Спосіб приготування паперової маси

Використання: винахід відноситься до виробництва паперу і картону, переважно з сульфатної невибіленої целюлози, що володіють біостійкістю і призначених для широкого застосування. Сутність винаходу: спосіб включає введення в суспензію волокнистого напівфабрикату на основі невибіленої сульфатної целюлози полідиметилдіаліламмонійхлориду, попередньо обробленого кислотним агентом, переважно, сульфатом алюмінію, або сірчаною кислотою, або соляною кислотою, до значення pH отриманої суміші. Винахід дозволяє досягти стабільного захоплення антимікробної активності, збільшити руйнівне зусилля в поперечному напрямку та зменшити поглинання паперу та картону. 1 з.п.ф-ли, 1 табл.

Даний винахід відноситься до виробництва паперу та картону, переважно з невибіленої сульфатної целюлози, що володіють біостійкістю і призначених для широкого застосування.

Відомий спосіб приготування паперової маси для виготовлення паперу санітарно-гігієнічного та побутового призначення.

Для надання цьому паперу бактерицидних властивостей паперову масу з сульфатної біленої целюлози вводять поліетиленімін з молекулярною масою 20000-200000 у кількості 1-10% від маси абсолютно сухого волокна. При цьому досягається прийнятний рівень бактеріостатичності готового паперу.

Однак при переході до паперової маси на основі невибіленої сульфатної целюлози бактеріостатичні властивості паперу та картону, отриманих аналізованим способом, недостатні.

Крім того, цей спосіб призводить до зменшення механічної міцності і підвищення пористості паперу і картону, що виходять. Це у свою чергу погіршує придатність паперу та картону на основі невибіленої сульфатної целюлози для тарно-пакувальної та технічної продукції.

Відомий також спосіб виготовлення біостійкого волокнистого матеріалу. Для підвищення біостійкості волокнистого матеріалу в паперову масу вводять розчинені в сірчаній кислоті миш'як містять відходи медо-і кобальтоплавильного виробництва і осаджують високотоксичні арсенати на волокнах сульфатом алюмінію. Рівень біоцидності продукції регулюється кількістю введених сполук миш'яку.

Розглянутий спосіб практично непридатний для виготовлення продукції широкого призначення через високу токсичність сполук миш'яку, що виключає використання такого паперу для тари та упаковки і обмежує інші області застосування можливістю попадання в переробку миш'як макулатури і забруднення навколишнього середовища.

Найближчим аналогом цього винаходу є спосіб приготування паперової маси, що включає введення в суспензію волокнистого напівфарикату на основі невибіленої целюлози сульфатної полидиметилдиаллиламмонийхлорида [R. Nicke. Produktionssteigerung durch Flockungsmittel. - Zellstoff und Papier; N 1, 1982, s. 19-23]. Полідиметилдіаліламмонійхлорид вводять у волокнисту масу з отриманням готової паперової маси, рН якої дорівнює 6,8. Папір, отриманий таким способом, має кращі фізико-механічні показники порівняно з папером без полідиметилдіаліламмонійхлориду за рахунок дрібнішої флокуляції маси. Однак папір, отриманий цим способом, не має достатньої антимікробної активності.

Завданням цього винаходу є приготування паперової маси, що надає паперу і картону, що виготовляється з неї, високу біостійкість і фізико-механічні властивості із забезпеченням конкретного технічного результату - збільшенням антимікробної активності, збільшенням руйнівного зусилля в поперечному напрямку ізменшенням поглинання.

Зазначена задача вирішується тим, що в способі приготування паперової маси, що включає введення в суспензію волокнистого напівфабрикату на основі невибіленої сульфатної целюлози полидиметилдиаллиламмонийхлорида, згідно винаходу, перед введенням в суспензію полидиметилдиаллиламмонийхлорид попередньоопраць

Як кислотний агент переважно використовувати сульфат алюмінію, або сірчану кислоту, або соляну кислоту.

Змішування полідиметилдіаліламонійхлориду з кислотним агентом до досягнення значення рН суміші в межах 0-4 перед введенням його в суспензію волокнистого напівфабрикату принципово змінює в порівнянні з зазначеним найближчим аналогом процес приготування паперової маси.

