RU2665514C2 - Бумага с повышенной прочностью и улучшенной жиронепроницаемостью - Google Patents
Бумага с повышенной прочностью и улучшенной жиронепроницаемостью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665514C2 RU2665514C2 RU2016151196A RU2016151196A RU2665514C2 RU 2665514 C2 RU2665514 C2 RU 2665514C2 RU 2016151196 A RU2016151196 A RU 2016151196A RU 2016151196 A RU2016151196 A RU 2016151196A RU 2665514 C2 RU2665514 C2 RU 2665514C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paper
- starch
- biopolymer
- coating
- amount
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/44—Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
- D21H19/54—Starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/18—Reinforcing agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
- D21H21/52—Additives of definite length or shape
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности. Бумага содержит в составе своей структуры биополимерный крахмал в количестве от 0,1 до 40 вес.%, имеющий размер его первичных частиц от 1 до 750 нанометров. Обеспечивается повышение прочности бумаги и улучшение ее жиронепроницаемости. 4 з.п. ф-лы, 8 пр.
Description
Область техники
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной композиции, направленной на решение задачи повышения прочности бумаги и улучшения ее жиронепроницаемости.
Уровень техники
При применении бумаги в качестве упаковочного материала, важным моментом является достаточность прочности указанной бумаги. В настоящее время, одним из способов достижения повышенной прочности бумаги является усиление в ней межволоконных связей за счет создания структуры бумаги, предусматривающей введение в бумагу полимерных веществ. В группу данных веществ также входит и крахмал; в обычном случае используют катионный крахмал, преимущество которого заключается в его природном происхождении, а применение считается безвредным для окружающей среды, принимая во внимание, что использование указанного крахмала в составе структуры бумаги и на ее поверхности обеспечивает сохранение легкости биологического разложения модифицированной таким образом бумаги; причем, в то же самое время, применение крахмала не накладывает никаких ограничений на возможность использования такой бумаги для производства упаковочных материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами. В области бумажного производства, крахмал в виде раствора может вводиться в бумажную массу непосредственно перед входом в бумагоделательную машину, может инжектироваться в виде суспензии на влажный бумажный лист, либо может наноситься методом распределения по площади поверхности готовой бумаги в виде покрытия или средств импрегнации. Добавляемое количество крахмального раствора и вариант его введения в бумажную массу для повышения прочности бумаги варьируются в зависимости от типа изготавливаемой бумаги и заданных свойств. Однако, в обычном случае выполняется принцип, что введение в бумажную массу крахмала в количестве более 1,5% обеспечивает лишь незначительное улучшение прочностных свойств в силу ограниченности удержания крахмала в бумажной массе. Следовательно, концентрация крахмала, вводимого в бумажную массу, в обычном случае не превышает 2%. Основной недостаток варианта введения крахмала посредством импрегнации состоит в том, что размеры первичных частиц крахмала находятся в интервале от 1 до 60 микрометров, а при переходе в жидкую фазу, необходимую для импрегнации, данные частицы еще больше увеличиваются в своем размере в результате эффекта набухания и в процессе импрегнации им не удается проникнуть в бумажную структуру и они остаются на поверхности бумаги. Учитывая отсутствие упрочненных межволоконных связей в объеме бумажной массы, то суммарное приращение прочности оказывается невелико.
Производство жиростойкой бумаги строится на минимизации пор в бумажной структуре и закрывании указанных пор на бумажной поверхности в целях недопущения проникновения жира через поверхность бумаги в ее структуру. В настоящее время, применяют несколько способов получения бумаги, основанных на высокой степени помола волокон целлюлозы и/или применении на поверхности бумаги химического покрытия. Получение жиростойкой бумаги стандартного «натурального» типа без использования химических веществ для обеспечения жиростойкости строится на высокой степени помола высококачественного волокнистого материала, представляющего собой сульфатную целлюлозу. Лимитирующим фактором для бумаг, характеризующихся высокой степенью помола целлюлозного волокна, является показатель КИТ с величиной 2-4 в соответствии со шкалой жиростойкости, где величина данного показателя может находиться в интервале от 1 до 12.
