Способ обработки волокнистой массы при изготовлении бумаги — SU 1714016 (original) (raw)
(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БУМАГИ (57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и позволяет повысить стабильность белизны бумаги. Оптически отбеливающее вещество (СОВ) и оттеночный краситель растворяют в 0,005 - 0,05%-ном водном растворе тиомочевины и выдерживают при 85 - 95 в течение 15- 20 мин до получения прозрачного раствора. Расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет 0,1-1,0 от массы ООВ. Полученный раствор вводят в суспензию размолотой целлюлозы, затем доба яют канифольный клей, каолин и сульФат алюминия, Из полученной массы изготавливают писчую бумагу. Этот способ может быть использован при производстве бумаги для печати, письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной.1 табл. ел нскии, кова и 19 остойиалов. р. От- отбежная. композицию щих веществ го поглощени фотохимичес проявляющее и росте желт методов пов или белизны Обыч или краш выбором структуро или выбо (отбелива максимал ом отбеливании водствуются или ей с химической действию света, логии крашения беспечивала бы красителей (отбео при оптичес нии бумаги рук ООВ и красител и, устойчивой к ром такой техн ния),которая о ное количество ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральный научно-исследов ский институт бумаги(56) ИосйепЫатт Иг Рарег 1 аЬгйабоп 103, М 23/24, с. 902,Кричевский ГГомбкете Я. Све кость окрашенных текстильных матер МЛегкая индустрия, 1975, с. 121.- Чекунина Л,ИКучменко А,В. и теночные красители для оптическог ливан ия бумаги. - Бум промышленность, 1982, М 8, с. 22. Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности и может быть использовано для обработки волокнистой массы при производстве бумаги для печати, бумаги для письма, бумаги-основы для фотобумаги и мелования, книжно-журнальной, т,е, всех видов бумаги, оптические характеристики которых в основном опрделяют их потребительские свойства. В большей степени это касается высококачественных видов бумаги с повышенной белизнойк которым предъявляются требования по сохранению оптических свойств в течение длительного времени эксплуатации.Старение являтся основной причиной ухудшения качества бумаги, Введение в бумаги оптических отбеливаю- (ООВ) вследствие интенсивноя ими Уф-излучения ускоряет кое разрушение бумаги, ярко ся в резком падениибелизны изны бумаги, Умиверсальных ышения стабильности окрасок материалов не существует.ливателей) на волокне, агрегацию и закрепление их во внутреннем объеме волокна,Известен способ обработки волокнистой массы, включающий растворение ООВ и оттеночного красителя в воде и последующее их введение в волокнистую массу.Данный способ обработки волокнистой массы водными растворами оптического отбеливателя и оттеночногр красителя позволяет улучшить оптические свойства бумаги, Однако такой способ предусматривает раздельное растворение оптического отбеливателя и оттеночного красителя в воде, что не обеспечивает необходимую стабильность белизны во времени.Цель изобретения - повышение стабильности белизны бумаги,Указанная цель достигается тем, что в способе обработки волокнистой массы, включающем предварительное растворение ООВ и оттеночного красителя, имеющего в молекуле метокси- или метокси- и оксигруппы в орто-положении к азогруппе и 2 - 4 сульфогруппы и последующее введение их в волокнистую массу, согласно изобретению растворение ООВ и оттеночного красителя осуществляют одновременно в 0,005 - 0,05 ф -ном водном растворе тиомочевины, при этом расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет от 0,1-1,0 фмассы ООВ.Предлагаемый способ обработки волокнистой массы, включающий совместное растворение ООВ и оттеночного красителя в водном растворе тиомочевины, обеспечивает стабильность белизны бумаги в процессе ее эксплуатации при одновременном достижении необходимого уровня ее оптических свойств.