Проклейка в массе другими веществами

Категория:
Полуфабрикаты из бумаги


Проклейка в массе другими веществами

Помимо канифоли, для проклейки в массе был предложен ряд других веществ, частично или целиком заменяющих канифоль. Довольно широко стали применяться парафиновые эмульсии. Используются также некоторые новые синтетические вещества; отдельные из них рассматриваются в следующих разделах.

Проклейка парафиновыми и канифольно-парафиновыми эмульсиями

Парафин является относительно недорогим продуктом, обладающим высокой гидрофобностью, поэтому логично было попытаться применить его для проклейки в массе.

Парафиновые эмульсии, предложенные для бумажного производства, вначале были недостаточно удовлетворительными, так как размер их частиц был относительно велик, но в дальнейшем для проклейки бумаги были получены достаточно хорошие парафиновые эмульсии.

При проклейке в ролле применяют парафиновые эмульсии как осаждаемые сернокислым глиноземом, так и не осаждаемые им. Сернокислый глинозем необходим для осаждения и тех и других эмульсий, но в первом случае сернокислый глинозем или кислоту приходится применять, имея в виду добавочный эффект разрушения ими эмульсии. При осаждении клея сернокислым глиноземом в некоторых случаях может потребоваться низкий рН, но Нейтцке установил, что в одном случае оптимальная величина рН для осаждения чисто парафинового клея оказалась 6,4—6,6.

При проклейке парафиновыми эмульсиями в ролле желательно применять эмульсии концентрацией 5—-10%. Эмульсия добавляется в бумажную массу в конце размола, но равномерное распределение парафина может быть обеспечено дополнительным после добавки размолом в течение 5—20 минут. Для осаждения парафина всегда необходим сернокислый глинозем, но для эмульсии мыльного типа и для кислотостойких эмульсий применяют различные приемы осаждения.

При применении кислотостойких эмульсий можно пользоваться также и другим способом, по которому эмульсию смешивают с сернокислым глиноземом и затем эту смесь добавляют в ролл.

Парафиновые эмульсии особенно хорошо ведут себя при проклейке асбестовой бумаги, бумаги с карбонатным наполнителем, обойной, этикеточной, конвертной и бумаги для молочных бутылок; другие виды бумаги (даже высокосортные писчие) следует проклеивать небольшим количеством парафина в сочетании с канифюльным клеем. Преимуществом парафиновых эмульсий по сравнению с канифольным клеем является возможность повышения рН бумажной массы после осаждения парафиновых частиц даже до 10, причем это не отражается на результатах проклейки. В связи с этим Рафтон рекомендует пользоваться парафиновыми эмульсиями при проклейке бумаги щелочными наполнителями, когда нельзя пользоваться обычным канифольным клеем. Он предлагает осаждать эмульсию сернокислым глиноземом до введения карбоната. Имеется ряд патентов, касающихся применения парафиновых эмульсий при изготовлении бумаги со щелочным наполнителем. Другие преимущества парафиновых эмульсий заключаются в уменьшении пенообразования и повышении качества бумаги, выражающемся в уменьшении скручиваемости, большей гибкости, большей гладкости поверхности, лучших печатных свойствах, большей водонепроницаемости, большей долговечности. Парафиновые клеи имеют преимущества по сравнению с канифольным клеем при проклейке горячей бумажной массы, и поэтому их используют на некоторых картонных фабриках, где применяется бумажная масса с высокой температурой.

Добавка небольшого количества канифольного клея к парафиновому клею обычно повышает эффективность проклейки; вообще говоря, при использовании парафиновых эмульсий к ним обычно добавляется от 20 до 40% канифольного клея. Иногда применяют смеси канифоли и парафина, состоящие из парафина и свободной канифоли, эмульгированной в канифольном мыле. Один из способов приготовления канифольно-парафинового клея заключается в обработке расплавленной канифоли, неомыляемого парафина и горячей щелочи в специальной машине для диспергирования, где омыление канифоли почти немедленно сопровождается Диспергированием и стабилизацией парафина. Образующееся при этом канифольное мыло стабилизирует парафин и свободную канифоль в виде частиц, средний диаметр которых составляет 1,27. В продажном виде канифольно-парафинового клея как такового имеется сравнительно мало; в порядке исключения для продажи изготовляется пластифицированный канифольный клей, содержащий около 20% парафина.

