Вбирний вологотривкий крепований папір

Вбирний вологотривкий крепований папір, який містить розмелені волокнисті компоненти, що включають целюлозу з хвойних порід деревини і целюлозу сульфатну з листяних порід деревини, і як термореактивне зв'язувальне - поліамідну смолу модифіковану епіхлоргідрином, який відрізняється тим, що він містить волокнисті компоненти зі ступенем млива 26-32°ШР при середній довжині волокна не менше 40 дг при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Винахід належить до галузі целюлозно-паперового виробництва і може бути використаний при виготовленні вбирних видів паперу санітарно-гігієнічного призначення. Найбільш ефективно винахід може бути використаний при виробництві паперу, призначеного для виготовлення багатошарових виробів санітарно-гігієнічного призначення: бактерицидних пластирів, прокладок, простирадел, підгузників, тампонів тощо. Незалежно від виду використання вбирний папір санітарно-гігієнічного призначення повинен забезпечувати одержання виробів із необхідним комплексом властивостей - мати достатнє вбирання, м'якість, пухкість, а також низьку пилуватість. Вбирний папір повинен мати і визначену механічну міцність, необхідну для забезпечення безперебійної роботи папероробного і переробного устаткування і відповідних умов експлуатації виробів із цього паперу. При необхідності вбирному паперу санітарногігієнічного призначення надають вологотривкості, що є необхідною властивістю паперу, який при споживчому використанні або переробці за умов зволоження не повинен руйнуватися або змінювати форму виробу, виготовленого з цього паперу. На фізико-механічні властивості вбирного паперу вирішальне значення виявляє його структура. Особливості структури паперу визначаються його капілярно-пористою будовою. Паперу властива анізотропія розподілу, орієнтації і взаємодії структурних елементів в об'ємі паперового аркуша по в'язана з особливостями технології виготовлення й устаткування. Розрізняють мікроструктуру і макроструктуру паперового аркуша. Під мікроструктурою паперу (або просто структурою) розуміють особливості будови елементів композиції, у т.ч. структурні властивості вихідних компонентів (характер їхніх зв'язків). Мікроструктура обумовлює міцнісні властивості паперу, а також здатність до вбирання. Під макроструктурою паперу розуміють особливості геометрії паперового аркуша. Макроструктуру визначає будова агрегованих вторинних елементів просторової структури паперу, розподіл волокон в об'ємі і за поверхнею паперового аркуша, його профілю. Відомо, що для одержання паперу з підвищеними значеннями міцності і збереження при цьому на високому рівні показників м'якості і здатності до вбирання, до композиції, поряд із сульфітною хвойною целюлозою, вводять визначену кількість сульфатної хвойної целюлози. У той же час добавка сульфатної целюлози до сульфітної композиції паперу деякою мірою збільшує її природну міцність у вологому стані, розтяжність. Відомо також, що до композиції вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення вводять листяну целюлозу, що дозволяє підвищити вбирання паперу, пухкість, рівномірність структури. Вбирання, пухкість, а також м'якість вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення підвищують також крепуванням. Компоненти целюлоза з хвойних порід деревини целлюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Мас.% 39,4-70 29,4-60 0,07-0,6 (19) UA (11) 38135 (13) A при відносному об'ємі пор у папері не менше 40%. 38135 Як сульфатна, так і сульфітна целюлоза, що входить до композиції паперу санітарно-гігієнічного призначення, містять значну кількість геміцелюлоз, що сприяють утворенню клейкого прошарку на поверхні сушильного циліндра, який сприяє достатній адгезії паперового полотна до поверхні сушильного циліндра і, як результат, одержанню рівномірного крепу. Крепований папір має змінену макроструктуру, що сприяє підвищенню її м'якості і здатності до вбирання. Відомий крепований папір для виробів санітарно-гігієнічного призначення (Горбушин В.