Файл: Сушкова Н.Д. Бумажные мешки. Производство, свойства и применение мешочной бумаги и мешков.pdf

изготовления мешков бумагу в местах, подлежащих склеиванию, сразу после нанесения силиконового покрытия обрабатывают ко­ ронным разрядом, что вызывает окисление и изменение ориента­ ции отдельных радикалов [111].

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТИЛИПКОИ БУМАГИ

Антилипкая бумага изготовляется из мешочной бумаги-основы массой 70—80 г/ж2, хорошо проклеенной, гладкой, обладающей низ­ кой воздухопроницаемостью. Рекомендуется бумага односторонней гладкости или каландрированная. Слишком сильное уплотнение за счет чрезмерного повышения степени помола или суперкалан­ дрирования непригодно, потому что при нанесении покрытий такая бумага будет скручиваться.

Для придания бумаге антиадгезионных свойств применяют кремнийорганические вещества (силиконы) в виде растворов в ор­ ганических растворителях или водных эмульсий. С целью сниже­ ния расхода дорогостоящих силиконов и получения поверхности требуемого качества бумагу предварительно покрывают другими пленкообразующими веществами, к числу которых относятся: ПВС, эфиры целлюлозы, модифицированные крахмалы, альгинат натрия.

Кремнийорганические полимеры, которые можно выразить об­ щей формулой

образовывать физиологически безвредные гидрофобные и термо­ стойкие пленки, обладающие низкой адгезией к липким материа­ лам и большой устойчивостью к старению. Многочисленные крем­ нийорганические полимеры подразделяются на смолы, каучуки и ліасла, отличающиеся соотношением органической части соедине­ ния R и кремния Si. Смолы имеют R/Si< 2 и дают устойчивую пленку с регулируемой степенью твердости и разными свойствами при отверждении. Силиконовые каучуки содержат R/Si = 2 и об­

Силиконовые масла отличаются максимальным содержанием органической части (R/Si>2), с трудом отверждаются и служат главным образом в качестве смазок.

Кремнийорганические полимеры (смолы и каучуки), раство­ ренные в органических растворителях (трихлорэтилене, толуоле, ксилоле, этилацетате), образуют на поверхности бумаги более вы­

84

растворами необходимо сложное оборудование во взрывобезопас­ ном исполнении с системой регенерации растворителей. Обычно растворами силиконов покрывают бумагу, предназначенную для разделения самоприклеивающихся этикеток и липких лент, покры­ тых составами на основе каучука.

Мешочную бумагу под битум, брикеты каучука покрывают, как правило, водными эмульсиями, включающими несколько видов кремнийорганических веществ, эмульгатор, загуститель и катали­ затор отверждения. Эмульсия приготав’ляется незадолго до исполь­ зования на предприятии, выпускающем мешочную бумагу.

Основным компонентом покровного состава является полидиметилсилоксан линейной структуры, содержащий небольшое ко­ личество реакционноспособных гидроксильных групп на концах

Вторым компонентом служит низкомолекулярный полиметил-

придающий гидрофобные свойства [112].

Для обработки мешочной бумаги может использоваться, на­ пример, силикон следующего состава:

В качестве катализаторіов отверждения, способствующих обра­ зованию мостиков между молекулами полимера и возникновению трехмерной структуры, применяются металлорганические соедине­ ния олова, цинка, титана, железа, эфиры моно- и дикарбоновых кислот. Например, триэтаноламинтитанат, диоктилмалеат цинка, диацетатдибутилолово, дилауратдибутилолово. Последний катали­ затор разрешается для силиконовых покрытий, непосредственно соприкасающихся с продовольственными продуктами [113]. Для приготовления эмульсии силиконов и катализаторов применяется поливиниловый спирт.

85

Поливиниловый спирт [C2H3OH]n представляет собой высокополярный гидрофильный нетоксичный полимер, способный к обра­ зованию эластичных гидрофильных пленок с малой газопроницаемкостью и низкой влагопрочпостью. Поливиниловый спирт (ПВС) содержит от 1 до 35% ацетатных групп и выпускается в виде по­ рошка белого цвета. Ниже приведена характеристика поливинило­ вого спирта различных марок:

С увеличением ацетатных групп повышается растворимость ПВС в воде и стабильность растворов, улучшаются эмульгирую­ щие свойства. С уменьшением ацетатных групп и возрастанием мо­ лекулярной массы увеличивается прочность и теплостойкость поли­

80—98% и добавляемых веществ, повышающих водоустойчивость покровного слоя. Поливиниловый спирт относительно дорог и его часто заменяют натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы.

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (ЫаКМЦ) получа­ ется в результате обработки а’лкалицеллюлозы натриевой солью монохлоруксусной кислоты и представляет собой мелкозернистый или порошкообразный продукт белого или слегка желтого цвета.

