DK141255B - Mekanisk træmasse som er let opsplittelig i vand og har høj absorptionshastighed, og fremgangsmåde ved fremstilling deraf. - Google Patents

Description

(11) FREMUE66ELSESSKRIFT 141255 DANMARK <»'> int.ci.s d 21 h 3/00 §(21) Ansøgning nr. 4067/75 (22) Indltveretdon 11. ββρ. 1975 (28) Løbedag 11. ββρ. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og fremleeggelseeekrifW offentliggjort dan 11. f eb. 1 98Ο

Dl REKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (*» Prioritet bagwat fra dan

12. sep. 1974, 745286, NO

<71> PAPIRINDUSTRIENS PORSKNINGSINSTITUTT, Forskningsveien 5, Oslo 5, NO.

(72) Opfinder: Nicolai Soteland, Incognito Terrasse 5b, Oslo 2, NO.

(74) Fuldmægtig under «agens behandling:

Kontor for Induetriel Eneret v. Svend Schønnlng.

(B4) Mekanisk træmasse som er let opsplittelig i vand og har høj absorp« tionshastighed, og fremgangsmåde ved fremstilling deraf.

Den foreliggende opfindelse angår mekanisk træmasse som er let opsplittelig i vand og har høj absorptionshastighed, og en fremgangsmåde ved fremstilling deraf.

Mekanisk masse er en fællesbetegnelse for massetyper vundet ved mekanisk defibrering af forskellige slags træ eller ved, fx ved hjælp af slibestene eller skiveraffinører,' eventuelt efter en mild kemikaliebehandling.

Mekanisk masse er billigere end celluiosemasser vundet ved kemisk oplukning af ved, dels fordi kemikalier spares, dels fordi udbyttet i forhold til råmaterialet bliver større og derfor har sådanne mekaniske masser fået bred anvendelse 141255 2 som råstof ved fremstilling af avispapir, magasinpapir eller lignende. Da slibemassen imidlertid udviser den uheldige egenskab, at den undergår "selvlimning" ved lagring, har det tidligere været nødvendigt at opbevare og transportere mekanisk masse i fugtig tilstand eller at tørre den på en speciel måde, fx ved den såkaldte "flash-tørremetode". Som følge af selvlimningen vil mekanisk masse efter lagring udvise mere eller mindre hydrofobe egenskaber i afhængighed-af lagringstiden, harpiksindholdet, oplagringsbetingelserne og lignende forhold, hvilket gør en videre håndtering af en sådan masse vanskelig når den skal forædles videre.

På grund af selvlimning er mekanisk masse kun i beskedent omfang blevet anvendt til absorptionsformål i fx bleer, hygiejne« bind, tamponer håndklæder og lignende produkter, og til sådanne formål har højforædlede, blegede celluloser stort set været enerådende.

Hvis harpiksen kan fjernes fra den mekaniske masse, har det vist sig at mekanisk masse med fordel også kan anvendes til de ovennævnte formål som angivet i norsk patentskrift nr. 124.193. Ifølge dette kan harpiksen fjernes fra massen fx ved ekstraktion med acetone, hvorved der vindes et produkt med gode absorptions-egenskaber. Imidlertid er en industriel ekstraktionsproces en temmelig kompliceret og fordyrende proces, der kræver stor kapitalinvestering i ekstraktionsudstyr og genvindingsudstyr m.m. Acetoneekstraktion af mekanisk masse har også tidligere været foreslået for at forbedre den mekaniske masses styrkeegenskaber og for at gøre massen lettere opsplittelig i den efterfølgende forædlingsproces (Brandal & Lindheim, Pulp & Paper Mag. Can 67 T 431, 1966).

Det har nu overraskende vist sig at det er muligt at behandle en mekanisk masse på en sådan måde at den ved ældning bibeholder sine oprindelige hydrofile egenskaber således at en mekanisk masse behandlet i henhold til den foreliggende opfindelse ved lagring vil forblive hydrofil og således let at splitte op ved den efterfølgende forædling. Det har yderligere vist sig at en sådan masse er udmærket egnet til.absorptionsformål, og. det til trods for at den heromhandlede ny behandlingsmåde i ringe grad påvirker den mekaniske masses harpiksindhold. Ifølge opfindelsen er den mekaniske masse ejendommelig ved at indeholde mindst 0,2 og for- 141255 3 trinsvis mindst 0,5 vægt%, regnet på den tørre masse, af en pufferkomponent som pufrer i området pH 6-10, fortrinsvis 7-9. Pufferen er fortrinsvis ikke-boratholdig; borat gør i og for sig ingen skade i massen, men boratholdige puffere giver ret svag effekt.

Opfindelsen angår som nævnt også en fremgangsmåde ved fremstilling af den omhandlede mekaniske masse, og den er ejendommelig ved at der til mekanisk masse sættes mindst 0,2 vægt% af en ikkeboratholdig puffersubstans som pufrer i pH-området 6-10, fortrinsvis 7-9. Egnede puffere er alkalimetalsalte og ammoniumsalte af fx fosforsyre, karbonsyre, citronsyre eller vinsyre.

