CS239365B1 - Sposob úpravy ligníncolulózových surovin před rozvlákňovaním - Google Patents

Description

3 4 2 3 9 36 5

Vynález sa týká sposcbu úpravy lignín-celulózových surovin před rozvlákňovaním. V súčasnej době sa vyrába značný početplošných materiálov na báze rozvláknenejdrevnej, respektive inej ligníncelulózovejsuroviny. Podl'a účelu použitia sa vláknitáhmota může získat mechanickým, termic-ko-mechanickým alébo chemicko-mechanic-kým sposobom. Od stupňa úpravy surovinyje závislá energetická a technologická ná-ročnost procesu, pričom kvalita úpravy saodrazí aj na kvalitě a kvantitě produktu.Najrozšírenejší spósob predúpravy lignín-celulózovej suroviny před rozvlákňovanímje parenie na štiepky posekanej surovinypri tlaku nasýtenej páry 0,8 až 1,2 MPa podobu niekolkých sekúnd až minút. Pri tej-to úpravě dojde k čiastočnej plastifikáciiligníncelulózovej suroviny a následné k 1'ah-šiemu oddelovaniu a inenšiemu poškodzo-vaniu vlákien. U iných sposobov sa dosa-huje zvýšená plasticita suroviny chemic-kým sposobom, například úpravou roztok-mi lúhov, alkalických solí, amoniakom, při-padne aj parciálnou hydrolýzou zriedenýmiroztokmi kyselin [čs. AO č. 203 568).

Popísaný je aj plastifikačný účinok močo-vinou, popísaný Berlinom, A. A. 1950, alebozrnesou močoviny s inými plastifikátormi anapúčadlami ako například amoniakom, di-kyándiamldom, dimetylsulfo«idom, etylal-koholom a inými. Šamojeva a kolektiv do-kázala dobrý plastifikačný účinok močovi-ny na výrobky z dřeva pri zvýšenej teplo-tě a tiež popísala účinok zmesi močoviny akyseliny fosforečné j ako> retardérov hore-nia alebo použitie močoviny v kombináciis polyvinylalkoholom ako pojivový mate-riál.

Zistilo sa, že sa ulahčí proces rozvlákňo-vania sposobom úpravy ligníncelulózovýchmateriálov před rozvláknením podlá vyná-lezu močovinou alebo zrnesou močoviny splastifikátormi a napúčadlami, alebo jejdalšími organickými a anorganickými zlú-čeninami akO' sú rozpúštadlá, ochranné lát-ky, retardéry horenia, ktorého podstatouje, že k surovině upravenej do formy štie-pok, triesok, pilin alebo iného tvaru sa při-dá močovina vo formě roztoku v množ-stvách 2 až 30 % hmotnostných močovinyna sušinu ligníncelulózovej suroviny postre-kom, máčaním alebo inou impregnáciou priteplotách 0 až 200 °C. Postupovat sa můžeaj tak, že roztok močoviny sa přidává zasúčasnej mechanickej úpravy alebo za pří-tomnosti tlakovej páry. Výhodou sposobu podlá vynálezu je znač-né zlahčenie procesu rozvlákňovania, a toaj za tých okolností, že rozvlákňovanie pre-bieha bez použitia páry, nakolko na vyvo-láme plastifikačného účinku postačuje tep-lota rozvlákňovacieho zariadenia zohriate-ho mletím suroviny. IJčinok močoviny vplastifikačnom smere možno tu porovnat súčinkom amoniaku. Použitie močoviny má vzhladom k použitiu amoniaku viacej vý-hod.

Okrem zlepšenia pracovného prostrediaje tvorba vláknitého' materiálu z hladiskanásledného lisovania za tepla a tepelnej ú-pravy, zlepšenie fyzikálnych a mechanic-kých vlastností vyrobených materiálov, akoaj zníženej hořlavosti výhodnejšia.

Za podmienok rozvlákňovania lignínce-lulózových surovin alebo lisovania vlákni-tej hmoty sa močovina rozkládá hydrolýzouza vzniku oixidu uhličitého a amoniaku, pri-čom hydrolýzu podporuje zvýšená teplotaa přítomnost kyselin a zásad. Pri zohrieva-ni na teplotu topenia stráca močovina mo-lekulu amoniaku za vzniku biuretu a prizahrievaní na vyššiu teplotu stráca moleku-lu amoniaku za vzniku kyseliny izokyana-tej, ktorá následné trimerizuje na kyseli-nu kyanurovú. Amoniak ako> jeden z pro-duktov uvedených rozkladných reakcií mávýrazné plastifikačné účinky na dřevo aďalšie produkty rozkladných reakcií pri-spievajú k zlepšeniu fyzikálnych a mecha-nických vlastností vylisovaných materiálov.Okrem toho sa předpokládá, že prebiehachemická interakcia močoviny najma s lig-nínovou zložkou ligníncelulózových suro-vin. Surovina sa spracováva vo formě štie-pok, triesok alebo pilin, přidává sa močo-vina vo formě roztoku v množstve 2 až 30pere. hmotnosti na sušinu suroviny a při-padne s dalšími pridavkami.