Другой недостаток бумаги данного типа состоит в высоком расходе электроэнергии в процессе помола целлюлозы и в низкой степени универсальности используемого при этом исходного сырья. Лишь в процессе пергаментации имеется возможность достичь высокого уровня свойств жиростойкости для бумаги «натурального» типа. Пергаментация построена на операциях травления и клейстеризации бумажных волокон с использованием серной кислоты; этот процесс приводит к закрытию пор в бумаге и блокирует проникновение жира в бумажную структуру. Процесс пергаментации характеризуется как энергоемкий вследствие значительного расхода электрической энергии пергаментной машиной. Указанный процесс также является при этом экологически небезопасным вследствие использования в нем серной кислоты. Следующей ступенью в развитии производства жиростойкой бумаги является применение фторуглеродных соединений в составе смесей для нанесения покрытий. Благодаря своим свойствам, эти соединения обеспечивают отталкивание жира от поверхности бумаги, что достигается нанесением соответствующего покрытия на бумажную поверхность. Степень жиростойкости в интервале значений показателя КИТ от 2 до 12 регулируется содержанием фторуглеродного соединения в несущей среде покрытия; данная несущая среда покрытия представляет собой классическое производное крахмала с пленкообразующими свойствами. Фторуглеродные цепи С8 представляют опасность для человеческого здоровья по причине предполагаемой канцерогенности. Такая опасность обусловлена возможностью образования перфтороктановой кислоты. В силу данной причины, вместо чрезвычайно опасной цепи С8, начинает получать распространение использование цепи С6; однако, цепь С6 также представляет потенциальную опасность для человеческого здоровья и окружающей среды.
При производстве жиростойкой бумаги с покрытием из смеси фторуглеродного соединения и пленкообразующего крахмала для покрытия используют бумажную основу, содержащую длинноволокнистую сульфатную беленную целлюлозу в количестве 30%, длинноволокнистую сульфитную беленную целлюлозу в количестве 20%, и коротковолокнистую сульфатную беленную целлюлозу в количестве 50% и имеющую удельный вес на единицу площади (выраженную в граммах) от 15 г/м2 до 350 г/м2.
Назначением создания волоконной композиции бумаги с применением длинноволокнистой сульфатной целлюлозы, длинноволокнистой сульфитной целлюлозы, и коротковолокнистой сульфатной целлюлозы является использование взаимного соединения между волокнами для создания сетки в бумажной структуре для достижения прочности бумаги и уменьшения, насколько это возможно, пористости бумаги и впитываемости в структуру бумажной подложки для покрытия, которое обеспечивает жиростойкие свойства бумаги в интервале значений показателя КИТ от 1 до 12 и на основе состава покрытия.
С учетом необходимости создания в бумажной структуре сетки для обеспечения прочности бумаги и уменьшения пористости бумажной подложки для покрытия и снижения впитываемости жиростойкого покрытия через бумажную основу для нанесения покрытия, любые изменения вышеуказанной композиции из находившихся в употреблении целлюлозных волокон являются очень ограниченными.
В силу неоднородного содержания целлюлозных волокон в макулатуре, исходя из качества указанных волокон, а также исходя из длины волокна, влияющей на способность и качество создания указанной сетки из данного волокна в бумажной структуре, макулатура обладает лишь очень ограниченной степенью пригодности для использования при получении жиростойкой бумаги. Как правило, для этой цели может быть использована лишь смесь, состоящая из сортированной макулатуры высших категорий качества, то есть бумага, в которой возможно выделить значительное количество первичных и вторичных, еще не подвергавшихся переработке, вторичных целлюлозных волокон из макулатуры. Использование же макулатуры из более низких категорий качества оказывается практически невозможным, поскольку в ней содержится значительное количество утратившего прочность целлюлозного волокна, прошедшего несколько циклов переработки с постепенным укорочении по длине в каждом из указанных циклов переработки бумаги. Недостаток этого технического решения состоит в том, что в силу своей укороченности по длине и из-за потери прочности целлюлозное волокно обладает лишь ограниченной способностью формирования сетки в бумажной структуре, что отрицательным образом сказывается на достижении прочности бумаги. Внутренняя структура бумажной подложки для покрытия, изготовленной из макулатуры, характеризуется высокой пористостью и ограничивает возможность создания гомогенного жиростойкого покрытия по всей поверхности указанной бумажной подложки для покрытия, что приводит к чрезвычайно низкому уровню жиростойкости.
Сущность изобретения
Вышеуказанные недостатки технических решений уровня техники в значительной мере устраняются посредством создания бумаги с повышенной прочностью и улучшенной жиронепроницаемостью, в соответствии с настоящим изобретением, в котором в качестве объекта изобретения раскрывается указанная бумага, содержащая в составе своей структуры биополимерный крахмал в количестве от 0,1 до 40 вес.% с размером своих первичных частиц от 1 до 750 нанометров.
Основное преимущество данной бумаги по изобретению, имеющей повышенную прочность и улучшенную жиронепроницаемость, состоит в том, что повышенная прочность сухой бумаги достигается посредством введения в бумажную массу дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала, а устранение либо снижение опасности для человеческого здоровья, исходящей от существующих покрывающих смесей для получения жиростойкой бумаги, достигается за счет применения вышеуказанной дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала с наиболее выгодным решением оксирированных на основе крахмала, представляющей собой частичную или полную замену фторуглеродных соединений.
