Спосіб виробництва крепованого вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення

Реферат: Винахід належить до целюлозно-паперової промисловості і може бути використаним у виробництві паперу санітарно-гігієнічного призначення. Спосіб виробництва крепованого вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення на основі макулатурних волокон включає процеси розбивання, розмелювання, флотації, очищення волокнистої суспензії, виливання та крепування паперового полотна, при цьому розмелювання макулатурної маси ведуть до ступеня помелу 33-37° ШР і в підготовлену волокнисту суспензію перед виливанням паперового полотна вводять полівінілспиртове волокно в кількості 0,3-0,6 % від маси абсолютно сухого волокна, а крепування виготовленого паперу проводять до ступеня крепування 9%. Винахід призводить до підвищення механічної міцності, в тому числі у вологому стані, вбирної здатності та пухкості паперу. UA 102651 C2 (12) UA 102651 C2 UA 102651 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб виробництва крепованого вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення на основі макулатурних волокон, який включає процеси розбивання, розмелювання, флотації, очищення волокнистої суспензії, виливання та крепування паперового полотна, який відрізняється тим, що розмелювання макулатурної маси ведуть до ступеня помелу 33-37° ШР і в підготовлену волокнисту суспензію перед виливанням паперового полотна вводять полівінілспиртове волокно в кількості 0,3 - 0,6% від маси абсолютно сухого волокна, а крепування виготовленого паперу проводять до ступеня крепування 9 %. Винахід належить до целюлозно-паперової промисловості і може бути використаним у виробництві паперу санітарно-гігієнічного призначення. Якість вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення визначається такими показниками як м'якість, вбирна здатність за відповідного рівня механічної міцності, які є головними для такого паперу та виробів з нього. Особливо є важливим забезпечити необхідний рівень якості за цими показниками для паперу санітарно-гігієнічного призначення, що виготовляється з макулатурної маси, яка отримана з різних видів використаного паперу та картону. Задачею винаходу є досягнення підвищеної механічної міцності, в тому числі у вологому стані, вбирної здатності та пухкості паперу. Недоліком такого паперу санітарно-гігієнічного призначення з макулатури є те, що коли папір або вироби з нього намокають та зминаються в руці, вони, зазвичай, руйнуються і перетворюються в щільну мокру масу. Тобто вироби з такого паперу мають низький рівень міцності у вологому стані та низьку еластичність, що є небажаним для виробів такого типу, призначених для витирання рідин. Як тільки вони насичуються рідиною - стають некорисними (непотрібними), тобто непридатними для подальшого використання. В основу винаходу поставлена задача створити покращене паперове полотно, з властивостями близькими до тканини або рушника, з високою вбирною здатністю структури і низької щільності, які зберігали б цілісність під час намокання і поводили себе подібно до губки, за рахунок вибору і комбінування марок макулатури, способів розмелювання та відповідної підготовки макулатурної маси для формування структури та властивостей паперу і агента для підвищення міцності. Таким чином, вбирний папір повинен мати необхідний комплекс властивостей характеризуватись достатньою вбирною здатністю, м'якістю і пухкістю, а також відповідною механічною міцністю, необхідною для забезпечення технологічності його перероблення на вироби, товари тощо та умов їхнього використання та експлуатації. Відомо, що волокна макулатурної маси, які неодноразово використовувались для виливання паперу або картону, втрачають свої властивості, а саме міцність волокон, а тому папір, виготовлений з макулатурної маси має невисокий рівень механічної міцності як в машинному, так і в поперечному напрямках та вбирної здатності. Цей папір зберігає еластичність у вологому стані, волокна в його композиції зв'язані вологостійкими зв'язками з отриманням стійкої до руйнування у вологому стані структури, тобто стабільної капілярної структури, важливої для вбирних (всмоктувальних) видів паперу. Такі види паперу можна застосовувати при виробництві як паперових серветок, рушників, а також як компоненти в інших вбирних (всмоктувальних) виробах, наприклад, в підгузниках, елементах одягу тощо. Вологоміцними зв'язками є точки зв'язку між волокнами, що є стійкими до руйнування у вологому стані. Існує значна кількість речовин, хімікатів в паперовій галузі для надання вологоміцності паперу або картону, які можна застосовувати як агенти, що підвищують міцність паперу у вологому стані. Вологоміцність оцінюють як відношення міцності (наприклад, руйнівного зусилля) під час розтягування вологого паперу