DE1517169A1

DE1517169A1 - Verfahren zur Herstellung chemischmechanischer Faserstoffe durch Erhitzung und Zerfaserung von mit Sulfitloesungen impraegnierten Holzhackstuecken in Dampfatmosphaere unter Druck und bei erhoehter Temperatur

Info

Publication number: DE1517169A1
Application number: DE19641517169
Authority: DE
Inventors: Asplund Arne Johan Arthur; Cederquist Karl Nicolaus
Original assignee: Defibrator AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1963-05-21
Filing date: 1964-05-20
Publication date: 1969-10-09
Also published as: BE648248A; NL6405633A; US3558428A; CH430421A; GB1064567A; FR1395391A; FI43032B; FI43032C

Description

Def.

1 5 -1 7 1 β 9

Anmelderint Defibrator Aktiebolag, Master Samuelsgatan 22, Stockholm 7,

Schweden.

3p, iw.i .'/all ·ί1

Verfahren zur Herstellung chemisch-mechanischer Faserstoffe durch Erhitzung und Zerfaserung von mit Sulfitlösungen imprägnierten HoIzhackstücken in Dampfatmosphäre unter Druck und bei erhöhter Temperatur.

Es ist bekannt, chemo-mechanischen Faserstoff mit hoher Ausbeute, wie 80-95 %» dadurch herzustellen, dass man zerkleinertes, lignozellulosehaltiges Material, z.B. Holzhackstücke, das-in der Fortsetzung generell unter dem Begriff"Hackstücke" verstanden werden soll, mit Sulfitlösungen mit variierendem pH-Wert tränkt und danach die getränkten Hackstücke in gesättigtem Dampf unter Druck zu einer Temperatur über 100⁰C, am besten zwischen l40° und 200⁰C, erhitzt und im Anschluss daran zerfasert. Bei diesem Verfahren ist es von Bedeutung, dass die Hackstücke sorgfältig durchtränkt werden, wenn der fertige Stoff gute Helligkeit und Festigkeit erhalten soll. Hierbei kann die Ausrüstung zum Tränken ein Dämpfungsgefäss, eine Kompressionsanlage für die gedämpften Hackstücke und ein Gefäss mit Tränkflüssigkeit umfassen, wo die komprimierten Holzstücke sich ausdehnen können und Sulfitlösung aufsaugen, wie z.B. aus dem deutschen Patent Nr. I.098.806 hervorgeht.

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Verschiedenartige Holzsorten verhalten sich sehr ungleichartig in Bezug auf ihr Vermögen, Sulfitlösungen aufzunehmen, und es ist beispielsweise erheblich leichter, z.B. Birkenholz durchzutränken, als Fichtenholz.

Versuche haben gezeigt, dass man eine noch schnellere und wirkungsvollere Durchtränkung der Hackstücke mit Alkalisulfit oder Alkalibisulfit bzw Gemischen davon erzielen kann, wenn man die Hackstücke zunächst mit verdünnten Lösungen von Alkalihydrat oder Alkalikarbonat tränkt und danach schnell die Base in Sulfit von gewünschter Zusammensetzung und mit gewünschtem pH-Wert im Verbindung mit dem Aufschlussprozess überführt. Das Verfahren geht in der Weise vor sich, dass mit Alkalihydrat bzw. ^ -karbonat getränkte Hackstücke in ein Druckgefass eingeschleust werden, in welchem durch Zufuhr direkten Dampfes (Einleitung von Dampf direkt in das Druckgefass) ein Dampfdruck aufrechterhalten wird. Gleichzeitig wird dem Druckgefass SOp in der Form von Gas, Flüssigkeit oder Lösung in solcher Menge zugeführt, dass die Base in Sulfit oder Bisulfit oder Mischungen davon überführt wird.

Dadurch, dass man die Hackstücke zunächst mit Alkalilösung imprägniert, kann man unter den Temperatürbedingungen arbeiten, bei denen die Aufschliessung gewöhnlich erfolgt, d.h. bei l6O-l8O°C, und in solchen Fällen, wo eine kurze Aufschlusszeit, wie 1-20 Minuten, zur Anwendung kommt, ^ mit einem Ueberschuss an SOp im Dampf, ohne dass eine nennenswerte Zersetzung der Zellulosesubstanz eintritt, weswegen der zerfaserte Stoff einen hohen Helligkeitswert erhält Die Menge an Base, welche die Hackstücke aufnehmen sollen, hängt ab von der Beschaffenheit des lignozellulose-

an haltigen Ausgangsstoffes und von der gewünschten Ausbeute/und Qualität des Faserstoffs. Die Höchstmenge an Na₂O, die in Betracht kommen kann, durfte 8 % der Trockensubstanz des Ausgangsstoffes betragen, und gewöhnlich liegt die Menge zwischen 1 und 5 %· Die Konzentration der Alkalilösung wird

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von der von dem Ausgangsstoff, insbesondere den Hackstücken, aufzunehmenden Menge an Base, seinem V.'assergehalt und der zur Durchführung der Tränkung zur Anwendung kommenden Methode raassgeblich bestimmt.