Upravená ligníncelulózová surovina samůže rozvlákňovaf pomocou tlakovej pá-ry 0,5 až 1,2 MPa, připadne v prevádzkouzohriatom defibrátore bez použitia páry. Vobidvoch prípadoch spotřeba energie a opo-trebenie rozvlákňovacieho zariadenia je niž-šie v porovnaní s rozvlákňovaním surovinylen po fyzikálně) plastifikácii, Výsledkomuvedeného procesu je ligníncelulózovávláknitá hmota s nižším podielom poško-dených vlákien, ktorá v důsledku přítom-nosti močoviny, připadne aj dalších látok,sa vyznačuje zníženou horfavosťou, čo jevítaný príspevok pri následnom sušení avysokoteplotnom lisovaní vláknitej hmoty,alebo- pri termickom zušlechťovaní vyliso-vaného vláknitého materiálu. Ďalšou výho-dou sposobu podlá vynálezu pripravenejvláknitej hmoty je jej vyššia plasticita, čoumožňuje lisovat vláknitý materiál pri niž-ších tlakoch a s výhodou ju aplikovat privýrobě tvarovaných výliskov. Materiály při-pravené podlá vynálezu s vyšším obsahommočoviny sú za tepla ohýbatefné a tva-rovatefné.

Niektoré sposoby úpravy ligníncelulózo-vých surovin před rozvlákňovaním a pří-prava dřevovláknitých dosák sú bližšie u-vedené v príkladoch použitia. Příklad 1

Bukové štiepky s podielom vlhkosti cca

Claims (2)

1. 5 239365 40 % sa v bubnové] nanášačke postriekali30 % hmotnostným vodným roztokom mo-čoviny v množstve 12 % hmotnostných mo-čoviny na sušinu štiepok. Štiepky sa hned' preniesli do laboratoř-něho disko-ntinuálneho defibrátora, do kto-rého sa 5 minút pripúšťala nasýtená vodnápara teploty 150 °C. Potom sa štiepky mle-li po dobu 2 minút. Získaná vláknitá hmo-ta sa volné predsušila na vzduchu, na ňusa naniesla 35 % parafínová emulzia vmnožstve 1 % hmotnostně parafínu na su-šinu vlákna a 15 % hmotnostným roztokomfenolformaldehydove] živice v množstve 1,5pere. hmotnosti sušiny živice na sušinuvlákna. Ďalej sa připravili z nanesenéhovlákna dřevovláknité došky suchým spo-sobom za lisovania při teplote 200 °C, cel-kovej doby lisovania 194 sekúnd a pri mer-nom lisovacom tlaku 5,5 MPa. Obdobnýmspósobom boli vylisované porovnávacie doš-ky bez močoviny s měrným lisovacím tla-kom 6,0 MPa. Pri hustotě dosák 1,0 g. cm"3malí došky s močovinou zlepšenú pevnosťv ohybe o 4,4 °/o, pevnost v tahu kolmo- narovinu došky o 82 % a prerážaciu prácuo 17 %. Ich napúčanie vo vodě bolo niž-šie o 20 % a nasiakavosť nížšia o 26 % vo-či doskám bez močoviny. Příklad 2 Bukové štiepky s podielom vlhkosti cca40 % sa máčali v 20 % roztoku močovinyteploty 90 °C pod dobu 2 hodin, potom sa štiepky vybrali z roztoku, preniesli sa dolaboratórneho defibrátora a mleli v pre-vádzkou zohriatom defibrátore bez použi-tia tlakové] páry po dobu 1,5 minút. Rovna-kým spósobom sa připravila vláknitá hmo-ta z neupravených štiepok. Vláknitá hmo-ta sa volné na vzduchu presušila, nanieslaparafínovou emulziou v množstve 1 % hmot-nostně parafínu na sušinu vlákna a fenol-formaldehydovej živice roztokom v množ-stve 2 % hmotnostně sušiny živice na su-šinu vlákna. Po úpravě vlhkosti na 8 až 10pere. hmotnostný vláknitý materiál, ktorýsa lisoval pri teplote 180 °C po dobu 5 mi-nút. Měrný lisovací tlak u porovnávacíchdosák bol 6,0 MPa, u dosák s močovinou 2,5 MPa. Vylisované došky s močovinou bo-li plastické, po vychladnutí pevné. Pri hus-totě dosák 1,1 g . cm"3 boli mechanickévlastnosti dosák s močovinou pri pevnostiv ohybe vyššie o 42 %, pri pevnosti v ta-hu kolmo- na rovinu došky o 19 % a priprerážace] práci vyššie o 65 %. Napúča-nie a nasiakavosť vo vodě boli nižšie o 65pere., respektive o· 43 %. Vo všetkých prí-kladoch defibrovania štiepok upravenýchmočovinou bol pozorovaný podstatné kl'ud-nejší beh defibrátora, ako aj nižšie prúdo-vé zaťaženie elektrické] siete, než tomu bo-lo pri rozvlákňovaní neupravených štiepok. Spósob podlá vynálezu je možné využithlavně v drevárskom a celulózopapierenskompriemysle pri spracovaní listnatého a ihlič-natého dřeva, iných lignocelulózových su-rovin, ako a] odpadov z týchto surovin. p E E D M E T

   1. Spósob úpravy ligníncelulózových su-rovin před rozvlákňovaním· močovinou ale-bo zinesou močoviny s inými plastifikátor-mi a napúčadlami alebo aj dalšími orga-nickými a anorganickými zlúčeninami, akosú rozpúšťadlá, ochranné látky, retardéryhorenia, vyznačený tým, že k surovině voformě štiepok, pilin a triesok sa přidávámočovina vo formě roztoku v množstvách2 až 30 % hmotnostných močoviny na su- VYNÁLEZU šinu ligníncelulózovej suroviny postrekom,máčaním alebo ino-u impregnáciou pri tep-lotách 0 až 200 °C, alebo sa přidává za sú-časnej mechanické] úpravy.
2. 2. Spósob úpravy lignocelulózových su-rovin před rozvlákňovaním podlá bodu 1vyznačený tým, že pridávanie roztoku mo-čoviny sa uskutočňuje za přítomnosti tla-kové] páry.