до міцності (руйнівного зусилля) сухого паперу під час розтягування. Оцінку вологоміцності паперу можна провести як в машинному, так і в поперечному напрямках. Відомий спосіб підвищення міцності паперу санітарно-гігієнічного призначення шляхом введення до складу для крепування волівінілового спирту та водорозчинної катіонної поліамідної смоли модифікованої епіхлоргідрином (пат США № 4501640 кл МПК Д21Н5/24. Опубл 26.02.85), зазначені реагенти сприяють зростанню механічної міцності у вологому стані, однак не сприяють зростанню вбирної здатності. Крім того, папір, виготовлений за цією технологією, має підвищений рівень жорсткості, тобто характеризується низьким рівнем 1 UA 102651 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 показника пухкості (м'якості), що є важливою властивістю вбирних видів паперу, особливо це є необхідним для санітарно-гігієнічного виду паперу. Відомий також спосіб (патент України 29561 МПК Д21Н27/00. Опубл. 15.11.2000 бюл. № 6) виробництва крепованого паперу, згідно з яким до складу для крепування вводять крім поліамідної смоли модифікованої епіхлоргідрином, рослинну олію і продукт взаємодії бутилату калію і оксиду пропілену. Досягнення підвищення міцності паперу відбувається за рахунок виконання складного технологічного процесу з застосуванням багатокомпонентних складів для крепування, підвищення вбирної здатності паперу не відбувається, що є недоліком цього способу виготовлення крепованого паперу. Згідно з технологічним регламентом виробництва паперу санітарно-гігієнічного призначення (Київський картонно-паперовий комбінат, 2007 р.) виготовляється папір макулатурний (ПМ) (ТУУ 13-0281041-338-97 марки ПМ). Для його виготовлення використовується композиція макулатурної маси на основі марок макулатури МС-2А-2 і МС-3А, МС-10В за рівного співвідношення після розпуску, розмелювання та очищення. Цей спосіб взятий нами за прототип. Згідно з технологічним регламентом макулатуру зазначених марок після розбивання у гідророзбивачі розмелюють в безперервних розмелювальних дискових млинах до 27-32° ШР, очищують і подають на сітковий стіл папероробної машини для виливання і крепування отриманого макулатурного паперу до ступеня крепування 8,0%. Спосіб виготовлення паперу за аналогом не забезпечує необхідний рівень механічної міцності, вбирної здатності та пухкості паперу. Причиною цього, на нашу думку, є неоднорідність отриманої макулатурної маси, з якої виливають (формують) паперове полотно, в ній знаходиться значна частка нерозроблених волокон і шматочків макулатури, що і стає причиною нерівномірності структури та низького рівня механічної міцності, вбирної здатності та пухкості паперу. 3 Пухкість паперу - зворотна величина щільності, показує, який об'єм в 1 см займає 1 г 2 3 паперу і визначається як результат відношення його товщини до маси площею 1 м , в см /г. Пухкість характеризує також ступінь стискання паперу, його м'якість і є важливою властивістю санітарно-гігієнічних і фільтрувальних видів паперу широкого спектра застосування. Пухкий папір має більш рихлу макропористу структуру, що створюється за рахунок проміжків між волокнами різних видів целюлози і розмірів, які заповнюються повітрям і вологою. Пухкий папір з макропорами буде інтенсивно всмоктувати рідинні компоненти, наприклад вологу, а також легко піддаватися стисканню. А тому, з метою підвищення механічної міцності паперу, виготовленого з 100% макулатурної маси, розмелювання макулатури проводили до ступеня помелу 33-37° ШР, що забезпечує отримання волокнистої маси однорідної (за ступенем оброблення, вільної від нерозроблених волокон і фрагментів макулатури). А до отриманої волокнистої суспензії перед виливанням паперового полотна вводили полівінілспиртові волокна (вінол), присутність яких в папері підвищує його пористість і пухкість, а частково їхнє плавлення на стадії висушування сприяє зростанню механічної міцності і вологоміцності паперу. Такі умови і параметри процесу отримання макулатурної маси і паперу з неї є оптимальними для забезпечення високого рівня механічної міцності і вбирної здатності паперу санітарно-гігієнічного призначення та його пухкості. Винахід ілюструється наступними прикладами. Виготовлення вбирного паперу санітарногігієнічного призначення проводили наступним чином: макулатуру марок МС-2А-2 і МС-3А, МС10В за рівного співвідношення між собою після розбивання в гідророзбивачі, розмелювали в дисковому млині до ступеня помелу 33-37° ШР, куди додавали полівінілспиртові волокна (ПВС) в кількості 0,3 - 0,6% від абсолютно сухого волокна. 