Благодаря совместному растворению ООВ и оттеночного красителя в водном растворе тиомочевины происходит образование ассоциированных окрашенных комплексов: тиомочевина, являясь донором электронов, вступает во взаимодействие с л -электронами цепочки сопряженных двойных связей ООВ и красителей. Такие комплексные соединения обладают светозащитными свойствами и менее подвержены фоторазрушению за счет внутримолекулярного взаимодействия, так как молекулы ООВ, находясь в тесном контакте со светопрочными молекулами красителей, при поглощении УФ-излучения передают энергию возбуждения красителям по контактному механизму тушения. При этом важным является выбор красителей. Указанные красители, имеющие метокси- или метокси- и оксигруппы в орто-положении к азогруппе, активно участвуют в образовании внутриводородных связей между собой и ООВ, а также в образовании водородных связей с волокном, темсамым закрепляют ООВ на волокне, способ 5 ствуя большей их устойчивости,Кроме того, светозащитные свойстваокрашенных комплексов проявляются тембольше, чем больше их количество адсорбируется на волокне и чем более равномернее10 они на нем распределены. Этому также способствует тиомочевина, которая при оптимальной концентрации раствора выступаети как растворитель, препятствующий образованию больших агрегатов, тем самым об 15 легчает диффузию окрашенных комплексовв толщу волокна и более равномерному распределению их в волокнистой массе, чтоспособствует увеличению стабильности белизны во времени,20 Снижение или увеличение концентрации водного раствора тиомочевины за указанные пределы нежелательно, так какприводит к отрицательным эффектам; к потере стабильности белизны бумаги, когда25 мочевины не достаточно для образованияокрашенных комплексов, или к снижениюэффективности действия ООВ в случае избытка тиомочевины.Порядок введения раствора ООВ с отте 30 ночным красителем в волокнистую суспензию определяется в зависимости отконкретного вида изготовляемой бумаги.Чаще всего отбеливающий раствор вводятдо наполнения илроклеивания волокнистой35 массы или при технологической необходимости - после введения наполнителя и канифольного клея. Но обязательнымусловием является обработка волокнистоймассы ООВ для подачи сернокислого алю 40 миния.П р и м е р 1. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию беленой целлюлозы, содержащую 300кг сульфатной хвойной, размолотой до 33 -45 35 ШР, и 700 кг сульфатной лиственной,размолотой до 25 - 28 ШР, вводят раствороптически отбеливающего вещества рилюкса ПРС в количестве 0,5 кг и оттеночногокрасителя прямого голубого для бумаги,50 имеющего в молекуле 4 сульфогруппы, и 2метоксигруппы в орто-положении к азогруппе, в количестве 0,015 кг. Приготовлениеотбеливающего раствора осуществляют путем совместного растворения в указанных55 количествах рилюкса ПРС и оттеночного,красителя прямого голубого для бумаги, Дляэтого оптический отбеливатель и красительв сухом виде вносят при интенсивном перемешивании в заранее приготовленный0,015 ф -ный водный раствор тиомочевины(0,3% от массы ООВ), смесь нагревают и выдерживают при 85 - 95 С в течение 15- 20 мин до получения прозрачного раствора. Перед введением в волокнистую массу полученный отбеливающий раствор охлаждают до комнатной температуры, Затем в обработанную волокнистую массу добаляют 1,5% от массы абсолютно сухого волокна канифольного клея, соответственно 20% каолина, 25% сульфата алюминия. Изготавливаютписчую бумагу М 1 массой 80 г/мг.Для оценки стабильности бумаги определяют изменение оптических характеристик: падение белизны и рост желтизны от исходных значений в зависимости от времени теплового воздействия. Образцы бумаги подвергают термическому старению при 105 й 2 Свтечение 1,5,24 и 72 ч. До ипосле старения образцы подвергали кондиционированию при относительной влажности50% и температуре 25 ОС.П р и м е р 2 (по известному способу).Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют в воде каждый раздельно без тиомочевины,П р и м е р 3. Волокнистую массу обрабатывают следующим образом, В суспензию беленой целлюлозы, содержащую 300 кг сульфатной хвойной, размолотой до 33- 35 ШР, и 700 кг сульфитной хвойной, размолотой до 28 - 30 ШР; вводят раствор ООВ Белофора КБ в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого синего светопрочного КУ, имеющего в м ол е кул е 2 сульфогруппы, две метокси- и две оксигруппы в орто-положении к азогруппе в количестве 0,008 кг. Приготовление отбеливающего раствора осуществляют как в примере 1 с той лишь разницей, что используют 0,005%-ный водный раствор тиомочевины (0,1% от массы ООВ). Затем в отбеленную волокнистую, массу добавляют 1,8% от массы абсолютно сухого, волокна канифольного клея, соответственно 30% каолина,.25% сульфата алюминия Изготовляют офсетную бумагу В 1 массой 70 г/м .