По размерам своих частиц, составляющих порядка нескольких сотен нанометров (обычно менее 150 нм), дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала сопоставимы с размерами фибрилл, представляющих собой связующие элементы между волокнами целлюлозы в бумаге, и поэтому они без труда проникают в бумажную структуру и увеличивают тем самым пространственную плотность межволоконных связей во всем объеме бумажного листа, обуславливая таким образом упрочнение бумаги в сухих условиях при одновременном сохранении ее экологической безвредности.
Введение в структуру бумаги дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала обеспечивает возможность использования широкого ассортимента макулатуры различных категорий качества, например газет и журналов, в том числе макулатуру из категорий низкого качества, содержащую лишь целлюлозное волокно с пониженной прочностью и прошедшее несколько циклов процесса переработки, например бумажных коробок, с возможностью получения при этом высоких прочностных характеристик бумаги. Введение в структуру бумаги крахмального биополимера и увеличение прочности бумаги в сухих условиях обуславливает еще одно преимущество, состоящее в уменьшении удельного веса на единицу площади бумаги, предназначенной для изготовления упаковки, при одновременном сохранении заданной прочности упаковочных изделий, что позволяет снизить расход материалов на производство упаковки и также уменьшить неблагоприятное воздействие на окружающую среду посредством снижения выбросов вредных газов в атмосферу в результате задействования в производственном процессе меньшего количества транспортных средств. При производстве бумажной продукции из макулатуры, экологическая безвредность производимой бумаги возрастает за счет снижения в процессе производства потребления воды, энергии, а также за счет уменьшения выбросов СО2 до уровня, сопоставимого с уровнем выброса углекислого газа, имеющего место при производстве бумаги из первичного целлюлозного волокна, не подвергавшегося переработке в качестве вторсырья.
Способность дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала, содержащей первичные частицы с размером от 1 до 750 нанометров, проникать в структуру бумаги, а также ее способность образовывать плотную, жиронепроницаемую пленку после высыхания покрытия, позволяет использовать указанную дисперсию наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала без ее включения в состав каких-либо смесей при производстве жиростойкой бумаги и/или совместно с другими материалами, где свойства фторуглеродных соединений, в том числе веществ, увеличивающих жиростойкость покрытия во влажных условиях. Полученные таким образом покрытия позволяют создавать плотную, жиронепроницаемую пленку, выполняющую функцию средства разделения бумажной подложки от упакованных в бумагу пищевых продуктов, которая предотвращает попадание в указанные пищевые продукты волокнистых и минеральных частиц, пленкообразующего крахмала и дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала способствуют их взаимному перемешиванию и образованию новых видов смесей, объединяющих в себе синергическим образом отдельные преимущества, обусловленные указанными свойствами конкретных материалов, используемых при изготовлении жиростойкой бумаги, открывая тем самым возможность производства и применения жиростойкой бумаги на основе переработанной макулатуры различных категорий качества. Причем, в то же самое время, введение в структуру бумаги дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала с целью повышения прочности бумаги в сухих условиях содействует закрытию внутренних пор в бумаге и уменьшает впитываемость жиростойкого покрытия в бумажную структуру, повышая тем самым качество покрытия поверхности бумаги и степень жиростойкости с сохранением при этом высокой прочности бумаги, и предоставляет возможность использования универсального состава бумажного сырья даже низкого качества для получения требуемых качественных характеристик упаковки. Введение во внутреннюю структуру бумаги и/или нанесение на ее поверхность дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала, в чистом виде либо в смеси с прочими материалами, может быть выполнено с использованием технологических приемов, широко распространенных в целлюлозно-бумажной промышленности (нанесение указанной дисперсии с применением ракельных ножей, пленочных прессов, клеильных прессов с затворным валиком, пульверизацией и импрегнацией, и.т.д.), в том числе и с использованием средств, предназначенных для улучшения свойств суспензии покрытия (улучшение реологических свойств и применение водоудерживающих средств).
Существуют различные способы модификации бумаги, связанные с составом целлюлозного волокна и применением прочих химических добавок в процессе нанесения дисперсии наноразмерных частиц биополимерного материала на основе крахмала с целью повышения прочности бумаги в сухих и влажных условиях, а также для достижения различных степеней жиростойкости и улучшения печатных свойств покрытия, наносимого на поверхность бумаги.