Теоретически возможно замещение трех гидроксилов целлю­ лозы у второго, третьего и шестого атомов углерода на эфирные группы, но практически получают ЫаКМЦ со степенью замещения ■от 0,3 до 1,2. Водорастворимая ЫаКМЦ имеет степень замещения выше 0,5. NaKM-Ц анионоактивна и коагулирует в кислой среде или органических растворителях (спирте, ацетоне).

Регулируя в процессе получения степень полимеризации, вы­ рабатывают карбоксиметилцеллюлозу низкой, средней и высокой вязкости. С повышением степени полимеризации (молекулярной

массы) улучшаются связывающие пленкообразующие свойства

NaKMH.

Применяется ЫаКМЦ главным образом в качестве загустителя эмульсий и паст.

«6

cd

ej

О

87

Технический продукт содержит около 50% сопутствующих солей {хлористый натрий, соду, ацетат натрия), повышающих гигроско­ пичность материала, ускоряющих старение плевок и способствую­ щих коагуляции эмульсии при совместном применении других ве­ ществ.

После промывки этиловым спиртом соли почти полностью уда­ ляются и очищенная NaKMIJ, становится физиологически безвред­ ной.

Свойства ЫаКМЦ, используемой для грунтовки бумаги, при­ ведены в табл. 25.

С целью повышения содержания сухого вещества и получения надлежащих пленкообразующих свойств покрытия в состав грун­ тующей смеси вводят низковязкую и высоковязкую ЫаКМЦ и окисленный крахмал.

Для повышения влагопрочности покровного слоя можно доба­ влять мочевино-формальдегидную смолу, глиоксаль или диальде­ гид крахмала. Наиболее применимы для грунтовки модифициро­ ванные пленкообразующие крахмалы, например полиоксиметил-

Натуральный картофельный и кукурузный крахмалы для грун­ товки бумаги не годятся, так как даже при низкой концентрации дают вязкие растворы, не образующие пленки. Выбор материала для грунтовки в большинстве случаев определяется экономиче­

скими соображениями и конструкцией используемого оборудова­ ния.

88

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПОКРОВНЫХ СОСТАВОВ

Оборудование для приготовления грунтовочных составов и си­ ликоновой эмульсии включает котлы с паровой рубашкой и ме­ шалками для растворения химикатов, баки для смешения и хра­ нения отдельных компонентов и смесей, дозирующие и центробеж­ ные насосы. Емкости сосудов составляют от 0,02 до 2 ж3. Частота вращения мешалок 1000—1500 об/мин. Только эмульгатор имеет быстроходную мешалку (3000 об/мин).

Состав для грунтовки бумаги. ЫаКМЦ засыпается в котел в холодную воду и растворяется при непрерывном перемешива­ нии. Нагревание до 60—70° С ускоряет растворение. Готовый ра­ створ ЫаКМЦ с концентрацией 2—5%, перекачивается насосом в следующую емкость, где смешивается с раствором крахмала.

Крахмал (модифицированный) засыпается в соседний котел в холодную воду при включенной мешалке, нагревается до 70— 80° С и выдерживается при этой температуре 20—30 мин. Концент­ рация крахмального клейстера 20—30%. Готовый раствор крах­ мала быстро охлаждается и перекачивается в емкость для смеши­ вания с ЫаКМЦ в заданной пропорции. Соотношение ЫаКМЦ и крахмала зависит от качества использованных материалов, свойств поверхности бумаги-основы и может составлять, например, 2: 1 по сухому веществу или 10:1 по объему. Подцветка грунтовочного состава осуществляется водорастворимыми красителями на любой стадии его приготовления. Готовая смесь перекачивается в расход­ ную или запасную емкость, оттуда поступает в рабочий сосуд, рас­ положенный рядом с машиной для обработки бумаги. Перелив из ванны наносящего устройства поступает в сборник, из кото­ рого насосом перекачивается через фильтр в рабочий сосуд.

Если грунтовка бумаги производится на двухсекционной ма­ шине, то концентрации грунтовочной смеси и силиконовой эмуль­ сии должны быть достаточно близкими по величине, чтобы можно было обеспечить нормальную скорость сушки в обеих секциях ма­

в расходную емкость. Раствор ПВС концентрацией 8—10% через дозирующий насос поступает в эмульгатор с быстроходной мешал­ кой, куда небольшими порциями вводится необходимое количество силикона, предварительно растворенного в толуоле или трихлорэти­ лене. Содержание сухого силикона в растворе обычно составляет 50—60%. Перемешивание в эмульгаторе продолжается до получе­ ния однородной нерасслаивающейся эмульсии. Соотношение сили­ кона и ПВС (по сухому веществу) может изменяться, но количе­ ство ПВС не должно превышать 30%.

Эмульсия самотеком поступает в следующий сосуд с мешалкой,, где разбавляется (примерно в 2 раза) водой или загустителем (ЫаКМЦ) до требуемой концентрации и подкрашивается водораст­ воримым красителем. Готовая смесь перекачивается в расходный

89