У кислому середовищі помітно збільшується ступінь дисоціації четвертинних амонієвих груп полідіметилдіаліламмонійхлориду. Зростання ступеня дисоціації збільшує ефект поліелектролітного розштовхування четвертинних амонієвих груп та сприяє більш рівномірному розподілу молекул полідиметилдіаліламмонійхлориду на волокнах целюлози. Крім того, лужна маса невибіленої целюлози пригнічує біоцидну дію полідиметилдіаліламмонійхлориду, а кисле середовище, створюване в запропонованому способі, компенсує цей негативний вплив.

Як кислотний агент може використовуватися будь-яка досить сильна кислота або кисла сіль такої кислоти і слабкої основи, що дозволяє досягти в суміші з полідиметилдіаліламмонійхлоридом значення рН, що дорівнює 0-4. Однак переважно використовувати як кислотний агент сульфат алюмінію, сірчану або соляну кислоту, оскільки їх витрата і вартість мінімальні, а залишаються впідсітковій воді сульфати та хлориди практично нешкідливі і не вимагають спеціального очищення стоків. Використання як кислотний агент сульфату алюмінію забезпечує додаткове збільшення флокулюючої дії за рахунок синергетичної взаємодії багатозарядних іонів сполук алюмінію з полімерним електролітом.

Таким чином, знайдена сукупність прийомів дозволяє значно поліпшити антимікробні властивості паперу одночасно зі зниженням забруднення стічних вод в порівнянні з відомими технічними рішеннями, у тому числі з прототипом, тому що полідиметилдіалліламмонійхлорид, попередньо змішаний з кислотним агентом, краще виконує функції флокулянта розподіляється та утримується на волокнах.

Приготування суміші по справжньому винаходу здійснюється шляхом перемішування розчину полідиметилдіаліламмонійхлориду з розчином кислотного агента при їх співвідношенні від 3:1 до 1:100. Більш сильне розведення розчину полідиметилдіаліламмонійхлориду може помітно знизити рН готового паперу і внаслідок цього його міцність і довговічність. Менше розведення може створити проблеми плинності суміші через її високу в'язкість.

Концентрація розчину полідиметилдіаліламмонійхлориду не повинна перевищувати 45 мас.% для збереження його плинності. Для розчину кислотного агента концентрація визначається лише необхідним рівнем рН та безпекою роботи (концентрація сильних мінеральних кислот не повинна перевищувати 5%). Торгова марка полідиметилдіаліаммонійхлориду вітчизняного виробництва: ВПК-402.

Отримана описаним способом суміш подається в суспензію напівфабрикату волокнистого в кількості 0,1-3% сухої речовини полидиметилдиаллиламмонийхлорида від маси абсолютно сухого волокна. Переважний порядокдозування цієї суміші в суспензію волокнистого напівфабрикату за 3-15 хв до її відливу після введення (при необхідності) проклеювальних матеріалів, їх коагулянтів, таких як сульфат алюмінію, алюмокалієві або алюмоамонійні галун, та/або наповнювачів.

Суспензія волокнистого напівфабрикату може включати деревну масу та/або вибілену або небілену целюлозу як сульфітну, так і сульфатну хвойних або листяних порід деревини. Вона може наповнюватися відомими наповнювачами з ефектом кращого їх утримання і проклеюватися як в кислому, так і в нейтральному середовищі відповідними матеріалами, що проклеюють, при цьому навіть за несприятливих умов проклеювання витрата проклеювальних матеріалів зменшується при збереженні колишнього значення поглинання або ступеня проклеювання. Допустимо використовувати будь-які субстантивні, катіонні, дисперсні, основні та прямі барвники при цьому також зростає їх утримання. Оскільки суміш, отримана за пропонованим способом, сумісна з відомими коагулянтами і сама має властивості коагулянту, її використання дозволяє зменшити витрати коагулянтів та флокулянтів.

Краще утримання завислих речовин у паперовій масі знижує БПК оборотних вод виробничого потоку, а антимікробна активність полідиметилдіаліламмонійхлориду сприяє зменшенню плям за рахунок слизу.

Запропонований винахід ілюструється такими прикладами його здійснення. Для забезпечення порівнянності результатів, що наводяться, всі приклади відносяться до однакової по помелу і композиції масі волокнистих матеріалів, приготованої з однаковою витратою всіх допоміжних речовин і призначеної для виготовлення мішкового паперу масою 78 г/м 2 .

П р і м е р 1 (пропонований винахід). Спосіб приготування паперовоїмаси здійснюється в такий спосіб.

