Исследование возможности использования cинтетических дисперсий Российского производства при меловании бумаги и картона

УДК

DOI:

Аннотация

Мелованные виды бумаги и картона получают путем нанесения на основу меловальной суспензии, в композицию которой входят пигменты, полимеры-связующие и технологические добавки. На изменение физико-механических и прочностных свойств как всего материала, так и покрытия оказывают влияние полимеры-связующие. На российском рынке в качестве связующих при меловании бумаги и картона используют в основном импортные латексы (дисперсии). В то же время укрепляются позиции российских производителей синтетических дисперсий, которые прочно завоевывают рынок лакокрасочной промышленности. Целью данной работы является исследование возможности использования синтетических дисперсий российского производства в качестве связующих при меловании бумаги. В работе рассматривается влияние мономерного состава, природы эмульгирующей системы и функциональных мономеров, используемых при синтезе стирол-акриловых дисперсий, на физико-механические, печатные и оптические свойства чистоцеллюлозной мелованной бумаги. Меловальное покрытие наносили на универсальной пилотной установке с помощью шабера-жесткого лезвия. Исследования образцов мелованной бумаги проводили в соответствии с международными стандартами ИСО. Наилучшие показатели по требуемым свойствам для чистоцеллюлозной мелованной бумаги наблюдаются у образцов, для которых в качестве связующих использовали дисперсии с температурой стеклования  0 °С, двойной системой (анионного и неионогенного) эмульгаторов и функциональных мономеров с амино-, силоксановыми группами. Результаты показывают возможность разработки рецептуры стирол-акрилатных дисперсий, обеспечивающих показатели качества мелованной бумаги на том же уровне, который достигается при использовании импортных дисперсий.

Сведения об авторах

Ю.А. Князева, асп., мл. науч. сотр.

Л.Г. Махотина, д-р техн. наук, проф.

Высшая школа технологии и энергетики Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна, ул. Ивана Черных, д. 4,

С.-Петербург, Россия, 198095; е-mail: lusi_makhotina@mail.ru, yuhyuh@yandex.ru

Ключевые слова

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. ГОСТ 21444. Бумага мелованная. Технические условия (с изменениями № 1, 2, 3). М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1975. 18 с.

2. Ежегодный обзор рынка лесных товаров: аналит. обзор 2011-2012 гг. Нью-Йорк, Женева: ЕЭК ООН(ФАО),  2012. 240 с.

3. Еркова Л.Н., Чечик О.С. Латексы. Л.: Химия, 1983. 224 с.

4. Казакова Е.Е., Скороходова О.Н. Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения. М.: Пэйнт-Медиа, 2003. 136 с.

5. Князева Ю.А., Махотина Л.Г. Исследование возможности повышения прочности мелованных видов бумаги // Тр. 3-й Междун. конф. «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов». Архангельск: Изд-во САФУ, 2015. С. 3.

6. Князева Ю.А., Махотина Л.Г. Технология повышения печатных и оптических свойств целлюлозных композиционных материалов из небеленых волокнистых полуфабрикатов путем нанесения меловальных покрытий // Дизайн. Материалы. Технология. 2015. №5. С. 119.

7. Парадеев Е. Стратегия Группы «Илим»: рынок мелованных бумаг. М., 2012. URL: http://sbopaper.ru/upload/pdf/Ilim_2012.11.30.pdf (дата обращения: 01.02.2015).

8. Российский рынок бумаги для печати. Состояние, тенденции и перспективы развития: отраслевой докл. М.: Федеральное агентство по печати и коммуникациям, 2012. 114 с.

9. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3-х т. Т. 2: Производство бумаги и картона, ч. 2: Основные виды и свойства бумаги, картона, фибры и древесных плит. СПб.: Политехника, 2006. С. 499.

10. Lehtinen E. Pigment Coating and Surface Sizing of Paper. Finnish Paper Engineers’ Association and TAPPI, 2000. 810 р.

11. Smith M. Influence structure of suspension on quality coting papers // ТАРРI J. 2001. №1. Р. 104–108.

12. Smookи G. Handbook for Pulp & Paper Technologists. Vancouver: TAPPI PRESS, 2002. 419 p.

13. World paper markets up to 2020. Executive report 2005 / Jaakko Poyry consulting, 2005. 241 p.

Поступила 31.08.15.

