Способ получения волокнистой массы

 

Союз Советскнк

Социакистнчвскик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„, 7875-1 7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 30.12.77 {21) 2560747/29-12 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

0 21 В 1/06

Государственный. комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 153280. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 18. 12. 80 (53) УДК 676. 1. 061 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P.À. Любавская, С.Б. Тимонина, З.К. Иванеева, Т.И.Гилева, С.В. Бабурин., А.Н. Обатуров и Е.H. Осминин

Пермский филиал Всесоюзного научно-производственного объединения целлюлозно-бумажной промышленности и центральный научно-исследовательский институт бумаги (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, к способам получения волокнистых масс с использованием сброса давления, предназначенных для выработки бумаги, кар- 5 тона и древесно-волокнистых плит.

Известен способ получения волокнистой массы путем пропитки раздробленной щепы жидким аммиаком в две ступени, из которых на первой ступени 10 пропитку ведут при комнатной температуре, на второй — используют подогрев до 94-150вС при повышении давления до 70 ати. Мгновенный сброс давления иэ закрытой области в зону со т5 значительно меньшим давлением приводит к расщеплению пропитанной щепы на вОлокна и пучки волокон, которые пром{ивают, размалывают, отбеливают и испольэуют по назначению 11 ). 20

Недостатком такого способа является применение сжиженного аммиака, что связано с большим расходом последнего и необходимостью регенерации его.25

Обработка щепы в две ступени затрудняет интенсификацию процесса. Кроме того, используемый сжиженный аммиак не обеспечивает эффективного расщепления щепы на волокна. 30

Известен способ получения волокнистой массы путем пропитки древесной щепы, которую ведут в одну ступень, смесью водных растворов аммиака и гипохлорида натрия при 150-210оС 12 ).

Смесь аммиака и гипохлорита при определенном их соотношении обладает восстановительными свойствами. В результате протекания ряда реакций образуется гидразин, способствующий повышению выхода волокнистой массы и обеспечивающий удовлетворительные результаты по расщеплению щепы на волокна.

Недостатком этоГо способа является необходимость большого гидромодуля пропитки, поскольку количество образующегося восстановителя-гидразина находится в прямой зависимости от количества гипохлорита натрия и аммиака. Кроме того, в известном способе используют хлорсодержащий реагент, что связано с необходимостью операций и оборудования для егО приготовления, образующийся же в процессе взаимодействия аммиака и гипохлорита гидразин является токсичным реагентом.

Недостатком известного способа является также низкое качество волокнистой массы.

787517

Цель изобретения — повышение физико-механических показателей волокнистой массы.

Поставленная цель достигается тем, что пропитку древесной щепы водным раствором аммиака ведут в присутствии гидросульфита.натрия и хелатного соединения, в качестве которого используют трилон Б или фосфат щелочного металла. Соотношения аммиака и гидросульфита натрия поддерживают от 8:1 до 2:1. Хелатное соединение вводят в количестве 0,01-0,5Ъ, а гидросульфит натрия в количестве 1-5Ъ от массы абсолютно сухой древесины.

Массу с концентрацией 20-30Ъ после сброса давления подвергают размолу 15 в присутствии перекиси водорода, щелочи и силиката натрия с последующей кисловкой массы до рН = 5-7. Затем массу расмалывают при концентрации

6-20Ъ до степени помола 30 ШР, изго- щ товляют отливки и определяют физикомеханические показатели.

Способ осуществляют следующим образом.

Древесную щепу, например березовую, загружают в камеру, нагретую до

150-155 С, через специальное загрузочное устройство подают водный 25Ъ-ный раствор аммиака, гидромодуль от 1:2 до 1:3, а также гидросульфит натрия в количестве 1,0-5,0Ъ и трилон Б в количестве 0,01-0,5Ъ от абсолютно сухой древесины. Камеру нагревают 56 мин до 170-175 С и давления 20

22 ати. При достижении указанных параметров герметизирующее устройство быстро открывается и пластифицированная щепа через сопло выбрасывается в зону со значительно меньшим давлением. Щепа при этом разделяется на волокна и пучки волокон. 40

Затем грубую декомпрессионную массу концентрацией 20-30Ъ в присутствии перекиси водорода, щелочи и силиката натрия пропускают через рафинер с целью разделения массы на волокна. 45

После сепарирования массу кислуют (уксусной, сернистой, азотной или другой кислотой) до рН = 5-7 и осуществляют размол массы концентрацией

6-.30Ъ до степени помола 30 IrlP.