Для реализации своего надлежащего функционального назначения, в предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная бумага снабжена, по меньшей мере на одной стороне, нанесенным в количестве от 0,1 до 30 вес.% слоем указанного биополимерного крахмала с размером своих первичных частиц от 1 до 750 нанометров, и при этом поверхность указанной бумаги дополнительно содержит пленкообразующий крахмал в количестве от 0,1 до 15 вес.% и/или производное трифторуксусной кислоты в количестве от 0,01 до 2 вес.%. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная бумага также содержит вещество на основе полиамидоамин-эпихлоргидриновой смолы в количестве от 0,05 до 0,4 вес.% и при этом она выполнена покрытой по меньшей мере с одной стороны нанесенным слоем в количестве от 1 до 30 вес.% вещества на основе карбоната кальция либо аналогичного ему соединения.
Примеры осуществления изобретения
Пример 1
В примере показано получение методом импрегнации бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением, при этом импрегнацию проводят с бумагой, полученной из макулатурного целлюлозного волокна. Удельный вес на единицу площади используемой в процессе импрегнации бумаги составляет 91 г/м 2 . Импрегнация достигается погружением бумаги в дисперсию наноразмерных частиц биополимерного крахмала с размером первичных частиц от 50 до 90 нанометров. В составе дисперсии для импрегнации содержится вода и наноразмерные частицы биополимерного крахмала, концентрация которого в водной дисперсии для импрегнации составляет 19,8 вес.%. Содержание указанных наноразмерных частиц биополимерного крахмала в структуре импрегнированной бумаги составляет 20,6 вес.%. Результат введения в бумажную структуру наноразмерных частиц биополимерного крахмала проявляется в увеличении прочностных свойств бумаги, выраженных через среднюю разрывную длину (в соответствии со стандартом ISO 1924-2), следующим образом. Средняя разрывная длина неимпрегнированной бумаги составляет 2,4 км; а средняя разрывная длина бумаги после импрегнации составляет 4,3 км.
Пример 2
В примере показано получение методом импрегнации бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением, при этом импрегнацию проводят с бумагой, полученной из небеленой сульфатной целлюлозы. Удельный вес на единицу площади используемой в процессе импрегнации бумаги составляет 67 г/м2. Импрегнацию проводят с использованием дисперсии наноразмерных частиц биополимерного крахмала с размером первичных частиц от 50 до 90 нанометров. В составе дисперсии для импрегнации содержится вода и наноразмерные частицы биополимерного крахмала, концентрация которого в водной дисперсии для импрегнации составляет 10,3 вес.%. Содержание указанных наноразмерных частиц биополимерного крахмала в структуре импрегнированной бумаги составляет 10 вес.%. Результат введения в бумажную структуру наноразмерных частиц биополимерного крахмала проявляется в увеличении прочностных свойств бумаги, выраженных через среднюю разрывную длину (в соответствии со стандартом ISO 1924-2), следующим образом. Средняя разрывная длина неимпрегнированной бумаги составляет 3,7 км; а средняя разрывная длина бумаги после импрегнации составляет 4,9 км. При отсутствии покрытия, наносимого распылением, прочность данной бумаги выражается через среднюю разрывную длину, составляющую 2,3 км.
Пример 3
В примере показано нанесение в распыляющей струе наноразмерных частиц биополимерного крахмала для получения бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением. Распыляющую струю направляют на суспензию из целлюлозных волокон на сетке бумагоделательной машины. Концентрация используемой при распылении дисперсии наноразмерных частиц биополимерного крахмала составляет 21,1 вес.%, а размеры первичных частиц указанного крахмала находятся в интервале от 50 до 90 нанометров. Содержание указанных наноразмерных частиц биополимерного крахмала в полученной бумаге составляет 8,5 вес.%, а прочность данной бумаги выражалась через среднюю разрывную длину (в соответствии со стандартом ISO 1924-2), составляющую 4,9 км.
Пример 4
В примере показано получение методом импрегнации бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением, при этом импрегнацию проводят с использованием макулатуры в качестве источника сульфатной целлюлозы, характеризующейся удельным весом на единицу площади порядка 86 г/м3 и средней разрывной длиной (в соответствии со стандартом ISO 1924-2) порядка 5 км. Процесс импрегнации проводят с использованием дисперсии для импрегнации, содержашей наноразмерные частицы оксидированного биополимерного крахмала, причем размер указанных частиц крахмала составляет от 50 до 90 нанометров. В составе указанной дисперсии для импрегнации содержится вода и наноразмерные частицы биополимерного крахмала, концентрация которых в водной дисперсии для импрегнации составляет 9,8 вес.%. Содержание указанных наноразмерных частиц биополимерного крахмала в структуре импрегнированной бумаги составляет 8,6 вес.%. При этом средняя разрывная длина бумаги после ее импрегнации с использованием наноразмерных частиц биополимерного крахмала составляет 6,0 км. Кроме того, на модифицированную таким образом бумагу наносится двухстороннее покрытие с использованием покрывающей дисперсии. Указанная покрывающая дисперсия состоит из воды и наноразмерных частиц биополимерного оксидированного крахмала, при этом размеры его первичных частиц предпочтительно находится в интервале значений от 50 до 90 нанометров, а их содержание в водной покрывающей дисперсии составляет 15,8 вес.%. Удельный вес данного двухстороннего покрытия после высушивания составляет 5 г/м 2 . Данная импрегнированная бумага с нанесенным покрытием суммарно содержит наноразмерные частицы биополимерного крахмала в количестве 13,1 вес.%, а жиростойкость такой бумаги (при оценке по методике испытаний ТАРРI T 559 cm-02) соответствует показателю КИТ 4.