А. Производство санитарно-бытовых видов бумаги. - М.: Лесная промышленность, 1986. - С. 96), що складається з 50% сульфатної целюлози з хвойних порід деревини, 30% сульфатної целюлози з листяних порід деревини, 20% сульфітної целюлози з хвойних порід деревини. Відомий папір одержують у виробничих умовах або з трьома окремими потоками готування паперової маси, або з попереднім розмелюванням сульфатної целюлози з хвойних порід деревини до 18-20°ШР при масовій частці волокна в суспензії 4-6% із наступним її домелюванням разом із сульфатною целюлозою з листяних порід деревини і сульфітної з хвойних порід деревини до 23-25°ШР (послідовне розмелювання). Відомий папір характеризується високими значеннями здатності до вбирання, стискувальності, проте механічна міцність її невисока. Крім того, організація окремих потоків підготування паперової маси ускладнює технологію виготовлення паперу. Відомо, що волокнисті матеріали на основі целюлози мають недостатню природну (початкову) вологотривкість. Для підвищення вологотривкості до композиції паперу вводять зв'язувальні речовини. Основне призначення зв'язувальних - з'єднання волокон у неперервну структуру, спроможну тривалий час витримувати механічне навантаження при експлуатації, не руйнуючись у вологому стані. Зв'язувальне створює міцні дискретні склейки заданих геометричних розмірів, розподілені за об'ємом пористого матеріалу. Відомий крепований папір санітарно-побутового призначення, виготовлений з таким співвідношенням волокнистих компонентів, мас.%: целюлоза з хвойних порід деревини (сульфітна) 76,8, целюлоза з листяних порід деревини (сульфатна) 23,2. При виготовленні відомого паперу до композиції вводилася поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином ("Кюмене-709"), у кількості 1-2 кг на 1 т паперу за сухою речовиною. Маса паперу площею 1 м2 - 25±2 г (Горбушин В.А. Производство санитарно-бытовых видов бумаги. - М.: Лесная промышленность, 1986. - С.130). Відомо також, що такий папір містить волокнисті компоненти, розмелені до ступеня млива 23-25°ШР (Горбушин В.А. Производство санитарно-бытовых видов бумаги. - М.: Лесная промышленность,1986.-С.96). Згаданий папір узятий нами за прототип, як найбільш близький за призначенням і технічною сутністю. При виготовленні вбирного паперу за прототипом як волокнистий напівфабрикат використана суміш, що складається із сульфітної целюлози з хвойних порід деревини і сульфатної целюлози з листяних порід деревини. Недостатня механічна міцність сульфатної целюлози з листяних порід деревини частково компенсована введенням до композиції целюлози сульфітної з хвойних порід деревини. Проте сульфітна целюлоза з хвойних порід деревини до композиції відомого паперу введена із ступенем млива 23-25°ШР. Такий ступінь розроблення волокна дозволяє одержати папір з достатнім вбиранням і м'якістю. Проте недостатня міцність не дозволяє виготовити папір низької маси 1 м2. Деяке ж збільшення ступеня млива волокон деревної целюлози в папері-прототипі, хоча і призвело б до підвищення міцності паперу, проте здатність до вбирання паперу знизилася б через утворення більш зімкнутої структури. У основу винаходу "Вбирний вологотривкий крепований папір" поставлено завдання шляхом досягнення оптимальної структури паперу при використанні в його композиції недефіцитних волокнистих напівфабрикатів і екологічно безпечного зв'язувального забезпечити її достатню міцність при збереженні здатності до вбирання, м'якості, пухкості і, тим самим, знизити масу 1 м2 паперу. Поставлене завдання вирішується тим, що вбирний вологотривкий крепований папір, який містить розмелені волокнисті компоненти, що включають целюлозу з хвойних порід деревини і целюлозу сульфатну з листяних порід деревини, і термореактивне зв'язувальне - поліамідну смолу, модифіковану епіхлоргідрином, відповідно до винаходу, містить волокнисті компоненти зі ступенем млива 26-32°ШР при середній довжині волокна не менше 40 дг, з таким співвідношенням компонентів, мас. %: Компоненти целюлоза з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Мас.% 39,4-70 29,4-60 0,07-0,6 при відносному об'ємі пор не менше 40%. Папір, що пропонується, містить 39,4-70 мас.% целюлози з хвойних порід деревини і 29,460 мас.