Паперова маса для виробництва паперу-основи личкувальних матеріалів

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к бумажным массам для производства бумаги-основы облицовочных материалов, имитирующи х, например, ценные породы древесины. Известна бумажная масса для производства бумаги-основы фоновой, имитирующей ценные породы древесины (см.например, описание к авторскому свидетельству СССР №411190, D21 Н5/00, опублик. 1974 г.). содержащая целлюлозу, наполнитель-пигмент, коагулянт и влагопрочную добавку, при этом для окраски бумаги в массе и ее наполнения используют красный железоокисный пигмент. Недостатком данной бумажной массы является то, что применение в качестве наполнителя красного железоокисного пигмента в большом количестве ухудшает ее потребительские свойства, т.е. делает бумагу жесткой, повышает ее пылимость, снижает гладкость и эластичность, поскольку красный железоокисный пигмент имеет высокую абразивность и жесткость. Известна бумажная масса для производства бумаги-основы фоновой, имитирующей ценные породы древесины (см.например, описание к авторскому свидетельству СССР № 751874, D 21 Η 3/66, опублик. 1977 г.), содержащая целлюлозную массу, наполнитель в виде двуокиси титана, влагопрочную добавку, коагулянт и пигмент - желтый железоокисный. Недостатком данной бумажной массы является то, что в качестве наполнителя для придания ей технологических свойств достаточной укрывистости, гладкости, оттенка применяют дорогую и дефицитную на настоящий момент двуокись титана (ТiO2). Кроме того, введение в массу ТiO 2 влечет снижение прочности бумаги, что широко известно. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является бумажная масса для производства бумаги-основы фоновой, имитирующей ценные породы древе-сины (см. описание к авторскому свидетельству СССР № 1414906 по кл. D 21 Η 3/66, опублик. 1988 г.), содержащая следующие компоненты, мас.%: Однако, к недостаткам данной бумажной массы следует отнести то, что применяемая в качестве наполнителя белая сажа (гидросил) содержит до 4,0% водорастворимых примесей фтора и алюминия, которые в процессе производства бумаги переходят в оборотные и сточные воды, повышая их минерализацию, т.е. загрязняют их, а следовательно, требуется их дополнительная очистка. Кроме того, наличие в белой саже грубодисперсной фракции (остаток на сите 0,045 до 6%) требует ее предварительной очистки перед введением в бумажную массу и увеличивает объем отходов производства, а следовательно, увеличивает тр удозатраты при производстве бумаги. При этом коэффициент светопреломления белой сажи (гидросила) Кср 1,47-1,49, что не позволяет использовать данный наполнитель без применения пигментов, обладающих высокой укрывистостью и обеспечивающих непрозрачность бумаги-основы, а введение ее в массу снижает прочность бумаги, как и все пигменты и наполнители. Задачей данного изобретения является создание бумажной массы при производстве бумаги-основы облицовочных материалов для мебели, обладающей повышенными техническими характеристиками при одновременном снижении ее себестоимости и улучшении экологической чистоты в процессе производства бумаги. Поставленную задачу решает предлагаемая бумажная масса для производства бумаги-основы облицовочных материалов для мебели, использование которой обеспечивает более высокую прочность бумаги, т.е. снижение потерь от брака, уменьшение времени пропитки, т.е. позволяет повысить скорость пропиточных машин при переработке бумаги или повысить содержание минеральной составляющей бумаги (зольность) при сохранении прочности, т.е. экономить дефицитное целлюлозное волокно, а также исключить применение водорастворимого силиката натрия, т.е. улучшить качество сточной воды (аспект экологии). Этого достигают за счет того, что предлагаемая бумажная масса содержит целлюлозу, наполнитель, пигмент, коагулянт и влагопрочную добавку, в которой отличительной особенностью, дающей технический результат, является то, что в отличие oт известных решений, которые используют гидросил или белую сажу при обязательном применении силиката Na или смеси ТiO2 с вышеназванными наполнителями, в предлагаемом изобретении в качестве наполнителя используют наполнитель на основе оксида алюминия, находящегося в кристаллических формах a и g, причем наполнитель на основе оксида алюминия имеет коэффициент светопреломления 1,63-1,76, плотность 3,05-3,7 г/см 3, а массовая доля у формы в наполнителе составляет 80-40 мас.% от массы АІ2 О3, в качестве пигмента используют красный или желтый железоокисные пигменты, основой которых являются оксиды железа в разных кристаллических формах, т.