Пример 5
В примере показано получение бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением, при этом для получения указанной бумаги предпочтительно используется макулатура. Исходную бумагу с удельным весом на единицу площади 86 г/м2 и средней разрывной длиной (в соответствии со стандартом ISO 1924-2) 5 км подвергают импрегнации с использованием дисперсии наноразмерных частиц биополимерного крахмала с размером первичных частиц от 50 до 90 нанометров. В составе дисперсии для импрегнации содержится вода и наноразмерные частицы биополимерного крахмала, концентрация которого в водной дисперсии для импрегнации составляет 17,8 вес.%. Содержание указанных наноразмерных частиц биополимерного крахмала в бумаге после высушивания составляет 10,6 вес.%, а средний удельный вес на единицу площади составляет 96 г/м2. Средняя разрывная длина бумаги после описанной импрегнации с использованием дисперсии наноразмерных частиц биополимерного крахмала составляет 6,2 км.
Далее, на импрегнированную бумагу наносится смесь для создания покрытия; находясь в водной фазе, указанная смесь содержит наноразмерные частицы биополимерного крахмала с размером первичных частиц предпочтительно от 50 до 90 нанометров в количестве 5 вес.%, пленкообразующий крахмал в количестве 7 вес.% и производное трифторуксусной кислоты в количестве 0,15 вес.%. Покрытие наносится с двух сторон с использованием спирального валикового скребка. По отношению к весу содержащей покрытие бумаги, в составе указанного покрытия после высыхания содержатся наноразмерные частицы биополимерного крахмала в количестве 2,05 вес.%, пленкообразующий крахмал в количестве 2,88 вес.% и производное трифторуксусной кислоты в количестве 0,06 вес.%. После нанесения покрытия, средняя разрывная длина бумаги составляет 6,3 км, а жиростойкость такой бумаги (при оценке по методике испытаний ТАРРI T 559 cm-02) соответствует показателю КИТ 5.
Пример 6
В примере показано получение бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением, причем для получения указанной бумаги предпочтительно используется макулатура. Затем, в бумажную структуру во влажных условиях вводят катионную полиамидоамин-эпихлоргидриновую смолу в количестве 0,14 вес.%, причем достигаемая таким образом прочность бумаги во влажных условиях соответствует 20% прочности бумаги в сухих условиях. Удельный вес этой бумаги на единицу площади составляет 88 г/см2, а средняя разрывная длина (в соответствии со стандартом ISO 1924-2) составляет 5 км. После этого, такую бумагу подвергают импрегнации с использованием дисперсии наноразмерных частиц биополимерного крахмала с размером первичных частиц предпочтительно от 50 до 90 нанометров. В составе дисперсии для импрегнации содержится вода и наноразмерные частицы биополимерного крахмала, концентрация которого в водной дисперсии для импрегнации составляет 17,8 вес.%. Содержание указанных наноразмерных частиц биополимерного крахмала в структуре бумаги после высушивания составляет 10,6 вес.%, а средний удельный вес на единицу площади составляет 96 г/м2. Средняя разрывная длина бумаги после описанной импрегнации с использованием дисперсии наноразмерных частиц биополимерного крахмала составляет 6,2 км.
Далее, на импрегнированную бумагу наносится двухстороннее покрытие с использованием покрывающей дисперсии. В составе указанной дисперсии для создания покрытия содержатся наноразмерные частицы оксидированного биополимерного крахмала с размером первичных частиц предпочтительно от 50 до 90 нанометров, причем их содержание в указанной водной дисперсии для создания покрытия составляет 16,7 вес.%. После нанесения покрытия, данная бумага суммарно содержит наноразмерные частицы биополимерного крахмала в количестве 15,7 вес.%, а средняя разрывная длина такой бумаги составляет 6,3 км, причем жиростойкость бумаги (при оценке по методике испытаний ТАРРI T 559 cm-02) соответствует показателю КИТ 5.
