Способ изготовления древесной массы

 

дСЕСоаж"й Л йЛЕй -C ГБ1 " СИИ библиотеке, МЬ

Союа Соеетокил

Социалиотичеокик

Республик

О П И С А Н И Е 34237

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ

Зависимый от патента №

М. Кл. D 21b 1!04

Заявлено 22.Х.1969 (№ 1379664/29,33)

Приоритет 01.XI.1968, № 772822, США

Опубликовано 14.Ч1.1972. Бюллетень № 19

Комитет по делаю лаобретеиий и открытий при Спеете Миииотрое

СССР

УДК 676.15.02 (088.8) Дата опубликования описания 13.VII 1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Роберт Ричард Киндрон и Джорж Вильям Xoyr (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«ФМК Корпорейшн» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНОЙ МАССЪ|

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к .производству древесной массы.

Известны способы изготовления древесной массы путем размола щепы с последующей отбелкой. Однако они не обеспечивают получение древесной массы, легко отбеливаемой до высокой степени яркости, из пород древесины, содержащих значительное количество красящих веществ. 10

Цель изобретения — повышение степени отбеливания древесной массы,,полученной из пород, содержащих значительное количество кр асящих веществ.

Предлагаемый способ отличается от извест- 15 ных тем, что щепу перед размолом обрабатывают 5 — 7 вес. ч. (от веса сухой щепы нейтрального растворителя, причем в нейтральный растворитель может быть введен 0,1 — 1% (от веса сухой щепы) комплексообразующего 20 со,единен:ия.

По описываемому способу древесину в виде щепы (содержащую красящие вещества) обоабатывают нейтральным растворителем для растворения и удаления красящих веществ из 25 этой щепы. Обработке подвергают такую древесину, которая содержит черезвычайно большое количество красящих веществ, изменяющихся по своему химическому составу. Часть красящих веществ представляет собой поли- 30 фенольные соединения, в том числе различные флавоноиды, или прочие химические вещества, которые могут являться причиной затруднения при отбеливании. Было выявлено, что красящие вещества среди нецеллюлозных нелигниновых составляющих древесины в процессе получения древесной массы механическим способом претерпевают превращение до такого состояния, при котором они прочно удерживаются в данной массе. Кроме того, эти вещества окрашены или могут быть окрашены, в результате чего трудно, а в некоторых случаях даже невозможно отбеливать массу до высокой степени яркости.

Стандартные размеры щепы обрабатываемой древесины в направлении зерна или в направлении ориентации волокна 6,35 — 25,4 мм, в одном направлении поперек зерна 0,79—

4 мм, в другом направлении поперек зерна

16 — 25,4 мм. Такие размеры щепы желательны по экономическим соображениям. Однако можно подвергнуть обработке древесину в виде щепы больших или меньших размеров при условии, если эта щепа не распадается полностью на отдельные неориентированные волокна или пучки волокон, а волокна сохраняются в древесине в ориентированной форме.

Если древесину подвергают измельчению механическим способом на кусочки меньшего размера, чем указанный выше минимальный

342371 размер, то это сказывается на процессе приготовления древесной массы, который протекает таким же образом, как и процесс приготовления массы из отдельных волокон или небольших пучков волокон. Иными словами, красящие вещества древесины переводятся в нерастворимую форму, и их становится черезвычайно трудно удалить.

Положительные результаты в результате обработки древесины предлагаемым способом дают такие древесные породы, как дугласская пихта, западный гемлок (или тсуга), западная лиственница, сосна Джек, ель Ситка, атласский кедр, красная ольха, и некоторые разновидности тропических лиственных пород с твердой древесиной.

В способе, соответствующем настоящему изобретению, используют любой растворитель, который растворяет красящие вещества древесины, но который не растворяет или не размягчает в значительнои степени целлюлозные или лигниновые составляющие древесины, а именно вода, низшие спирты (например, метанол, этанол, пропанол и бутанол), диэтиловый эфир и ацетон. Эти растворители вводят в древесину преимущественно путем сжатия древесины, с целью вытеснения содержащихся в ней воздуха и жидкости, и последующего расширения ее при погружении в растворитель. 11оследний поступает в клетки древесины и растворяет контактируемые с ням красящие вещества. Затем растворитель и растворенные вещества удаляют из древесины, подвергая ее механическому сжатию. Эта процедура может повторяться несколько раз в зависимости от исходного содержания в древесине красящих веществ, причем желательно обрабатывать древесину два раза.

Для введения растворителя в древесину можно наряду с механическим сжатием древесины отмачивать ее в растворителе в течение продолжительного времени (например, от одного до нескольких дней) или древесную щепу можно помещать в вакуумированную среду, а затем погружать в растворитель.