е. пигменты одного класса и назначения, эта красящая неорганическая добавка, обеспечивает требуемый цвет бумаги-основы облицовочных материалов для мебели. В качестве коагулянта используют квасцы или AI 2(SO 4)3. Добавка квасцов или AI2(SO4) 3 обеспечивает более полное удержание волокна и минеральных составляющих бумажной массы при одновременном создании требуемого ею рН. В качестве влагопрочной доб,авки используют полиамино - полиамидэпихлор-гидриновую смолу (В - 115), которая обеспечивает прочность бумаги при ее намокании в процессе пропитки. Указанные выше преимущества достигаются при следующем соотношении компонентов, мас.%: Перечисленные признаки бумажной массы являются существенными поскольку: - применяемый в заявляемой бумажной массе наполнитель представляет собой оксид алюминия, содержащий в качестве примесей оксид кремния, оксид натрия и оксид железа. В химическом отношении основную массу наполнителя составляет АІ2 О3, находящийся в стабильных фазах g и gβ, а также метастабильных фазах g`ρ,`η,`κ, при этом коэффициент светопреломления наполнителя составляет 1,631,76, плотность наполнителя 3,05-3,7 г/см 3, а массовая доля у формы в наполнителе составляет 80-40 мас.% от массы АІ2О 3. Поэтому бумага, изготовленная из предлагаемой бумажной массы имеет более высокие прочностные характеристики, т.к. присутствие в наполнителе g метастабильных форм АІ2О 3. имеющих функциональную группу -ОН, частично компенсирует экранизацию наполнителем ОН-групп целлюлозы, обеспечивающих прочность бумажного полотна. В белой саже (гидросиле) эти группы (как и в других наполнителях) отсутствуют: - бумага, изготовленная из предлагаемой бумажной массы, имеет большую белизну и непрозрачность, т.е. повышенные декоративные свойства, поскольку в наполнителе присутствует стабильная форма а АІ2О 3. что повышает коэффициент светопреломления до 1,63-1,76; - применение наполнителя на основе оксида алюминия в предлагаемой бумажной массе улучшает качество сточных вод, так как присутствие в нем Na2O (не более 0,6 мас.%) обеспечивает более полный гидролиз квасцов (коагулянта) по реакции: с осаждением алюминия в бумаге, тогда как обычно гидролиз идет не полностью и часть алюминия остается в сточных водах в виде растворимых соединений. При этом из процесса выводятся растворимые соли - силикат или полифосфат натрия, что также способствует повышению качества сточных вод. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Во всех примерах используют одни и те же полуфабрикаты: - целлюлозу сульфатн ую беленую хвойную марки ХБ-2, целлюлозу сульфатн ую беленую из лиственных пород древесины марки ОБ-1; - влагопрочную добавку - водамин-115 (полиамино-полиамидэпихлоргидриновую смолу); - пигменты - двуокись титана РО-2 (ТiO2), красный желеэоокисный пигмент марки К-1 (КЖО), желтый железоокисный пигмент Ж-1 (ЖЖО), белую сажу модифицированную марки БС-МБ, наполнитель на основе оксида алюминия. При этом дисперсии пигментов готовили по стандартным технологиям, а в качестве регулятора концентрации водородных ионов (рН) массы использовали квасцы. При этом в размольно-подготовительном отделе по стандартной технологии готовили волокнистую массу. В нее вводили по существующей те хнологии Водамин-115 и красящую дисперсию, приготовленную в хим.отделении Херсонского ЦБК по существующей технологии. В приготовленную таким образом бумажную массу вводили раствор квасцов до достижения требуемой величины рН массы. Образцы бумаги-основы изготовляли на бумагоделательной машине Херсонского ЦБК по стандартной технологии. Отличие состояло в композиции красящей дисперсии пигментов, обеспечивающей технологические свойства и цвет бумаги, при введении их в массу. В процессе опытных работ по изготовлению бумаги-основы проводили контроль качества оборотной и сточной воды. Результаты замеров приведены в таблице № 1. Пример 1. Готовили бумажную массу из 990 кг абсолютно сухого волокна, 40 кг Водамина-115 и красящей дисперсии, состоящей из 132 кг наполнителя на основе оксида алюминия (в дальнейшем наполнителя) 36,4 кг ЖЖО и 54,0 кг ТiO2 . Раствором квасцов доводили рН массы до значения 5,5 ед.рН. Из готовой массы состава мае %: изготовляли бумагу-основу марки 0Р-2Д (имитация цвета дуб). Пример 2. Готовили бумажную массу из 990 кг абсолютно сухой целлюлозы, 59 кг Водамина-115 и красящей дисперсии, состоящей из 132,9 кг ТiO2 и 273.5 кг наполнителя. Раствором квасцов доводили рН массы до значения 6,2 ед. рН по стандартной технологии. Из готовой бумажной массы состава, мас.