Пример 7
В примере показано получение бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением, при этом для получения указанной бумаги предпочтительно используется макулатура. При этом, в структуру исходной бумаги с удельным весом на единицу площади 86 г/м2 во влажных условиях вводят катионную полиамидоамин-эпихлоргидриновую смолу в количестве 0,14 вес.%, причем достигаемая таким образом прочность бумаги во влажных условиях соответствует 20% прочности бумаги в сухих условиях. Жиростойкость поверхности данной бумаги достигается посредством нанесения на нее двухстороннего покрытия с использованием покрывающей смеси, содержащей воду и оксидированные наноразмерные частицы биополимерного крахмала с размером первичных частиц предпочтительно от 50 до 90 нанометров, причем их содержание в покрывающей смеси составляет 5,5 вес.%. После нанесения указанной смеси для создания покрытия на бумажной поверхности, данная бумага в структуре и на поверхности суммарно содержит наноразмерные частицы биополимерного крахмала в количестве 5,7 вес.%, а жиростойкость бумаги (при оценке по методике испытаний ТАРРI T 559 cm-02) соответствует показателю КИТ 2.
Пример 8
В примере показано получение бумаги с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью, в соответствии с настоящим изобретением и согласно примера 6, на поверхность которой нанесено одностороннее покрытие, причем в дополнение к дисперсии из наноразмерных частиц биополимерного крахмала используется также еще и пигмент на основе карбоната кальция, улучшающий печатные свойства указанной бумаги. Содержание этого пигмента составляет 5 вес.% от веса бумаги.
Вышеприведенные примеры имеют сугубо пояснительный характер и не охватывают всех возможных вариантов осуществления изобретения.
Промышленная применимость
Бумага с повышенной прочностью и/или улучшенной жиростойкостью характеризуется применимостью в промышленности для изготовления бумажных изделий, в частности для изготовления такой продукции как упаковочная бумага, предназначенная для упаковки пищевых продуктов и широкой номенклатуры промышленных материалов, содержащих в различных количествах жиры и воду, а также для изготовления бумажных пакетов, предназначенных для упаковки в них продукции предназначенной для покупателей на предприятиях розничной торговли, рекламных пакетов либо пакетов для мусорных корзин, пригодных для повторного использования.
Claims (5)
1. Бумага с повышенной прочностью и улучшенной жиронепроницаемостью, отличающаяся тем, что она содержит в составе своей структуры биополимерный крахмал в количестве от 0,1 до 40 вес.%, имеющий размер его первичных частиц от 1 до 750 нанометров.
2. Бумага по п.1, отличающаяся тем, что поверхность указанной бумаги покрыта, по меньшей мере на одной стороне, нанесенным в количестве от 0,1 до 30 вес.% слоем указанного биополимерного крахмала, имеющего размер его первичных частиц от 1 до 750 нанометров.
3. Бумага по п.2, отличающаяся тем, что поверхность указанной бумаги дополнительно содержит пленкообразующий крахмал в количестве от 0,1 до 15 вес.% и/или производное трифторуксусной кислоты в количестве от 0,01 до 2 вес.%.
4. Бумага по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вещество на основе полиамидоамин-эпихлоргидриновой смолы в количестве от 0,05 до 0,4 вес.%.
5. Бумага по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что на своей поверхности указанная бумага имеет, по меньшей мере на одной стороне, нанесенный в количестве от 1 до 30 вес.% слой вещества на основе карбоната кальция.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZPV2014-363 | 2014-05-27 | ||
| CZ2014-363A CZ2014363A3 (cs) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Papír se zvýšenou pevností a zvýšenou odolností vůči tukům |
| PCT/CZ2015/000048 WO2015180699A1 (en) | 2014-05-27 | 2015-05-21 | Paper with enhanced strength and enhanced resistance to fats |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016151196A RU2016151196A (ru) | 2018-06-28 |
| RU2016151196A3 RU2016151196A3 (ru) | 2018-06-28 |
| RU2665514C2 true RU2665514C2 (ru) | 2018-08-30 |
Family
ID=52705827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151196A RU2665514C2 (ru) | 2014-05-27 | 2015-05-21 | Бумага с повышенной прочностью и улучшенной жиронепроницаемостью |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10851497B2 (ru) |
| EP (1) | EP3152361A1 (ru) |
| CN (2) | CN106574443A (ru) |
| CZ (1) | CZ2014363A3 (ru) |