В соответствии с изобретением в нейтральный растворитель может быть введено комплексообразующее соединение, которое удаляет ионы металлов, образующих нерастворимые комплексные соединения с некоторыми из красящих веществ, прсутствующих в древесине, и, следовательно, облегчает растворение и удаление этих красящих веществ.

Комплексные соединения образурт пятинагриевая соль диэтилентриаминопентауксусной кислоты, лимонная кислота, глюконовая кислота и другие сахарные кислоты или их соли, поли фосфаты, например триполифосфат натрия и гексаметафосфат натрия. В нейтральный растворитель вводят 0,1 — 1% (от веса сухой щепы) комплексообразующего соединения.

4

Обработанную древесную щепу подвергают размолу в дисковых рафинерах, молотковых дробилках или стержневых мельницах. Полученную таким образом массу отбеливают различными имеющимися средствами, ее можно отбеливать перекисными отбеливателями, например перекисью водорода, перекисью натрия, перкислотами, солями перборной кислоты, солями персерной кислоты и солями перугольной кислоты, и восстанавливающими огбеливателями, например гидросульфитом натрия, гидросульфитом цинка и гидросульфитом кальция или двуокисью тиомочевины, или посредством бисульфитборогидридных процессов.

Пример. Стволы дугласской пихты, содержащей 68%,целлюлозных составляющих, 28% лигнина и 4% нецеллюлозных нелигниновых составляющих (последний ингредиент древесины содержит красящие вещества), разрезают на кусочки (щепу) размером 16 мм в направлении зерна и 2,4к .6,3 лм поперечно зерну. Щепу погружают в растворители, приведенные в таблице, общая продолжительность выдержки в растворителе 7 дней. В случае сравнительного примера такое погружение в растворитель не производили.

Весовое отношение растворителя к сухой древесине 7: 1.

Затем древесную щепу высушивают, освобождают ее от свободного растворителя и превращают в древесную пульпу в лабораторном дисковом рафинере, а потом пульпу фильтруют для удаления из нее крупных волокон. Далее пульпу отбеливают в две стадии, используя в первой стадии перекись водорода, а во второй стадии — гидросульфит натрия.

Для отбеливания пульпы, содержащей

12 вес. ч, сухой древесины и 88 вес. ч. жидкости, при температуре 60 С в течение 2,5 час используют 1 %-ную перекись водорода, 1 %ную гидроокись натрия, 5%-ный силикат натрия (41 Be), 0,5%-ный сульфат магния.

После отбеливания перекисью водорода содержание древесной пульпы снижается до 3%, рН доводят до 6 водным раствором двуокиси серы. После этого пульпу высушивают и исследуют на яркость (полученные результаты приведены в таблице).

Следующую стадию отбеливания осущесгвляют, используя 3%-ную древесную пульпу и перекись водорода в качестве отбеливателя.

Гидросульфитный отбеливающий раствор содержит 1% (от веса сухой древесной пульпы) гидросульфита натрия. Отбеливание 3% -ной пульпы при температуре 60 С осуществляют в течение одного часа. Вслед за гидросульфитным отбеливанием пульпу высушивают при температуре 22 С в атмосфере с относительной влажностью 50% и затем измеряют яркость отбеливания (результаты приведены в таблице).

342371

Предмет изобретения

Яркость отбеливания древесной пульпы после первой и второй стадии отбеливания

Пример

Растворитель стадия отбеливания

1О, -ной перекисью водорода

Сравнительный

2

57,9

52,0

53,8

55,4

54,6

57,2

59,6

61,4

61,0

63,7

67,2

60,6

57,4

64,6

ДТПА — пятинатриевая соль диэтилентриаминопептауксусной кислоты.

Составитель О. Маслаченко

Редактор Л. Жаворонкова Техред Е. Борисова

Корректор Л. Орлова

Заказ 2046/18 Изд. ¹ 874 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Вода

Метанол

Этанол

Вода — 0,5 о/о

ДТПА * (рН 9.6)

Метанол — 0,5 о/о

ДТПА

Вода — 0,5% ДТПА (pH 2,5 с использованием HqSO4) стадия отбеливания

196 -ным гидросульфитом натрия

1. Способ изготовления древесной массы путем размола щепы с последующей отбелкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени отбеливания древесйой массы, полученной из пород, содержащих значительное количество красящих веществ, щепу перед размолом обрабатывают 5 — 7 вес. ч. (от веса

10 сухой щепы) нейтрального растворителя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нейтральный растворитель вводят О, — 1 % (от веса сухой щепы) комплексообразующего соединения.