Використовують водну суспензію волокнистого напівфабрикату - 100% невибіленої сульфатної хвойної целюлози, зі ступенем помелу 27 про ШР. Після розмелювання в неї для проклеювання додають 1,2% клею з модифікованої талової каніфолі і для осадження каніфольного клею на целюлозних волокнах 1,2% сульфату алюмінію від маси абсолютно-сухого волокна.

200 л 5%-ного розчину сірчаної кислоти вливають при перемішуванні 75 л розчину ВПК-402 з товарною концентрацією полідиметилдалліламмонійхлориду 25 мас.%. Величина рН отриманої суміші дорівнює 0. Приготовлену таким чином суміш дозують перед напірним ящиком паперу за 10 хв до відливу паперової маси з розрахунку 0,2% сухого полідиметилдіаліламмонійхлориду на 1 т паперу.

Отриману паперову масу використовують для виготовлення мішкового паперу масою 78 г/м 2 антимікробні та фізико-механічні показники якої наведені в таблиці.

П р і м е р 2 (за пропонованим винаходом). Спосіб приготування паперової маси здійснюється аналогічно прикладу 1 з тими відмінностями, що беруть 100 л 3%-ного розчину соляної кислоти, додають при перемішуванні 100 л 25%-ного розчину ВПК-402 і отримують суміш, рН якої дорівнює 2,7. Приготовлену таким чином суміш дозують перед напірним ящиком паперу за 3 хв до відливу паперової маси, за складом і підготовкою ідентичної описаної в прикладі 1, з розрахунку 0,7% сухого полидиметилдиаллиламмонийхлорида на 1 т паперу.

П р і м е р 3 (пропонований винахід). Спосіб приготування паперової маси здійснюється аналогічно прикладу 1, з тими відмінностями, щоберуть 100 л 6%-ного розчину сульфату алюмінію, додають при перемішуванні 100 л 25%-ного розчину ВПК-402 і отримують суміш, рН якої дорівнює 4. Приготовлену таким чином суміш дозують перед напірним ящиком буммашини за 5 хв до відливу паперової маси за складом та підготовкою ідентичної описаної в прикладі 1, з розрахунку 1,5% сухого полідиметилдіаліламмонійхлориду на 1 т паперу.

П р і м е р 4 (контрольний). Спосіб приготування паперової маси здійснюється аналогічно прикладу 1, з тими відмінностями, що беруть 100 л 0,3%-ного розчину сульфату алюмінію, додають при перемішуванні 100 л 25%-ного розчину ВПК-402 і отримують суміш рН якої дорівнює 5. таким чином суміш дозують перед напірним ящиком паперу за 5 хв до відливу паперової маси, за складом і підготовкою ідентичної описаної в прикладі 1, з розрахунку 1,5% сухого полідиметилдіаліламмонійхлориду на 1 т паперу.

П р і м е р 5 (прототипом). Спосіб приготування паперової маси здійснюється аналогічно прикладу 1 з відзнаками, що беруть 100 л води, додають при перемішуванні 100 л 25%-ного розчину ВПК-402 і отримують суміш, рН якої дорівнює 6,9. Приготовлену таким чином суміш дозують перед напірним ящиком паперу за 5 хв до відливу паперової маси, за складом і підготовкою ідентичної описаної в прикладі 1, значення рН якої становить 6,8 з розрахунку 1,5% сухого полидиметилдиаллиламмонийхлорида на 1 т паперу.

Отриманупаперову масу використовують для виготовлення мішкового паперу масою 78 г/м 2 , антимікробні та фізико-механічні показники якого наведені в таблиці.

Зона затримки зростання є кількісною мірою антимікробної активності паперу і визначається методом дисків золотистого стафілокока (Staphylococcus aureus), як відстань від зразка до межі зростання мікрофлори.

Як видно з таблиці, запропонований спосіб порівняно зі способом по прототипу дозволяє у мішкового паперу підвищити в середньому руйнівне зусилля в поперечному напрямку на 6,0%, а її поглинання зменшити на 15,5%. При цьому антимікробну активність мають тільки зразки, паперова маса для яких приготовлена пропонованим способом.

1. СПОСІБ ПРИГОТУВАННЯ ПАПЕРОВОЇ МАСИ, що включає введення в суспензію волокнистого напівфабрикату на основі невибіленої сульфатної целюлози полідиметилдіаліламмонійхлориду, який відрізняється тим, що перед введенням в суспензію полідиметилдіаліломомійхлор 4.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як кислотний агент використовують сульфат алюмінію, або сірчану кислоту, або соляну кислоту.