2 З отриманої макулатурної маси виливали зразки паперу масою площі 1 м 32 г, які після крепування до ступеня крепування 9 % випробували за показниками механічної міцності (руйнівне зусилля в машинному і поперечному напрямках), вбирної здатності (капілярне всмоктування в середньому за двома напрямками за 10 хв) і пухкості. Приклад 1. Зразки паперу виготовляли описаним вище способом - марки макулатури МС2А-2, МС-3А, МС-10В після розбивання в гідророзбивачі за рівних співвідношень розмелювали в дисковому млині до 33° ШР, куди додавали 0,3% ПВС від абсолютно сухого волокна. 2 З отриманої макулатурної маси виготовляли папір масою 32 г/м , який крепували до ступеня крепування 9 %. Приклад 2. Зразки паперу виготовляли описаним вище способом - марки макулатури МС2А-2, МС-3А, МС-10В після розбивання в гідророзбивачі за рівних співвідношень, куди додавали 0,4% ПВС від абсолютно сухого волокна, розмелювали в дисковому млині до 35° ШР. 2 UA 102651 C2 2 5 10 15 З отриманої макулатурної маси виготовляли папір масою 32,1 г/м , який крепували до ступеня крепування 9 %. Приклад 3. Зразки паперу виготовляли описаним вище способом - марки макулатури МС2А-2, МС-3А, МС-10В після розбивання в гідророзбивачі за рівних співвідношень, куди додавали 0,6% ПВС від абсолютно сухого волокна розмелювали в дисковому млині до 37° ШР. 2 З отриманої макулатурної маси виготовляли папір масою 32 г/м , який крепували до ступеня крепування 9 %. Приклад 4. За аналогом зразки паперу виготовляли відомим способом - марки макулатури МС-2А-2, МС-3А і МС-10В після розбивання в гідророзбивачі за рівних співвідношень розмелювали до ступеня помелу 30° ШР. З отриманої макулатурної маси виготовляли папір 2 масою 1 м - 32 г, який крепували до ступеня крепування 8 %. 2 В отриманих зразках паперу визначали масу паперу площею 1 м , товщину, руйнівне зусилля в сухому і вологому стані, вологоміцність, капілярне всмоктування та пухкість згідно з нормативною стандартизованою документацією, що прийнята в целюлозно-паперовій галузі. Результати випробування зразків паперу згідно з заявкою на винахід (1-3) і аналогом (4) наведені в таблиці. Таблиця Показники призначення вбирного паперу 2 Приклади 1 2 3 4 32,0 32,1 32,0 32,0 0,614 0,661 0,672 0,537 Маса паперу площею 1 м , г Товщина, мм Руйнівне зусилля, Н в сухому стані: в машинному напрямку 3,8 в поперечному напрямку 2,0 Руйнівне зусилля, Н у вологому стані: в машинному напрямку 0,23 Вологоміцність, % 6 Капілярне всмоктування в середньому за двома напрямками 24 протягом 10 хв, мм 3 Пухкість, см /r 17,6 Ступінь крепування паперу, % 9 20 25 30 35 4,2 2,2 4,4 2,3 3,2 1,7 0,34 8 0,48 10 0,1 3 26 28 22 18,8 9 19,6 9 16,8 8 Результати випробування досліджуваних зразків вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення, отриманого з макулатурної маси з введеною до неї добавкою полівінілспиртового волокна та розмеленої до ступеня помелу 33-37° ШР, показують, що рівень структурно-фізичних властивостей за призначенням є вищим у порівнянні з папером, виготовленим згідно з прототипом. Папір згідно з заявкою на винахід, що містить наступний волокнистий напівфабрикат макулатурну масу, що не потребує спеціального додаткового оброблення хімічними реагентами і екологічно безпечну зв'язуючу і зміцнюючу речовину має підвищені значення механічної міцності, в тому числі у вологому стані - вологоміцності, високі адсорбуючу здатність і пухкість. Папір з такими властивостями завдяки своїй макропористій структурі сприяє кращому всмоктуванню або фільтруванню рідинної фази, зберігаючи без руйнування цілісність паперу та виробів на його основі (наприклад, серветок, рушників тощо), оскільки має підвищений показник вологоміцності, що характеризує його міцність у вологому стані, забезпечує м'якість і пухкість паперу та виробів навіть під впливом вологи. Розмелювання макулатурної маси до ступеня помелу 33-37° ШР сприяє отриманню рівномірно розмеленого волокна, зростанню його пластичності та здатності до створення кращого контакту та збільшенню точок контакту між волокнами під час формування паперового полотна і водневих зв'язків між ними на стадії висушування паперу. Це забезпечує підвищення механічної міцності паперу, про що свідчить зростання руйнівного зусилля в машинному і поперечному напрямках, в тому числі у вологому стані (за контакту з вологою) у порівнянні з аналогом. 40 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб виробництва крепованого вбирного паперу санітарно-гігієнічного призначення на основі макулатурних волокон, який включає процеси розбивання, розмелювання, флотації, очищення 3 UA 102651 C2 5 волокнистої суспензії, виливання та крепування паперового полотна, який відрізняється тим, що розмелювання макулатурної маси ведуть до ступеня помелу 33-37° ШР і в підготовлену волокнисту суспензію перед виливанням паперового полотна вводять полівінілспиртове волокно в кількості 0,3-0,6 % від маси абсолютно сухого волокна, а крепування виготовленого паперу проводять до ступеня крепування 9 %. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4