гП р и м е р 4 (по известному способу). Обрабатывают волокнистую массу аналогично. примеру 3 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель Белофор КБ и оттеночный краситель прямой синий светопрочный КУ растворяют раздельно в водебез тиомочевины,П р и м е р 5, Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию, содержащу 1 о 800 кг беленой сульфитной хвойной целлюлозы, размолотой до 28 - 32 Ш Р, и 200 кг беленой древесной массы, вводят раствор оптического отбеливателя Вобиталя Бфау А в количестве 0,5 кг и оттеночного красителя прямого фиолетового "С" имеющего в молекуле две сульфогруппы, метокси- и оксигруппы в ортоположении к азогруппе, в количестве 0,02 кг. Приготовление отбеливающегораствора осуществляют как в примере 1 с той лишь разницей, что используют 0,05%-ный водный раствор тиомочевины (1,0% от массы отбеливателя). Затем в отбеленную волокнистую массу добавляют 2,0% от массы абсолютно сухого волокна канифольного клея, соответственно 30% каолина, 25% сульфата алюминия. Изготовляют бумагу типографскую В 1 массой 60 г/м .П р и м е р 6 (по известному способу). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 5 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель Вобиталь Б фау А и оттеночный краситель прямой фиолетовый "С" растворяют раздельно в воде без тиомочевины.П р и м е р 7 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги в указанных количествах растворяют совместно в 0,003%-ном водном растворе тиомочевины (0,06% от массы отбеливателя).П р и м е р 8 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что рилюкс ПРС и прямой голубой для бумаги в указанных количествах растворяют совместно в 0,07%- ном водном растворе тиомочевины (1,4% от массы ООВ).П р и м е р 9 (контрольный), Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют каждый раздельно в 0,015%-ном водном растворе тиомочевины.П р и м е р 10 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что оптический .отбеливатель рилюкс ПРС и оттеночный краситель прямой голубой для бумаги растворяют совместно в воде, не содержащей тиомочевину.П р и м е р 11 (контрольный). Обрабатывают волокнистую массу аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что в качестве оттеночного красителя берут краситель кислотный синий "К" не содержащий в молеку ле метокси- и оксигруппы.1714016 П р и м е р 12 (по известному способу). Волокнистую массу обрабатывают следующим образом. В суспензию беленой целлюлозы, содержащей 300 кг хвойной сульфитной и 700 кг лиственной сульфатной, размолотых до 30 ШР, вводят раствор оптического отбеливателя Белофора КБ в количестве 0,5 кг и раствор оттеночного красителя кислотного чисто-голубого антрахинового в количестве 0,015 кг. Растворение оптического отбеливателя и красителя производят отдельно в воде без тиомочевины при 85-95 С, Образцы бумаги подвергали термическому старению. Сравнительные результаты испытаний по примерам 1 - 12 представлены в таблице. ся, Сравнение с контрольными примерами (7-9) показывает, что повышение стабильности белизны бумаги в предлагаемом способе достигается только при сочетании 5 приема совместного растворения оптическогоотбеливателя и оттеночного красителя и использовании в качестве растворителя водного раствора тиомочевины в указанном диапазоне концентраций.10 Освоение предлагаемого изобретениябудет способствовать повышению качества бумаги - достижению и сохранению ее оптических свойств, что позволит заменить часть дорогостоящей импортной бумаги по добного класса. Формула изобретения Способ обработки волокнистой массыпри изготовлении бумаги, включающий 20 предварительное растворение оптическиотбеливающего вещества и оттеночного красителя, имеющего в молекуле метоксйили метокси- и оксигруппы в орто-положении к азогруппе и 2 - 4 сульфогруппы и по следующее их введение в волокнистуюмассу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности белизны бумаги, растворение оптически отбеливающего вещества и оттеночного красителя осуществ ляют одновременно в 0,005-0,5%-номводном растворе тиомочевины, при этом расход тиомочевины в пересчете на сухое вещество составляет 0,1-1,0% от массы оптически отбеливающего вещества.35 Как видно из таблицы, предлагаемый способ обработки волокнистой массы обеспечивает повышение устойчивости белизны обработанной бумаги в процессе ее эксплуатации в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным способом. Сопоставление полученных данных с результатами, достигаемыми при воспроизведении известного способа с учетом одинакового композиционного состава бумажной массы (примеры 1 и 12) и равных расходов оптического отбеливателя и оттеночного красителя, показывает, что предлагаемое техническое решение позволяет стабилизировать оптические свойства бумаги: относительная скорость снижения белизны и роста желтизны бумаги в значительной степени уменьшаетПри- мер Исходные показатели до,старенияХа акте истика способа и и в емени ста ения, ч 24 Паде- Ростние бе- желлизны, тизны,О о,Рост Падежел- ние бетизны, лизны,Белизна % Желтизна,%