Способ отбелки древесной массы

 

(72) Авторы изобретения

Е.А. Писаревская и В.А. Кайсина (I

1

Центральный научно-исследовательский институт бумаги (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТБЕЛКИ ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к способам отбелки древесной массы восстановителями и может быть использовано в целлюлозно-бумажном производстве при изготовлении беленой древесной массы, предназначенной для различных видов бумаги и картона.

Известен способ отбелки древесной массы путем обработки ее восстановителем - гидросульфитом натрия в

1О количестве 0,54 от массы абсолютно сухого волокна рН среды поддерживается тринатрийфосфатом, расход которого 0,3 3 от массы абсолютно сухого волокна 11).

Одним из недостатков этого способа отбелки древесной массы является низкая стабильность используемого отбеливающего раствора. В присутствии кислорода воздуха разложение гидросульфита идет очень быстро, и это является основной причиной потерь гидросульфита при отбелке. Кроме того продукты восстановления нестабильны и реверсируют, поэтому при старении древесная масса вновь склонна к пожелтению.

Известен также способ отбелки древесной массы путем обработки ее боргидридом при расходе последнего 13 от абсолютно сухой массы, при 2035 С и рН среды 10,5. Боргидрид натрия является очень реакционноспособным химикатом, который восстанавливает все виды карбонилов, т.е. хино" ны, альдегиды и кетоны, эа исключением некоторых флавонов, в соответствующие спирты. При этом. может образоваться небольшое количество интенсивно окрашенных вторичных хромо" форов стильбенового типа. Белизна, достигаемая при отбелке с боргидридом, более стабильна, чем при отбелке с гидросульфитом натрия 12).

Недостатками известного способа являются дороговизна отбеливающего реагента, а также возможность обра933848

3 з евания вторичных хромофоров, снижающих эффект отбелки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ отбелки древесной массы путем обработки ее водным раствором гипофосфита щелочного или щелочноземельного металла при повышенной температуре. Этот способ проводят путем последовательной обработки древесной массы водным раствором SO, а затем раствором гипофосфита в количестве 1-53 от массы абсолютно сухого волокна с рН 4,56,0 при 90 С в течение l ч. При этом гипофосфит воздействует довольно избирательно на хромофоры древесины,, обеспечивая их только частично $3) .

Достигаемая белизна нестабильна, и древесная масса склонна к пожелтению при использовании беленой древесной массы в композиции писчих и печатных видов бумаги.

Цель изобретения — повышение степени белизны и светостойкости древесной массы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отбелки древесной массы путем обработки ее водным раствором гипофосфита щелочного или щелочноэемельного металла при повышенной температуре, согласно изобретению, перед обработкой водным раствором гипофосфита щелочного или щелочноземельного металла древесную массу обрабатывают боргидридом натрия.

Обработку древесной массы боргидридом ведут при расходе его 0,5-2,03 от массы абсолютно сухого волокна, рН 10-11 и температуре 20-35 С, а водным раствором гипофосфита щелочного или щелочноземельного металла при его расходе 1-1,53, рН 2-6 .и температуре 70-.90 С.

За счет сочетания последовательных обработок боргидридом и гипофосфитом достигаются повышенные показатели светостойкости и степени белизны древесной массы. При обработке боргидридом в щелочной среде образуются интенсивно окрашенные вторичные хромофоры стильбенового типа, которые способствуют частичному снижению эффекта отбелки. Возможно, что последующая обработка водным раствором

S02 и гипофосфитом способствует созданию условий,при которых происходит стабилизация и блокировка образования вторичных хромофоров.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Древесную массу загружают в отдельную установку, снабженную мешалкой, туда же засыпают боргидрид в количестве 0,5-2,0 от массы абсолютно сухого волокна. Отбелку ведут при 20-35 С, рН среды 10-11 в течение 0,5-1,0 ч. 8 массу после окон10 чания отбелки дозируют водный раствор SO до тех пор, пока рН среды не достигает 2,0-6,0. Затем добавляют водный раствор гипофосфита щелочного или щелочноземельного металла в ко15 личестве 1 0-1,5i и нагревают до

70-90 С s течение 0,5-1 ч. По истечении времени отбелки массу выгружают, отжимают, а затем определяют показатель белизны древесной массы щ и степень пожейтения (светостойкость).