По сравнению с чисто канифольным клеем применение канифольно-парафинового клея имеет некоторые преимущества. Нейтцке сообщает, что 30 кг канифольно-парафинового клея (80% канифоли и 20% парафина) обеспечивают такую жестепень проклейки, как 45 кг чисто канифольного клея. Однако Гризингер и Рейнольде установили, что результаты зависят целиком от вида проклеиваемой бумажной массы; парафин особенно пригоден для проклейки древесной массы. Полученные ими результаты показывают, что количество парафина в канифольно-парафиновом клее в некоторых композициях бумажной массы не должно превышать определенного значения. То же отмечает и Нейтцке, но пропорция и типы бумажной массы по его данным иные. На результаты, по-видимому, оказывают влияние переменные факторы, значение которых еще не совсем ясно. Данные, полученные при определенных условиях проклейки, нельзя распространить на другие условия. Согласно данным Нейтцке эффективность ка-нифольно-парафиновой смеси при проклейке беленой сульфитной целлюлозы возрастает до тех пор, пока содержание парафина не достигнет 25%; при дальнейшем повышении содержания парафина эффективность проклейки снижается.

В некоторых случаях для получения хороших результатов необходимо вводить даже большее* количество канифольно-парафинового клея, как например, для придания бумаге большей гибкости, мягкости и большей гладкости поверхности. Одним из недостатков применения канифольно-парафинового клея является значительное уменьшение механической прочности по сравнению с механической прочностью при проклейке чисто канифольным клеем. Согласно данным, приведенным на этом рисунке, если принять за основу бумагу, проклеенную 2% канифольного клея, то в бумаге, проклеенной смесью из 50% канифоли и 50% парафина, сопротивление продавливанию примерно на 15% ниже, чем при проклейке чисто канифольным клеем.

Для того чтобы обеспечить хорошую проклейку парафиновой эмульсией, проклеенную бумагу необходимо высушивать так же, как и при проклейке канифолью. Однако имеется предположение, что при проклейке канифольно-парафиновым клеем нагревать следует слабее, чем при проклейке чисто канифольным клеем, так как парафин плавится при более низкой температуре [92 ]. Нейтцке считает, что парафин, который плавится легче и является менее вязким, чем канифоль, быстрее проникает в капилляры волокон, чем канифоль, и поэтому в меньшей степени отлагается на поверхности волокон.

Проклейка восками

На европейских фабриках для проклейки в массе пользуются в некоторой мере монтан-воском, но в США он никогда не применяется. Монтан-воск является сложной смесью углеводородов, орга нических кислот и сложных эфиров, и точка плавления у него не сколько выше, чем у канифоли. Этот воск можно применять при проклейке в массе в смеси с канифолью или с другими восками. Имеются указания, что при проклейке монтан-воском бумага приобретает большую прочность, мягкость, лучше поддается поверхностной проклейке и обладает большей водонепроницаемостью, чем при проклейке канифолью. Одним из преимуществ монтан-воска является то, что наилучшие результаты получаются при рН = 7—7,5, поэтому возможна проклейка в присутствии щелочных наполнителей.

При проклейке бумаги можно пользоваться и многими другими видами воска и воскоподобными веществами. Фактически для проклейки пригоден в эмульгированной форме любой тип материала, подобный воску. Лейн предлагает использовать жирные кислоты, содержащие 9 или больше атомов углерода. Ганс и Рэйни описывают состав, приготовленный путем размешивания тонкоразмолотой кумароновой смолы (температура плавления 110—115°) в воде, содержащей силикат натрия и олеиновую кислоту: кумаро-новой смолы — 300 частей, воды — 290, олеиновой кислоты — 10, силиката натрия — 14 частей.

Во время второй мировой войны, когда ощущался дефицит канифоли, для частичной замены канифольного клея в Англии было предложено применять ароматические петролейные экстракты в эмульгированной форме.

Для проклейки в ролле были предложены эмульсии синтетических смол, в частности эмульсии алкидной смолы, которые можно приготовлять так, что они осаждаются кислотами или сернокислым глиноземом. Однако смоляные эмульсии добавляют обычно для улучшения физических свойств бумаги, а не для проклейки.

Проклейка клеем мерсайз

К числу новых проклеивающих веществ, имеющих важное значение для проклейки, относится продукт конденсации канифоли и малеинового ангидрида — так называемый мерсайз. Это вещество отличается от канифольного клея тем, что в каждой его молекуле содержатся три кислотные карбоксильные группы, тогда как в канифоли содержится всего одна группа. Мерсайз является твердым смолистым веществом, но в продажном виде он обычно представляет собой вязкую, прозрачную, янтарного цвета водно-щелочную дисперсию, содержащую 51% смолы .