%: изготовляли бумагу-основу марки ОР-25 (белая). Пример 3. Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 38 кг Водамина-115 и дисперсии пигментов, состоящей из 50,0 кг КЖО и 149,8 кг наполнителя. Раствором квасцов рН бумажной массы доводили до значения 6,6 ед. рН. Из готовой бумажной массы состава, мас.%: Изготовляли бумагу-основу марки ОР-2 (красное дерево). Пример 4. Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 46,7 кг Водамина-115 и дисперсии пигментов, включающей 111 кг ЖЖО, 12 кг КЖО и 157,8 кг наполнителя. Раствором квасцов доводили рН массы до значения 5,8 ед. рН. Из бумажной массы состава, мас.%: Изготовляли бумагу-основу марки ОР-20 (орех). Пример 5. Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 44 кг Водамина-115 и дисперсии пигментов, включающий 147,0 кг ТiO2 и 279 кг наполнителя. Раствором квасцов доводили рН массы до значения 6,3 ед. рН. Из бумажной массы состава, мас.%: изготовляли бумагу-основу марки ОР-2 Б (белая). Пример 6 (по прототипу). Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 58,8 кг Водамина-115 и дисперсии пигментов, содержащей 51,4 кг КЖО, 172,2 кг гидросила и 3,86 кг жидкого стекла. Раствором квасцов доводили рН массы до значения 5,8 ед.рН. Из готовой бумажной массы состава, мас.%: Изготовляли бумагу-основу марки ОР-2К (красное дерево). Пример 7 (для сравнения). Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 50 кг Водамина-115 и дисперсии, содержащей 197,5 кг ТЮг· Раствором квасцов доводили рН массы до значения 6,2 ед. рН. Из бумажной массы состава, мас.%: изготовляли бумагу-основу марки ОР-2Б (белая). Пример 8 (для сравнения). Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 40 кг Водамина-115 и дисперсии белой сажи марки БС МБ, содержащей 202,4 кг белой сажи и 4,4 кг полифосфата Na. Раствором квасцов доводили рН массы до значения 6,0 ед. рН. Из бумажной массы состава, мас.%: изготовили бумагу-основу марки ОР-25 (белая). Пример 9 (для сравнения). Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 59 кг Водамина-115 и дисперсии пигментов, состоящей из 132,9 кг ТiO2, 269 кґ белой сажи и 4,2 кг силиката натрия. Раствором квасцов доводили рН массы до значения 6,1 ед. рН. Из бумажной массы состава, мас.%: целлюлоза 67,0 ТiO 2 9,0 изготовляли бумагу-основу марки ОР-2Б (белая). Пример 10. Готовили бумажную массу из 990 кг целлюлозы, 38 кг Водамина-115 и дисперсии красного железоокисного пигмента, содержащего 200 кг КЖО. Раствором квасцов рН бумажной массы доводили до значения 5,9 ед. рН. Из бумажной массы состава, мас.%: изготовляли бумагу-основу марки ОР-2К (красное дерево). В соответствии с приведенными примерами была изготовлена бумага-основа марки ОР-2 следующих цветов: белая (Б), красное дерево (К), орех (О), дуб (Д). Бумага испытана по стандартным показателям качества, результаты испытаний приведены в табл.2. При этом была изготовлена и испытана бумага-основа с использованием в качестве наполнителя белой сажи (пример № 8, 9) и предлагаемого наполнителя на основе оксида алюминия (пример № 1, 2, 3, 4,5). Показатели качества белой сажи и наполнителя на основе оксида алюминия приведены в таблице 3. Как видно из приведенных примеров, наполнитель на основе оксида алюминия при использовании в композиции красящих дисперсий обеспечивает более высокие показатели механической прочности бумаги, скорости пропитки при одностороннем смачивании и воздухопроницаемости (таблица 2 примеры 3, 6, 7, 10). При этом, как свидетельствует таблица 3 п.1, 5, оптические характеристики наполнителя на основе АІ2О3 выше, чем у белой сажи, при использовании его в композиции с ТiO2 обеспечивается большая белизна бумаги, чем при использовании белой сажи (см. табл.2, примеры 2, 5, 9), более того, как свидетельствуют примеры 2, 5, 7 таблицы 2, возможна замена части ТiO2 при изготовлении белой бумаги без снижения ее белизны и одновременном повышении прочностных характеристик. Кроме того, как видно из табл.1, применение наполнителя на основе оксида алюминия позволяет значительно снизить содержание АІ3+ в сточных вода х; исключить присутствие иона F", загрязняющего сточные воды при применении белой сажи и снизить количество отходов при очистке красящих дисперсий от грубодисперсной фракции за счет отсутствия таковой в наполнителе на основе АІ2О 3 (см. таблицу 3 п.3,4). Кроме того, расход наполнителя на основе АІ на 1 τ бумаги меньше на 8-9%, чем белой сажи, поскольку потери при прокаливании в нем составляют 1%, в то время как у белой сажи марки БС-МБ этот показатель 10%.