% целюлози сульфатної з листяних порід деревини. Папір, що пропонується, містить значну кількість целюлози з листяних порід деревини, волокна якої мають менший поперековий переріз і довжину, ніж волокна целюлози з хвойних порід деревини, і більше значення зовнішньої питомої поверхні. Вміст значної кількості такої целюлози в композиції паперу, що пропонується, призводить до підвищення його здатності до вбирання. Проте механічна міцність целюлози з листяних порід деревини невисока. Нестача механічної міцності целюлози з листяних порід деревини в папері, що пропонується, компенсована тим, що волокна деревної целюлози, що входить у його склад, мають ступінь млива 26-32°ШР. Такий ступінь млива обумовлює достатньо високу питому поверхню волокон, що сприяє підвищенню механічної міцності. Показник ступеня млива характеризує ступінь розроблення волокна, а також ступінь гідратації під час розмелювання, проте не дозволяє повною мірою оцінити розміри волокна, а саме, - від роз 2 38135 мірів волокна залежить їхнє розташування при формуванні паперового полотна, а отже, і його структура (у першу чергу його міцність). Папір, що пропонується, містить розмелені волокна деревної целюлози із середньою довжиною не менше 40 дг. Збереження достатньої довжини волокон при деякому збільшенні ступеня млива сприяє підвищенню механічної міцності паперу. Відносний об'єм пор у папері, що пропонується, не менше 40% і є оптимальним для вбирних паперів санітарно-гігієнічного призначення. Папір, що пропонується, містить як термореактивне зв'язувальне поліамідну смолу, модифіковану епіхлоргідрином. Згадана смола підвищує утримання дрібних фракцій при відливанні, прискорює зневоднення. Поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином, нетоксична, при її використанні до атмосфери не виділяється шкідливих речовин. Папір, що пропонується, будучи крепованим, уявно має підвищену товщину при зменшенні модуля подовжньої пружності і, як наслідок, підвищену м'якість і еластичність. Це робить папір, що пропонується, придатним для виготовлення різноманітних виробів санітарно-гігієнічного призначення, у т.ч. багатошарових. Винахід ілюструється такими прикладами. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють таким чином. Деревну целюлозу, що являє собою суміш целюлози з хвойних порід деревини і сульфатної целюлози з листяних порід деревини, узятих у різних співвідношеннях, розпускають у гідророзбивачі, розмелюють у потоці конічних млинів або ролі, потім домелюють на рафінерах. Можливе також проведення окремого розмелювання целюлози сульфатної з листяних порід деревини і целюлози з хвойних порід деревини і готування їхньої суміші з різним співвідношенням волокнистих компонентів. Визначають ступінь млива волокнистої маси і масовий показник середньої довжини волокна. До розмеленої маси вводять поліаміидну смолу, модифіковану епіхлоргідрином (Водамін-115). Формування паперового полотна проводять на папероробній машині за масової частки волокна у волокнистій суспензії 0,20-0,26%. Сформоване полотно паперу піддають крепуванню на папероробній машині. Визначають фізико-механічні показники готового вбирного вологотривкого крепованого паперу за нормативною документацією, що діє в целюлозно-паперовій промисловості. Результати всіх визначень зведені до таблиці. Приклад 1. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: Компоненти целюлоза сульфітна з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Ступінь млива складає 22°ШР при середній довжині волокна 34 дг. Приклад 2. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: Компоненти целюлоза сульфатна з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Мас.% 40,00 59,93 0,07 Ступінь млива складає 26°ШР при середній довжині волокна 40 дг. Приклад 3. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: Компоненти целюлоза сульфатна з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Мас.% 50,00 49,85 0,15 Ступінь млива складає 28°ШР при середній довжині волокна 54 дг. Приклад 4. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: Компоненти целюлоза сульфітна з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Мас.% 60,00 39,72 0,28 Ступінь млива складає 30°ШР при середній довжині волокна 60 дг. Приклад 5. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. % Компоненти Мас.% целюлоза сульфатна з хвойних порід 35,0 деревини целюлоза сульфітна з хвойних порід 34,4 деревини целюлоза сульфатна з листяних порід 30,0 деревини поліамідна смола, модифікована епі0,6 хлоргідрином Мас.% 30,00 Ступінь млива складає 32°ШР при середній довжині волокна 66 дг. Приклад 6. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: 69,95 0,05 3 38135 Компоненти целюлоза сульфатна з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Мас.% Компоненти Мас.% целюлоза сульфітна з хвойних порід 76,76 деревини целюлоза сульфатна з листяних порід 23,18 деревини поліамідна смола, модифікована 0,06 епіхлоргідрином 79,4 20,0 0,6 Ступінь млива складає 34°ШР при середній довжині волокна 78 дг. Приклад 7. Вбирний вологотривкий крепований папір виготовляють із таким співвідношенням компонентів, мас. %: Компоненти целюлоза сульфатна з хвойних порід деревини целюлоза сульфатна з листяних порід деревини поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Визначають фізико-механічні показники готового паперу за нормативною документацією, прийнятою у целюлозно-паперовій промисловості. При вмісті целюлози з хвойних порід деревини менше 39,4 мас.% і ступеня млива волокон 22°ШР при середній довжині волокон не менше 40 дг (приклад 1) механічна міцність вбирного вологотривкого крепованого паперу знижена. При вмісті целюлози з хвойних порід деревини більш 70 мас.% (приклади 6,7) і ступені млива 34-36°ШР механічна міцність паперу достатньо висока, але здатність до вбирання знижена, що підтверджується зниженням показника вологовмісту при зануренні паперу у воду. Поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином (Водамін-115), сприяє підвищенню вологотривкості паперу. При вмісті в композиції паперу поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином, менше 0,07 мас.% (приклад 1) вологотривкість паперу практично не перевищує його природну вологотривкість. Вміст у композиції паперу більш 0,6 мас.% поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином (приклад 7), недоцільний, оскільки подальше збільшення вмісту смоли не призводить до помітного росту вологотривкості. Вбирний вологотривкий крепований папір, виготовлений зі співвідношенням целюлози з хвойних порід деревини до целюлози сульфатної з листяних порід деревини, що дорівнює 39,4-70 : 29,460 при ступені млива 26-32°ШР, середній довжині волокна не менше 40 дг, вмісті в папері поліамідної смоли, модифікованої епіхлоргідрином, 0,070,6% і відносному об'ємі пор не менше 40% (приклади 2-5) має достатню здатність до вбирання і міцність. Папір, що пропонується, має достатню міцність при зниженій масі 1 м2 паперу, що є безсумнівною перевагою при виготовленні багатошарових виробів. Зниження маси 1 м2 паперу дає можливість виготовляти вироби з великою кількістю прошарків і саме цим підвищити м'якість виробів при значному збільшенні здатності до вбирання. Мас.% 79,3 20,0 0,7 Ступінь млива складає 36°ШР при середній довжині волокна 70 дг. Приклад 8 (прототип). Паперову масу для виготовлення вбирного вологотривкого крепованого паперу виготовляють із таким співвідношенням волокнистих компонентів, мас. %: Компоненти Мас.% целюлоза сульфітна з хвойних порід 76,8 деревини целюлоза сульфатна з листяних порід 23,2 деревини У отриману масу вводять поліамідну смолу, модифіковану епіхлоргідрином (Кюмене-709), у кількості 1 кг на 1т паперу за сухою речовиною. З приготованої маси виготовляють вбирний вологоміцний крепований папір із масою паперу площею 1 м2 25 г. Співвідношення компонентів у готовому папері таке, мас. %: 4 38135 Таблиця 2 Значення показника Приклади 3 4 5 6 40 50 Найменування показника 1 Співвідношення компонентів, мас.%: Деревна целюлоза з хвойних порід деревини: - сульфатна - сульфітна Деревна целюлоза сульфатна з листяних порід деревини Поліамідна смола, модифікована епіхлоргідрином Ступінь млива, °ШР Масовий показник середньої довжини волокна, дг Маса паперу площею 1 м2, г Руйнівне зусилля, - у машинному напрямі - у поперековому напрямі Відносний об'єм пор, % Вологовміст при зануренні паперу у воду протягом 5 с, % Вологотривкість, % 35 34,4 79,4 60 30 7 8 79,3 76,76 69,95 59,93 49,85 39,72 30 20,0 20,0 23,18 0,05 0,07 0,15 0,28 0,60 0,60 0,70 0,06 22 26 28 30 32 34 36 25 34 40 54 60 66 78 70 81 18 17 19 20 21 21 21 25 0,9 0,6 84,9 1,1 0,7 83,3 1,8 0,9 80,5 2,4 1,1 75,1 2,8 1,3 73,4 3,4 1,6 50,0 3,8 1,8 40,0 1,6 0,8 56,0 70,1 72,4 65,8 57,6 47,6 34,6 25,1 64,8 7,2 8,3 11,4 16,8 27,8 28,2 28,4 28,6 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5