■Die Temperatur, bei welcher die Tränkung mit Alkali vorgenommen wird, muss niedrig sein, etwa ;50-40^oC, und unter allen Umständen unter 100°C liegen, um eine Verfärbung des Faserstoffes zu,vermeiden. Die Umsetzung der Base mit dem SO₂ und die Aufschliessung· der Hackstücke erfolgt am besten unmittelbar nach erfolgter Tränkung mit dem Alkali, und eine langer dauernde Lagerung mit Alkali getränkter Hackstücke darf nicht stattfinden, wenn eine Verfärbung ausgeschlossen werden soll.

Beispiel: Fichtenholzhackstücke wurden bei atmosphärischem Druck Minuten Lang gedämpft und mit NaOH, und zwar entsprechend 1,5 % Na 0 auf die Trockensubstanz berechnet, in der Weise getränkt, dass.die gedämpften Hackstücke in einer Schraubenpresse gemäss z.B. dem eingangs genannten Patent komprimiert und sich nach in einer 3,5#-igen Lösung von NaOH ausdehnen gelassen wurden. Die von Ueberschuss an freier Tränkflüssigkeit im wesentlichen befreiten Hackstücke wurden kontinuierlich in ein Druckgefäss eingeschleust, das durch die Zufuhr von direktem Dampf unter einem Dampfdruck von 8 atü und bei einer Temperatur von 175°C gehalten wurde. Gleichzeitig wurde in das Gefäss freies, gasförmiges SO₂ in solcher Menge eingeleitet, dass in dem Dampf ein Ueberschuss an freiem SO₂ aufrecht erhalten wurde. Die Hackstücke wurde 1-2 Minuten lang in dem sauren Dampf erhitzt und unmittelbar danach unter den im Druckgefäss herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen zerfasert und dann in atmosphärischen Druck hinausgeschleust. Nach Verdünnung mit Wasser zu einer Koncentration von 5# wurde der Faserstoff zu einem Feihheitsgrad von 290 CSF raffiniert.

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Die Stoffausbeute betruck 92 % und der Stoff wies folgende Werte aufs

Helligkeit 60 GE

Abreisslünse, Meter 2.800

Sprengfaktor {% Mullen) 14,7

Paltfestigkeit 520 (300 g Belastung)

Reisefaktor (nach Elraendorf) 70

Durch die vorstehend beschriebene Methode zur Tränkung zur Hackstücken mit Sulfitlösungen erhält man eine schnellere und wirkungsvollere Tränkung als bei der Anwendung von Sulfitlösungen. Man kann einfachere Konstruktionswerkstoffe für die Tränkanlage benutzen, und man braucht keine Apparatur zur Herstellung von Sulfitlösungen, Dies alles senkt die Anlagekosten wesentlich.

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Claims

Def. 45 Patentansprüche.

1. Verfahren zur Herstellung oherao-raechanischer Faserstoffe im Ausbeutebereich 80 - 95 % oder höher durch Erhitzung von mit Sulfitlösungen in gesättigtem Dampf unter Druck zu einer Temperatur über 100 C, am besten zwischen l40 und 200 C erhitzten Hackstücken und darauf folgende Zerfaserung ebenfalls unter Druck und bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackstücke zunächst mit einer verdünnten Lösung von Alkalihydrat bzw. Alkalikarbonat getränkt und danach im wesentlichen befreit von Tränkflüssigkeit in ein Druckgefäss eingeschleust werden, welchem zwecks Aufrechterhaltung des Druckes direkter Dampf und gleichzeitig eine solche Menge von freiem SO₂ zugeführt werden, dass die Base in Sulfit, Bisulfit bzw. Gemische davon überführt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass so viel SO₂ zugeführt wird, dass im Dampf ein Ueberschuss an freiem SOg vorhanden ist.

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