Ссылка на английскую версию:

UDC 676.274

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.4.147

Study of the Use of Russian-Manufactured Synthetic Dispersions in Paper and Cardboard Coating

Yu.A. Knyazeva, Postgraduate Student, Research Assistant

L.G. Makhotina, Doctor of Engineering Sciences, Professor

Higher School of Technology and Energy, Saint Petersburg State University of Industrial Technologies and Design, I. Chernykh str., 4, Saint Petersburg, 198095, Russian Federation; е-mail: lusi_makhotina@mail.ru, yuhyuh@yandex.ru

The coating suspension consisting of colors, polymer-binders and processing aids is applied on the base to produce coated paper and cardboard. The polymer binding substances influence on the change in the physical and mechanical and strength properties of the material and the coating. The Russian market uses imported latexes (dispersions) as a binder in the paper and cardboard coating process. At the same time the position of the Russian producers of synthetic dispersions, which firmly gain the market of the paint industry, becomes more active. The work objective is the research of using of Russian-manufactured synthetic dispersions as the binders in the coating of paper. The article considers the influence of the monomer composition, the nature of the emulsifying system and the functional monomers in the synthesis of styrene acrylic dispersions on the physical and mechanical, printing and optical properties of woodfree coated paper. The coating was applied at a universal pilot plant by a scraper – stiff blade. The research of the samples of coated paper was carried out in accordance with the international ISO standards. The best indicators on the required properties for woodfree coated paper were observed in the samples with the dispersion binders of a glass transition temperature of 0 °С, the binary system (anionic and nonionic) of emulsifiers and functional monomers with amino-, siloxane groups. The results show the possibility of formulation of styrene-acrylate dispersions, providing the indicators of the coated paper quality at the same level as the imported dispersions.

Keywords: coated paper, synthetic dispersion, styrene-acrylate dispersion, latex, quality indicator, surface stability.

REFERENCES

1. GOST 21444. Bumaga melovannaya. Tekhnicheskie usloviya (s izmeneniyami № 1, 2, 3) [State Standard 21444. Coated Paper. Specifications (as Amended no. 1, 2, 3)]. Moscow, 1975. 18 p.

2. Ezhegodnyy obzor rynka lesnykh tovarov: analit. obzor 2011–2012 gg. [Annual Forest Product Market Review: Analytical Review of 2011–2012]. NewYork; Geneva, 2012. 240 p.

3. Erkova L.N., Chechik O.S. Lateksy [Latexes]. Leningrad, 1983. 224 p.

4. Kazakova E.E., Skorokhodova O.N. Vodno-dispersionnye akrilovye lakokrasochnye materialy stroitel'nogo naznacheniya [Construction Water-Dispersion Acrylic Paints]. Moscow, 2003. 136 p.

5. Knyazeva Yu.A., Makhotina L.G. Issledovanie vozmozhnosti povysheniya prochnosti melovannykh vidov bumagi [The Possibility of Strength Enhancement of Coated Paper]. Trudy 3 Mezhdun. konf. “Problemy mekhaniki tsellyulozno-bumazhnykh materialov” [Proc. 3rd Int. Conf. “Problems of Mechanics of Pulp and Paper Materials”]. Arkhangelsk, 2015. P. 3.

6. Knyazeva Yu.A., Makhotina L.G. Tekhnologiya povysheniya pechatnykh i opticheskikh svoystv tsellyuloznykh kompozitsionnykh materialov iz nebelenykh voloknistykh polufabrikatov putem naneseniya meloval'nykh pokrytiy [The Enhancement Technology of Printing and Optical Properties of Cellulose Composite Materials from Unbleached Fiber Semi-Finished Products by Applying the Coatings]. Dizayn. Materialy. Tekhnologiya [Design. Materials. Technology], 2015, no. 5. P. 119.

7. Paradeev E. Strategiya Gruppy «Ilim»: rynok melovannykh bumag [The Ilim Group Strategy: the Market of Coated Paper]. Moscow, 2012. Available at: http://sbopaper.ru/upload/pdf/Ilim_2012.11.30.pdf (accessed 01.02.2015).

8. Rossiyskiy rynok bumagi dlya pechati. Sostoyanie, tendentsii i perspektivy razvitiya: otraslevoy dokl. [The Russian Market of Paper for Printing. Status, Trends and Prospects of Development]. Moscow, 2012. 114 p.

9. Tekhnologiya tsellyulozno-bumazhnogo proizvodstva. V 3-kh t. T. 2: Proizvodstvo bumagi i kartona, ch. 2: Osnovnye vidy i svoystva bumagi, kartona, fibry i drevesnykh plit [Technology of Pulp and Paper Production. In 3 Volumes. Vol. 2: Manufacture of Paper and Cardboard, Part 2: Main Types and Properties of Paper, Cardboard, Fiber and Wood-Based Panels]. St. Petersburg, 2006. P. 499.

10. Lehtinen E. Pigment Coating and Surface Sizing of Paper. Finnish Paper Engineers’ Association and TAPPI, 2000. 810 p.

11. Smith M. Influence of Structure of Suspension on Quality of Coating of Papers. Tappi, 2001, no. 1, pp. 104–108.

12. Smooki G. Handbook for Pulp & Paper Technologists. Vancouver, 2002. 419 p.

13. World Paper Markets up to 2020. Executive Report 2005. Jaakko Poyry consulting, 2005. 241 p.

Received on August 31, 2015