| RU (1) | RU2665514C2 (ru) |
| WO (1) | WO2015180699A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016106852B4 (de) * | 2016-04-13 | 2019-01-17 | Delfortgroup Ag | Verpackungspapier für Lebensmittel und zugehöriges Herstellungsverfahren |
| CN107815925A (zh) * | 2017-10-29 | 2018-03-20 | 福建希源纸业有限公司 | 一种生物聚合物防油半透明纸的生产方法 |
| WO2022065382A1 (ja) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | ダイキン工業株式会社 | 修飾天然物およびその用途 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000069916A1 (en) * | 1999-01-25 | 2000-11-23 | Ato B.V. | Biopolymer nanoparticles |
| EP1176255A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-30 | The Dow Chemical Company | Use of starch dispersions as binder in coating compositions and process for preparing the starch dispersions |
| RU2422574C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2011-06-27 | Техноцелль Декор Гмбх Унд Ко. Кг | Бумага-основа для изготовления материалов для формирования декоративного покрытия |
| US20110171385A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | Lokendra Pal | Coating compositions including starch nanoparticles |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US264927A (en) * | 1882-09-26 | cassel | ||
| DE264927C (ru) * | ||||
| US3350221A (en) * | 1964-02-06 | 1967-10-31 | Kendall & Co | Process for making filter-sheet material |
| US3902959A (en) * | 1973-10-16 | 1975-09-02 | Westvaco Corp | Antistatic code paper |
| JPH0827695A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-01-30 | New Oji Paper Co Ltd | 塗被紙の製造方法 |
| US5776619A (en) * | 1996-07-31 | 1998-07-07 | Fort James Corporation | Plate stock |
| US6887525B2 (en) * | 2000-06-30 | 2005-05-03 | 3M Innovative Properties Company | Insulation material for use in high-frequency electronic parts |
| EP1176254A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-30 | The Dow Chemical Company | Use of dispersions of crosslinked cationic starch in papermaking |
| US6626807B1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-09-30 | Total Tiger, Inc. | Exercise equipment |
| WO2005003457A1 (ja) | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | カチオン性表面サイズ剤でサイジングした新聞用紙 |
| JP2006183221A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Oji Paper Co Ltd | 耐油性紙 |
| US20060254737A1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-16 | Anderson Kevin R | Cationic crosslinked starch containing starch compositions and use thereof |
| US8017249B2 (en) * | 2007-02-13 | 2011-09-13 | Tate & Lyle Ingredients Americas Llc | Starch-containing compositions for use in imparting oil or grease resistance to paper |
| DE102007030102B4 (de) * | 2007-06-28 | 2019-10-31 | Schoeller Technocell Gmbh & Co. Kg | Vorimprägnat |
| US20090173775A1 (en) * | 2008-01-04 | 2009-07-09 | Dixie Consumer Products Llc | Disposable pressware prepared from paperboard sized with nano starch |
| EP2148003A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-27 | Mühle Rüningen GmbH & Co. KG | Process for the production of a modified starch containing product, modified starch containing product obtainable by that process and use thereof in paper manufacture |
| BRPI0923880A2 (pt) * | 2008-12-30 | 2015-07-28 | Univ Sheffield Hallam | Material de barreira a base de biopolímero e método para a obtenção do mesmo |
| US20100291822A1 (en) * | 2009-05-18 | 2010-11-18 | Anil Netravali | Starch based composites and process of manufacture |
| WO2011084692A1 (en) | 2009-12-21 | 2011-07-14 | Ecosynthetix Inc. | Methods of using biobased latex binders for improved printing performance |
| WO2011113119A1 (en) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Fibria Celulose S/A | Process for the treatment of cellulose pulps, cellulose pulp thus obtained and use of biopolymer for treating cellulose pulps |
| CN102532328B (zh) * | 2011-12-14 | 2015-11-25 | 金东纸业(江苏)股份有限公司 | 淀粉颜料及其制备方法,应用该淀粉颜料的涂料及涂布纸 |
| CN102517991B (zh) * | 2011-12-31 | 2014-05-14 | 上海东升新材料有限公司 | 用于纸张表面施胶的改性淀粉及其制备方法和应用 |
| FI124234B (en) * | 2012-03-23 | 2014-05-15 | Kemira Oyj | Method for dissolving cationic starch, papermaking agent and its use |
| WO2013180643A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Caisa Johansson | A fiber-based substrate provided with a coating based on biopolymer material and a method of producing it |
| KR101422268B1 (ko) * | 2012-07-26 | 2014-07-22 | 이진오 | 환경친화지의 제조방법 |
| CN103061205A (zh) * | 2012-12-16 | 2013-04-24 | 中冶美利浆纸有限公司 | 一种食品级防油卡纸的制备工艺 |