Мерсайз легко диспергируется в холодной воде до концентрации 3%, но более концентрированные дисперсии, выдержанные в течение некоторого времени, образуют гели и поэтому их не следует применять. Мерсайз не следует диспергировать в жесткой воде, без добавления небольшого количества едкого натра, препятствующего образованию хлопьев. Мерсайз имеет сходство с канифольным клеем и почти всегда применяется вместе с ним.

Мерсайз вместе с канифольным клеем эффективнее обычного канифольного клея в тех случаях, когда вводится небольшой процент проклеивающего вещества. Эффективность мерсайза некоторым образом объясняется меньшими размерами частиц клеевого осадка, что обеспечивается большей кроящей способностью, а в некоторой мере большим количеством возможных связей, образующихся в результате большого количества карбоксильных групп. Сам по себе мерсайз не обеспечивает хорошей водонепроницаемости, но при проклейке им обеспечивается хорошая непроницаемость для таких коллоидных растворов, как чернила или кровь.

Обычно мерсайз вводят в количестве от 10 до 50% общего веса клея. Смесь мерсайза и канифольного клея рекомендуется приготовлять следующим образом: обычным способом нагревают и эмульгируют канифольный клей струей пара, разбавляют холодной водой до температуры 44° или ниже, затем медленно вводят мерсайз и размешивают до полного его растворения. После этого можно добавлять холодную воду до тех пор, пока содержание в клее твердого вещества не будет составлять 4—4,5%.

Как правило, совместное применение мерсайза и обычного канифольного клея обеспечивает максимальную проклейку при меньшем расходе общего количества клея, чем при проклейке одним канифольным клеем.

Поскольку мерсайз является очень дорогим продуктом, рекомендуется обеспечивать максимальную степень проклейки такой смесью канифоли и мерсайза, в которую последний вводится в небольшой Дозе, при минимально потребном его количестве. Иногда при использовании мерзайса требуется вводить больший процент сернокислого глинозема, чем при проклейке канифолью, так как в молекуле мерсайза содержится большее, чем в канифоли, количество кислотных групп, связывающих большее количество ионов алюминия.

Проклейка битумными эмульсиями

Иногда в картоны, отливаемые на пресспате и многоцилиндровой машине, добавляются битумные эмульсии. С этими эмульсиями обращаются так же, как с парафиновыми, т. е. их смешивают непосредственно с бумажной массой и осаждают сернокислым глиноземом. Для проклейки светлой бумажной массы ими не пользуются, так как битум ее окрашивает. Однако битумные эмульсии можно с успехом применять для проклейки бумажной массы для коробочного и ящичного картонов, для строительного картона, а также для ряда специальных водонепроницаемых картонов, где цвет не играет существенной роли. Битум можно применять в количестве 0,5—10% от веса сухого волокна.

Проклейка силиконами

Силиконы представляют собой кремнийорганические вещества, содержащие атомы кремния, окруженные атомами углерода и кислорода. Эта группа смол обладает типичными свойствами органических веществ, а также свойствами органических синтетических смол. Основными из них являются стойкость к теплу, воде и химикатам. Силиконы стойки даже по отношению к таким высоким температурам, как 249—288°. При нанесении их на бумагу в виде тонких пленок они придают ей новое свойство: бумага приобретает высокую степень водонепроницаемости. Например, путем обработки парами метилхлорсилана можно приготовить очень гидрофобную бумагу; такую обработку применяли во время второй мировой войны при изготовлении фильтров для противогазов. Пары, по-видимому, вступают в реакцию с содержащейся в бумаге влагой и образуют на поверхности волокон очень тонкую пленку метилполисилоксана. Таким путем можно обеспечить вполне хорошую проклейку, но для нейтрализации кислоты, образующейся в процессе реакции, бумагу необходимо обработать парами аммиака,

Бергандол и Либби проводили проклейку в ролле органо-силиконами типа метилсиликоновой смолы и метилсиликонового масла. Они установили, что наилучшие результаты дает быстро конденсирующаяся силиконовая смола в растворе толуола. При расходе этой смолы меньше 0,1% от веса волокна проклейка получалась вполне удовлетворительной. Точно так же Бергандол и Либби получали хорошие результаты, вводя смесь этой смолы со щелочной или кислой эмульсией метилсиликонового масла. Однако это силиконовое масло требует очень высокой температуры сушки. Жесткая вода снижает степень проклейки, обеспечиваемую силиконами.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум