Спосіб виробництва крепованого паперу

1. Спосіб виробництва крепованого паперу, який включає підготовку волокнистості суспензії, відливання та пресування паперового полотна, його крепування на сушильному циліндрі з нанесен C2 (54) СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА КРЕПОВАНОГО ПАПЕРУ Ю (11) UA крепування негативно впливає: як слабке прилипання, так і сильне, що спричиняє технологічні труднощі під час виробництва крепованого паперу. За слабкого прилипання полотна одержаний папір має нерівномірний грубий креп або взагалі не крепується і, навпаки, якщо полотно прилипає до поверхні циліндра дуже сильно, то папір під час крепування розривається або на його поверхні утворюються дірки. В останньому випадку збільшують притискання крепуючого ша бера до циліндра, що може бути причиною переривистого крепування і швидкого зношення поверхні сушильного циліндра (Горбушин В.А. Производство санитарно-бытовых видов бумаги. М., "Лесная промышленность", 1986, с. 36, 37). Проблема регулювання адгезії паперового полотна до поверхні сушильного циліндра під час виробництва крепованого паперу са нітарно-гігієнічного призначення низької (15-30 г/м 2) маси 1 м 2 на сучасних швидкісних (більше 1000 м/хв) папероробних маши наї є однією з основних проблем. (19) Винахід відноситься до целюлозно-паперової промисловості і може бути використа ний під час виготовлення паперу санітарно-гігієнічного призначення. Якість крепованого паперу значною мірою визначається якістю крепування, яке здійснюють на сушильному (крепуючому) циліндрі папероробної машини. Під час крепування підви щується м'якість та пухлість - властивості, які є одними з основних для паперу са нітарно-гігієнічного призначення. Якість крепування (висота і форма складок) залежить від багатьох змінних факторів - величини адгезії (прилипання) паперового полотна до поверхні сушильного циліндра, ха рактеру заточування крепуючого шабера, кута його нахи лу до поверхні циліндра, а також вологості паперового полотна в момент крепування, проте головною умовою одержання крепового паперу високої якості є наявність достатньої і рівномірної адгезії паперового полотна до поверхні крепуючого циліндра. Причому на якість 29561 ______________________________ 29561 Для регулювання адгезії в потрібному напрямку ви користо вують спеціальні адгезивні або антиадгезивні хімічні допоміжні речовини, які додають в волокнисту суспензію, систе му оборотної води, наносять на нижній бік паперового полотна або безпосередньо на поверхню сушильного циліндра. Для цього використо вують тваринний клей, крохмаль, емульгова ні мінеральні масла і жирні кислоти, парафіновані і кремнієві емульсії, во логоміцні смоли та інші хі мічні речовини. Відомий, наприклад, спосіб зменшення адгезії паперового полотна до сушильного циліндра шляхом вве дення в підготовлену волокнисту суспензію або оборотну воду сір чанокислого алюмінію, який описаний в вищеназваній книзі (с. 58). Сірчанокислий алюміній зменшує рН системи і концентрацію розчинної геміцеллюлози, що призводить до зменшення її кількості під час висаджування на поверхні сушильного циліндра, а значить, і зменшення адгезії. Проте використання сірчанокислого алюмінію для зменшення адге зії, як і в інши х випадках його застосування (усунення смоляних труднощів, закріплення барвників на волокні) призводить до зменшення вбирної здатності крепованого паперу та збільшення корозійного зношування поверхні сушильного циліндра. Відомий спосіб виготовлення крепованого паперу, який може бути використа ний під час виробництва паперу са нітарно-гігієнічного призначення, описаний в авт. св. СРСР № 1654408, кл. МПК D21H27/00, опубл. 07.06.91 р. Відомий спосіб включає введення у во локнисту суспензію хі мічної добавки - продук ту взаємодії бутилату калію і оксиду пропілену з молекулярною масою 4300-4400, відливання паперово го полотна і його крепування. Хі мічну добавку ви користовують у кількості 0,01 0,05% від маси абсолютного сухо го волокна (а.с.в.). Названа хімічна добавка підвищує вбирну здатність і м'якість паперу і одночасно зменшує адгезію паперу до циліндра під час крепування. В оглядовій інформації ВНИПИЭИлеспром "Хи мические вспомогательные вещества в производстве бумаги санитарно-бытового назначения", выпуск 20, Москва, 1991, с. 10, описаний механізм дії такої добавки. Під час введення в волокнисту суспензію у вигляді емульсії препарат частково адсорбується волокном, але здебільшого присутній у воді і під час сушіння паперу на циліндрі утворює плівку, яка сприяє легкому відділенню паперового полотна від поверхні циліндра. Однак під часзастосування вказаної хімічної добавки важко прогнозувати, яку частину її адсорбує во локно, а яка утворить плівку, а тому неможливо забезпечити рівномірну товщи ну адгезивної плівки, а значить, і достатню та рівномірну адгезію паперового полотна до циліндра, що буде причиною нерівномірного крепування та технологічних тр уднощів. Збільшення дозування відомої хімічної добавки, як вказано в названому посиланні, негативно впливає на показники міцності паперу. Відомий крепуючий склад, що містить суміш водорозчинного полівінілового спирту (30-90%) та водорозчинної катіонної поліамідної смоли (1070%), що є продуктом взаємодії епіхлоргідрину і поліаміду, який описаний у пат. США № 4501640, кл. МПК D21H5/24, опубл. 26.02.85 р. Відомий склад наносять на поверхню крепуючого циліндра для підвищення адгезії паперового полотна під час виробництва крепованого паперу. Во дорозчинна суміш хімічних речовин, яку наносять на поверхню крепуючого циліндра, містить 96,0-99,9% води та 0,1-4,0% твердих ре човин. Термопластична водорозчинна катіонна поліамідна смола є специфічним адгезивом для негативно заряджених целюлозних во локон, який підвищує адгезію паперового полотна до крепуючого циліндра. В процесі полімеризації, яка прохо дить за підвище ної температури сушильного циліндра, поліамідна смола утворює на його поверхні жорстку адгезивну плівку, що є причиною зниження ефекту дії вказаної смоли, як адгезиву. По лівініловий спирт має інший механізм плівкоутворення - він утворює плівку під час висихання. За рахунок здатності полівінілового спирту утримувати во логу, утворена плівка є більш м'якою, за рахунок чого створений на поверхні сушильного циліндра адгезивний шар пом'якшується та стає більш пластичним, що в свою чер гу полегшує відділення крепованого полотна від сушильного циліндра. Однак за певних умов, наприклад, за підви щення температури, полівініловий спирт втрачає вологу, що є причиною підвищен ня жорсткості адгезивного ша ру та утруднює регулювання адгезії паперового полотна до сушильного циліндра. Для попередження цього необхідно постійно наносити крепуючий склад на поверхню циліндра. Однак на практиці під час використання відомого крепуючого складу важко регулювати ступінь жорсткості адгезивної плівки. А тому відомий крепуючий склад є недостатньо ефективним засобом для регулювання адгезії паперу до поверхні крепуючого циліндру. Спосіб виготовлення крепованого паперу з застосуванням крепуюмого складу, який описаний у пат. США № 4501640, взятий за прото тип. В основу ви нахо ду поставлено завдання шляхом зміни крепуючого складу та введення одного із його компонентів - поліамідної смоли, модифі кова ної епіхлоргідрином, в невеликій кількості у волокнисту суспензію, забезпечити достатню та рівномірну адгезію паперового полотна до сушильного циліндра та полегшити її регулювання, що дозволяє підвищи ти якість крепування та усунути технологічні труднощі при виробництві крепованого паперу. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що в способі виробництва крепованого паперу, який включає підготовку во локнистої суспензії, відливання та пресування паперового полотна, його крепування на сушильному циліндрі з нанесенням на поверхню циліндра двокомпонентного крепуючого складу, один із компонентів якого - поліамідна смола, модифі кована епіхлоргідрином, за винахо дом, другим компонентом в крепуючий склад вве дена рослинна олія і продукт взаємодії бути лату калію і оксиду пропілену, і в підготовлену во локнисту суспензію перед відливанням паперового полотна вводять поліамідну смолу, модифіковану епіхлоргідрином, у кількості 0,03 0,07% від маси сухо го волокна. Причому компоненти у крепуючий склад введені у співвідношенні: поліамідна смола, модифі кована епіхлрогідрином, - 6-20%, рослинна олія - 80-94%; поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином, - 6-20%, рослинна олія - 50-80%, продукт взаємодії бутилату 2 29561 калію і оксиду пропілену - 14-30%. В способі виробництва крепованого паперу, який пропонується, в крепуючий склад, що містить за прототипом поліамідну смолу, модифі ковану епіхлоргідрином, як один із компонентів, др угий компонент - во дорозчинний полівініловий спирт, заміняють на рослинну олію і продукт взаємодії