (с использов анием до 72 % асбеста), в ыпускаемой по ГОСТ 23779-79 *) Требов ания **) По данным испытаний в УкрНИИБ 202 0,42 20,9 (ср. по 2-м напр.)