Пример 1. В лабораторную установку для отбелки, снабженную мешалкой, загружают 10 г абсолютно су- хой древесной массы, предварительно измельченной в дезинтеграторе. 8 массу добавляют боргидрид натрия в количестве 2,03 от абсолютно сухой древесной массы, концентрация

30 0 массы 6ã., рН 11. Отбелку ведут при

35 С в течение 1 ч. Затем в массу дозируют жидкий ЯО до рН 4, добавляют водный раствор гипофосфита натрия в количестве 1,0i от абсолютно сухой массы, нагревают до 90 С и выдерживают в течение 1 ч. Массу выгружают, определяют показатель белизны и испытывают на светостойкость в аппарате "Свет 3".

Пример 2. Процесс отбелки древесной массы проводят аналогично примеру 1. Расход боргидрида 0,53 от массы абсолютно сухого волокна, рН 10 0, время отбелки 1,0 ч, SO дозируется в массу до рН 2.

Пример 3. Процесс отбелки массы проводят аналогично примеру 1.

Отбелку боргидридом ведут при 20 С, обработку проводят гипофосфитом кальция при 80 C. в fl р и м е р 4. Процесс отбелки ìàññû проводят аналогично примеру 1.

Расход боргидрида 1,03 к массе абсолютно сухого волокна,рН 10,5,температура 30 С, обработка гипофосфи55 том натрия при рН 2,5, температуре

90 C в течение 0,5 ч.

Пример 5 (контрольный), Для сравнения проводят одноступенчатую

5 93384 отбелку боргидридом при расходе его .

1,03 от абсолютно сухой массы, рН 10,0, температуре 35 С, время отбелки 1 ч.

Il р и м е р 6 (по известному 5 способу). Отбелку гипофосфитом проДанные испытаний приведены в таблице.

Показатели качества

Условия отбелки

Ступень

Прирост белизны

Se"" лизна,Ф

Сте" пень пожелтения, Вторая

Первая рН

Время, ч

ТемпеРасВремя,ч

ТемперН

РасПри,мер, Й ход боргидрида,Ма, 4 от абсоратура, С ход гипофосфита,3 от абсолютратуа оС но сухой летно сухой массы массы

68,6 13,4 27,2

2,0 11,0 35 1,0 1,0 4,0 90 1,0

0,5 10,0 35 1,0 1,0 2,0 80 1,0 67,5 12,3 26,8

1,5 10,5 20 Oю,5 1 5 3 0 70 1,0 67, 2 12,0 26,5

1,0 10,5 30 1,0 lу,0 2,5 90 0,5 67,9 12,7 27,8

5 (контрольный) 1,0 10,0 35 1,0

59,8 4,6 29,6

6 (no известному способу) 1,0 6,0 90 1,0 61,0 5,8 . 29,8 ром гипофосфита щелочного или ще-.

45 лочноземельного металла при повышенной температуре, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

:повышения степени белизны и светостойкости древесной массы, перед обра © боткой водным раствором гипофосфита щелочного или щелочноземельного металла древесную массу обрабатывают боргидридом натрия.

2 . Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что обработку древесной массы боргидридом натрия ведут при расходе его 0,5-2Ô, рН 10-11 о температуре 20-35 С, а водным растФормула изобретения

В сравнении с известным способом предлагаемый способ позволяет повысить показатель белизны на 15-30ь и светостойкость массы на 10-203.

Кроме того, совместное использование отбеливающих реагентов при указанных соотношениях приводит к эфФекту,превышающему эффективность отбелки отдельными компонентами.

1. Способ отбелки древесной массы путем обработки ее водным раство8 6 водят при расходе 13 к абсолютно су- хой массе, рН 6,0, температуре 90 С, время отбелки 1 ч.

7 933848 вором гипофосфорита щелочного или щелочноэемельного металла при его расходе

1-1 Я, рН 2 "6 и температуре 70-904 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

11 326273, кл. D 21 H 3/00, 1967.

2. Лебедева И.А. и др. Отбелка древесной массы. И., "Лесная промышленность", 1973, с. 88-90.

3. Авторское свидетельство CCCP и 586214, кл. Р 21 С 9/1О, 1975 ,(прототип).

Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Заказ 3878/13 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель О.,Иаслаченко

Редактор Т. Парфенова Техред 3. фа та Корректор А. Гриценко