Пример 1.В лабораторных условиях 112 r воздушно сухой березовой щепы (составляет 100 r абсолютно сухой древесины) стандартных размеров загружают в предварительно нагретую до 150 С камеру. Камеру закрывают и через дозирующее устройство подают

200 мп 25Ъ-ro водного раствора аммиака, 1,0 г гидросульфита натрия и

0,01 г трилона Б. Камеру нагревают в течение 5 мин до 170 С и давления @}

20 ати. После этого производят мгновенный сброс давления и щепа через сопловое устройство в виде пучков и отдельных волокон выбрасывается из камеры. Массу концентрацией 20Ъ сепарируют на дисковом рафинере СпроутВальдрон в присутствии 2 r перекиси водорода, 2 г соды и 0,02 г силиката натрия °

После сепарирования массу кислуют раствором сернистого ангидрида до

pE=-5 и ведут размол при концентрации массы 6Ъ до степени помола 30 ШР. На листоотливном аппарате изготавливают образцы бумаги весом 100 г/м . Показатели, характеризующие волокнистую массу, приведены в таблице.

Пример 2. Условия получения волокнистой массы те же, то и в примере 1. Отличие в том, что в дозирующее устройство подают 250 мл водного раствора аммиака, 5 г гидросульфита натрия и 0,2 r тринатрийфосфата.

Массу концентрацией 25Ъ сепарируют на дисковом рафинере в присутствии

3 г перекиси водорода, 1 r соды и

0,02 r силиката натрия. После сепарирования кислуют массу раствором уксусной кислоты до рН=7 и ведут размол при концентрации массы 20Ъ до степени помола 30 ШР. На листоотливном аппарате изготавливают образцы бумаги весом 100 г/м . Показатели, характеризующие волокнистую массу, приведены в таблице.

Пример 3. Условия получения волокнистой массы те же, что и в примере 1. Отличие в том, что в дозирующее устройство подают 300 мл водного раствора аммиака, 2,5 г гидросульфита натрия и 0,5 r пирофосфата калия.

Массу концентрацией ЗОЪ сепарируют на дисковом рафинере в присутствии 2,5 г перекиси водорода, 1,5 r соды и

0,02 г силиката натрия..После сепарирования массу кислуют раствором уксусной кислоты до рН = 6 и ведут размол при концентрации 15Ъ до степени помола 30 ШР. На листоотливном аппарате изготовляют образцы бумаги весом 100 г/м . Показатели, характеризующие волокнистую массу, приведены в таблице.

Пример 4. Параллельно получали волокнистую массу аналогично режиму, описанному в известном способе.

Массу концентрацией 20Ъ сепарируют на дисковом рафинере в присутствии

2 r перекиси водорода, 2 r соды и

0,02 r силиката натрия. После сепарирования массу кислуют раствором сернистого ангидрида до рН=-6 и ведут размол при концентрации массы 15Ъ до степени помола ЗО ШР. Показатели, характеризующие волокнистую массу, приведены в таблице.

787517

6000 5600 5800

4900

Разрывная длина, м. Излом, число двойных перегибов

85

64

Сопротивление продавливанию, кгс/см

2,7 2,6 3,0

2,1

Сопротивление раздиранню, г

74 80 82

57,4 60,0 64,0

Белиз на массы, Ъ

Содержание пентозанов, В

Содержание лигнина, %

48,9

23,4

14,9 17,3

16,5 16,7

17,9

18,0

16,8

Составитель Р. Любавская

Редактор П. Макаревич Техред H Ковалева . Корректор М. Коста

Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/8

Заказ 8293/28

Филиал ППП "Патент", Г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из данных, представленных в таблице, видно, что использование для преддекомпрессионной обработки бере- 25 зовой щепы водного раствора аммиака в сочетании с гидросульфитом натрия и соединения хелатного типа повышает белизну целевого продукта при одновременном достижении высоких физикомеханических показателей.

Увеличение степени белизны волокнистой массы резко сокращает расход химикатов, требуемых на отбелку и, в свою очередь, уменьшает потребление З воды.

Волокнистая масса, полученная по ,предлагаемому способу может быть использована в композиции бумаги, например, газетной, где заменит хвойную 4О сульфитную целлюлозу.

При замене в композиции бумаги 10% сульфитной целлюлозы экономический эффект составляет 2 руб, на тонну бумаги. Способ прост, экономически выго- 4 ден, способствует охране окружающей среды, так как не содержит хлорсодержащих реагентов.

Формула изобретения

1. Способ получения волокнистои массы путем пропиткн древесной щепы водным. раствором аммиака в присутствии добавки при повышенной температуре и давлении .с последующим сбросом давления, отличающийся тем, что, с целью повышения физикомеханических показателей массы, в качестве добавки используют смесь гидросульфита натрия и хелатного соединения, при этом гидросульфит натрия вводят в количестве 1-5%, а хелатное соединение в количестве 1,01-0,5% от массы абсолютно сухой древесины.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве хелатного соединения используют зтилендиаминтетрауксусную кислоту или фосфат щелочного металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Швеции Р 343618, кл. 0 21 В 1/36, 1973.

2. Авторское свидетельство

9 478083, кл. 0 21 В 1/00, 1975 (прототип),