| EP2935694A4 (en) * | 2012-12-19 | 2016-08-03 | Georgia Pacific Chemicals Llc | MIXTURE OF POLYMERS FORMING WET RESISTANCE AGENTS FOR PAPER |
| CN103147350B (zh) * | 2013-03-13 | 2016-06-08 | 金红叶纸业集团有限公司 | 纸张及其制备方法 |
| CN103435855B (zh) * | 2013-09-05 | 2015-07-15 | 长沙理工大学 | 一种纳米阳离子淀粉的制备方法 |
| CN103496151B (zh) * | 2013-10-10 | 2015-06-17 | 长沙理工大学 | 一种造纸涂布用纳米淀粉的制备方法 |
| BR112017016660B1 (pt) * | 2015-02-04 | 2022-01-18 | Ahlstrom-Munksjö Dettingen Gmbh | Papel de base decorativa pré-impregnado para materiais de revestimento decorativo, método para produção do mesmo e material de revestimento decorativo |
-
2014
- 2014-05-27 CZ CZ2014-363A patent/CZ2014363A3/cs unknown
-
2015
- 2015-05-21 US US15/314,391 patent/US10851497B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-05-21 RU RU2016151196A patent/RU2665514C2/ru active
- 2015-05-21 CN CN201580028415.2A patent/CN106574443A/zh active Pending
- 2015-05-21 WO PCT/CZ2015/000048 patent/WO2015180699A1/en not_active Ceased
- 2015-05-21 EP EP15741718.9A patent/EP3152361A1/en active Pending
- 2015-05-21 CN CN202210378400.0A patent/CN114717871A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000069916A1 (en) * | 1999-01-25 | 2000-11-23 | Ato B.V. | Biopolymer nanoparticles |
| EP1176255A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-01-30 | The Dow Chemical Company | Use of starch dispersions as binder in coating compositions and process for preparing the starch dispersions |
| RU2422574C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2011-06-27 | Техноцелль Декор Гмбх Унд Ко. Кг | Бумага-основа для изготовления материалов для формирования декоративного покрытия |
| US20110171385A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | Lokendra Pal | Coating compositions including starch nanoparticles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3152361A1 (en) | 2017-04-12 |
| RU2016151196A (ru) | 2018-06-28 |
| CZ305000B6 (cs) | 2015-03-18 |
| US20170191221A1 (en) | 2017-07-06 |
| CN114717871A (zh) | 2022-07-08 |
| WO2015180699A1 (en) | 2015-12-03 |
| CZ2014363A3 (cs) | 2015-03-18 |
| RU2016151196A3 (ru) | 2018-06-28 |
| US10851497B2 (en) | 2020-12-01 |
| CN106574443A (zh) | 2017-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2763271C1 (ru) | Бумажные и картонные продукты | |
| JP7097356B2 (ja) | ミクロフィブリル化セルロースを含むコーティング層を形成する方法 | |
| US10760219B2 (en) | Light packaging paper for food having improved resistance to fats | |
| US9365978B2 (en) | Process for producing a dispersion comprising nanoparticles and a dispersion produced according to the process | |
| CA2923675C (en) | Water, grease and heat resistant bio-based products and method of making same | |
| JP5905025B2 (ja) | 廃コーティング塗料の再生利用 | |
| Salas et al. | Nanocellulose applications in papermaking | |
| BR112015008089B1 (pt) | Emulsão óleo-em-água de anidrido alquenil succínico e copolímero de dialilaminaacrilamida e método de colagem de papel que compreende adicionar a dita emulsão ao processo de fabricação de papel | |
| ES2308803T3 (es) | Metodo para formar un recubrimiento transparante y reductor de la permeabilidad al gas para una lamina continua de papel o carton y formulacion del recubrimiento para el metodo. | |
| RU2665514C2 (ru) | Бумага с повышенной прочностью и улучшенной жиронепроницаемостью | |
| US11840455B2 (en) | Mineral compositions | |
| CN108130797A (zh) | 一种低定量免涂蜡功能型食品包装纸的制备方法 | |
| CN103397567B (zh) | 造纸工艺 | |
| CA3085919A1 (en) | Process for production of film comprising microfibrillated cellulose | |
| JP5143339B2 (ja) | 紙及びボール紙の製造方法 | |
| Dulany et al. | Papermaking additives | |
| JP4324073B2 (ja) | 填料の前処理方法とこれを配合した紙及び紙の製造方法 | |
| CZ27280U1 (cs) | Papír se zvýšenou pevností a zvýšenou odolností vůči tukům | |
| Song et al. | Effects of zein emulsion application on improving the water and water vapour barrier properties of paper | |
| Feroce et al. | Optimization of Microfibrillated and Nanofibrillated Cellulose Coating to Improve Performance of Paperboard Intended for Food Packaging Applications | |
| KR20170096245A (ko) | 보안문서를 위한 기재 | |
| KR20220022812A (ko) | Cnf를 포함하는 친환경 종이 코팅용 조성물 | |
| JP2022150809A (ja) | 塗工紙 | |
| Hemmes et al. | The Study of Adsorption of Surfactant and Ecotoxicity Value by Torrefied Wood Flour | |
| CZ144894A3 (cs) | Nevláknitý materiál, zejména k přidání do buničiny, zvláště papíroviny nebo jako materiál impregnující nebo potahující papír |