бути лату калію і оксиду пропілену і одночасно у відповідності з винахо дом, що пропонується, поліамідну смолу вводять у во локнисту суспензію, причому як поліамідну смолу ви користо вують поліамідну смолу, модифі кова ну епіхлоргідрином. Полімеризація поліамідної смоли на поверхні сушильного циліндра в способі виробництва крепованого паперу, що пропонується, прохо дить в середовищі рослинної олії і продукту взаємодії калію і оксиду пропілену, в результаті чо го виключається можливість утворення жорсткої адгезивної плівки на поверхні циліндра, та усуваються труднощі під час зняття паперово го полотна з циліндра. Поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином, яку вводять у волокнисту суспензію і частина якої присутня у паперовому полотні, після його формування, у вигляді водного розчину, під час попадання паперового полотна на гарячу по верхню крепуючого циліндра виділяється з водного розчину і полімерзується на адгезивному ша рі, який утворився на сушильному циліндрі під час нанесення на його поверхню крепуючого складу. Створений таким чином на поверхні крепуючого циліндра адгезивний шар забезпечує достатню та рівномірну адгезію паперово го полотна до крепуючого циліндра, полегшує її регулювання, що ве де до підвищення якості крепованого паперу. Вве дення поліамідної смоли, модифі кованої епіхлоргідрином, в підготовлену волокнисту масу в кількості 0,03 - 0,07% від а.с.в. практично не впливає на вологоміцність крепованого паперу, яка не потрібна для більшості виробів з нього, та не зменшує його основних функціональних властивостей - м'якості та вбирної здатності. В той же час поліамідна смола, модифі кована епіхлоргідрином, введена у масу навіть у та кій невеликій кількості, підвищує утримання мілких волокон, які при формуванні паперового полотна, діють як волокнистий наповнювач, за рахунок чого покращуєть ся структура паперового полотна, підвищується її рівномірність, що в свою чергу дає змогу одержувати папір, рівномірний за показниками маси та товщини по ширині паперового полотна, що особливо важливо у виробництві крепованого паперу на широкоформатних папероробних машинах. Рівномірність паперового полотна дозволяє одержувати папір з рівномірним крепом, що веде до зменшення браку з причин внутрішньорулонних дефектів (складок, зморщок та ін.) та підвищення терміну роботи крепуючого ша бера. Спосіб виробництва крепованого паперу, який заявляється, ілюструєть ся нижченаведеними прикладами. Експерименти проводили в промислових умовах ВАТ "Київський картонно-паперовий комбінат". Приклад 1. Спосіб виготовлення крепованого паперу здійснюється таким чином. У волокнисту суспензію зі ступенем млива 28оШР, яка містить 60% целюлози сульфатної біленої із хвойних порід деревини та 40% целюлози сульфатної біленої з листяних порід деревини, підготовлену шляхом розпускання целюлозі у гідророзбива чі та послідуючого розмелювання на дискових млинах, подають водний розчин поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином у кількості 0,05% від маси а.с.в. Відливання та часткове зневоднення паперового полотна відбувається у сітковій части ні пепероробної машини, а подальше зневоднення - у пресовій частині машини. Сушіння та крепування паперового полотна здійснюють на крепуючому сушильному циліндрі (Янкі-циліндрі) за температури 100-105оС. На поверхню крепуючого сушильного циліндра шляхом набризкування наносять крепуючий склад, що містить водний розчин поліамідної смоли, модифі кованої епіхлоргідрином, та емульговані у во ді рослинне масло та продукт взаємодії бутилату калію з оксидом пропілену, які взяті у співвідношенні (20:60:20)%. Папір масою 1 м 2 (17,0±1,0) г. сушать і крепують. Приклад 2. У во локнисту суспензію зі ступенем млива 32оШР, яка містить 100% целюлози сульфатної біленої з хвойних порід деревини, підготовлену аналогічно прикладу 1, подають водний розчин поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином, у кількості 0,03% від маси а.с.в. Після відливання та пресування паперове полотно подають на крепуючий сушильний циліндр, на який шляхом набризкування наносять крепуючий склад, що містить водний розчин поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином, та емульгований у воді продукт взаємодії бутилату калію з оксидом пропілену у співвідношенні (10:90)%. Приклад 3. У во локнисту суспензію зі ступенем млива 26оШР, яка містить 60% целюлози сульфітної біленої із хвойних порід деревини та 40% целюлози сульфатної біленої з листяних порід деревини, підготовлену аналогічно прикладу 1, подають водний розчин поліамідної смоли, модифі кова ної епіхлоргідрином, у кількості 0,07% від маси а.с.в. Після відливання та пресування паперового полотна його подають на крепуючий сушильний циліндр, на який шляхом набризкування наносять крепуючий склад, що містить водний розчин поліамідної смоли, модифі кованої епіхлоргідрином, та емульговане у во ді рослинне масло у співвідношенні (20:80)%. Приклад 4. У во локнисту суспензію зі ступенем млива 40оШР, яка містить 100% макулатур них волокон, підготовлену шля хом розпускання макулатур них волокон у гідророзбивачі та очищення маси, перед поданням на сітку папероробної машини, подають водний розчин поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином, у кількості 0,07% від маси а.с.в. Після відливання та пресування паперового полотна його подають на крепуючий сушильний циліндр, на який шляхом набризкування наносять крепуючий склад, що містить водний розчин поліамідної смоли, модифі кованої епіхлоргідрином, та емульговані у воді рослинне масло та продукт взаємодії бутилату калію з оксидом пропілену у співвідношенні (15:70:15)%. Виготовляють папір масою 1 м 2 (32,0 (±2,0) г. Приклад 5 (контрольний). Волокнисту суспензію зі ступенем млива 28оШР, яка містить 60% целюлози сульфатної біленої із хвойних порід деревини та 40% целюлози сульфатної біленої з 3 29561 листяних порід деревини підготовляють, а паперове полотно відливають, пресують, крепують та сушать аналогічно прикладу 1. Після сушіння та крепування папір подають на накат папероробної машини. Виготовляють папір масою 1 м 2 (17,0±1,0) г. Приклад 6 (за прототипом). Во локнисту суспензію зі ступенем млива 28оШР, яка містить 60% целюлози сульфатної біленої з хвойних порід деревини та 40% целюлози сульфатної біленої з листяних порід деревини, готують, а паперове полотно відливають та пресують аналогічно прикладу 1. С ушіння та кре пування паперово го полотна здійснюють на крепуючому сушиль ному циліндрі (Ян кі-циліндрі) за тем ператури 100105оС. На поверхню сушильного циліндра шляхом набризкування наносять крепуючий склад, що містить водний розчин поліамідної смоли, моди фі кова ної епіхлоргідрином, та во дний розчин по ліві нілового спирту у співвідношен ні (20:80)%. Після сушін ня та крепування папір по дають на на кат папероробної маши ни. Ви го товляють па пір масою м 2 (17,0±1 ,0) г. Технологічні параметри виготовлення паперу та його показники за прикладами 1-6 наведені у таблиці. Ана лізуючи да ні, які наведе ні в табли ці, можна зробити висновок, що спосіб ви го товлення крепованого паперу, що пропонуєть ся, доз воляє одержувати папір з більш рівномірною струк турою, а відповідно і з більш рівномірним крепом, за рахунок чого зменшується кількість браку з причин вн утрішньорулонних дефектів (складок, зморщок та ін .). За ра хунок використан ня крепуючо го скла ду та вве дення одного із його компонентів в во локнисту суспензію в способі, що зая вляється, ство рюєть ся оптимальна адге зія паперово го полотна до крепуючо го циліндра, що підтверджується збільшен ням терміну ро боти кре пуючого ша бера при збереженні показників якості па перу. Технологічні параметри виготовлення паперу та його показники Приклади 1 2 3 60 40 100 60 40 28 32 26 20 60 20 10 20 80 4 5 6 60 40 60 40 28 28 Композиція паперу, % Целюлоза сульфатна білена з хвойних порід дерев ини Целюлоза сульфатна білена з листяних порід дерев ини Макулатура Ступінь млив а волокнистої суспензії, оШР Співв ідношення компонентів у крепуючому складі, мас. %: Поліамідна смола, модифіков ана епіхлоргідрином Рослинна олія Продукт взаємодії бутилату калію і оксиду пропілену Полів інілов ий спирт Кількість поліамідної смоли, модифіков аної епіхлоргідрином, яку вводять у волокнисту суспензію, % в ід а.с.в . Показники паперу: Маса паперу площею 1 м2, г Руйнів не зусилля, Н: у машинному напрямі у поперечному напрямі Капілярне всмоктув ання, мм Ступінь крепув ання, % Термін роботи крепуючого шабера, год. Кількість забракованого паперу з показників в нутрішньорулонних дефектів , % 90 15 70 15 20 80 0,05 0,03 0,07 0,07 17,2 17,5 17,0 32,5 17,3 17,2 1,38 0,70 28 16 8-10 1,60 0,78 26 15 8-10 1,35 0,70 28 16 8-10 3,5 1,75 30 14 8-10 1,30 0,64 27 14 3-4 1,37 0,68 28 15 6-7 0,6 0,7 0,6 0,4 3,4 1,5 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4 100 40