En sådan behandling af den mekaniske masse med en vandig opløsning af pufferen er meget billig og simpel at udføre. Tilsætningen kan ske på flere steder under fremstilling af den mekaniske masse, i afhængighed af produktets anvendelsesområde og af tilgængeligt udstyr. Tilsætningen kan fx ske under massefremstilling i raffinør eller slibestol, i papirmaskinens bagvandssystem, i limpressen, ved påsprøjtning under eller efter arkdannelsen, ved indsprøjtning i massen før den evt. omdannes til masseballer. Denne nye behandlingsmåde kan således udføres med tilgængeligt udstyr og kan således tillempes i allerede eksisterende produktionsanlæg.

Ved den ny fremgangsmåde vil man fx kunne fremstille absorberende materialer ud fra mekaniske masser, hvilket betyder væsentlige besparelser i forhold til højforædlede celluloseprodukter. Set under synsvinkelen ressourcehensyn og miljøhensyn repræsenterer den foreliggende fremgangsmåde store og umiddelbart indlysende fordele.'

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende belyses nærmere ved nogle eksempler, der viser effekten af den nye behandlingsmåde.

Forskellige massetyper blev behandlet med pufferen både ved påsprøjtning og neddypning i pufferopløsningen. Massernes tørstofindhold før behandlingen eller påsprøjtningen med pufferopløsningen varierede mellem 25¾ og 90¾ kulstof. Efter behandlingen blev massen tørret i en cyklon og fluffet (i en Wenneberg-mølle).

141255 4

En del af den således pufferbehandlede og fluffede masse blev kunstigt ældet ved 105°C i 1 time, hvorefter massen henstod i 30 - 60 min. ved stuetemperatur før den ældede masses vandabsorption blev bestemt. Vandabsorptionen for ikke-ældet masse og for ikke-behand-let masse blev også bestemt.

Bestemmelsen af vandabsorptionshastigheden blev ved disse forsøg udført ved at 10 g lufttør, fluffet masse fordeltes jævnt i et metalnet (metalkurv med dimensionerne 7 x 20 x 1 cm), som blev anbragt i en beholder indeholdende 200 ml vand. Den tid det tager fra det øjeblik metalnettet anbringes i beholderen, til al masse er gennemfugtet med vand, er et mål for massens vandabsorptionshastighed.

Resultaterne fremgår af omstående tabel.

Som det ses af disse resultater, opnås der ved behandlingen ifølge opfindelsen en betydelig forbedret vandabsorptionshastighed i forhold til ikke-behandlet masse. En undtagelse er dog boratpufferen, der tilsyneladench for ikke-ældet masse har en nedsættende virkning på absorptionshastighed, hvorimod det efter ældningen viser sig at ældet, boratpufferbehandlet masse udviser større absorp-tionshasighed end ikke-behandlet masse.

Det ses yderligere at masser behandlet med de andre puffere med hensyn til vandabsorptionshastigheden næsten ikke påvirkes ved kunstig ældning, idet en forskel på 1 sek. ligger godt indenfor fejlgrænsen ved denne specielle prøvemetodik.

Til sammenligning kan det nævnes at en højforædlet cellulose under de tilsvarende betingelser udviser en vandabsorptionshastighed af størrelsesordenen 5 sek.

De mekaniske masser fremstillet i henhold til den foreliggende opfindelse er således med hensyn til vandabsorptionshastighed sammenlignelige med højforædlede cellulosemasser og da de yderligere bevarer deres hydrofile egenskaber ved ældning, kan de let opsplittes ved en evt. videreforædling, fx i en papirfabrik som anvender mekanisk masse som råprodukt.

5 141255 o o in

O

i—! Ό CL) > 0) tn

cd tn g (ti •H S

CD tn O O m O co O <r> O om χ x co O co in co O co tn o co r·- h m cm <-> •H S j-η ^ +-> CL) \ w tn +j m ti o-t <ϋ si m tn tn

S

o

•H

-μ P-t in o d) tn tn Λ tf) (ti (ti

ti to g SS

;> c co co co ·νΓ in cm O co tn Ooj

^ >θ o Η Η H CM CO CO

« ^ ® S ω ^ ^ 01 s æ S ft

CL) CH

•6 <P S S

Co S S d> ®

s QJ ft 'M S

to « <P p cy ,11¾ *iJ

SÉ O) (ti 2 tHCL) S

ri Cm 0) 3 S ft ft ft ft

Stien ft O P 2 ft p p en 4-> P (ti ft 2 2

f«VS.<ti (ti S S · P ft S

engen (ΰ o (ti+-> O

Hg tn X4 P S (ti P

•HOS O I S PS h +j tn & <m iti -no o a; p i W xi up •ri P (ti S°0 ICO I CO I CO . i

Hdi+JfiS S « £ (ti - S (ti ·* (d ·« S (ti ¢£3 ω CO S cu st> S Sir- se- cd s

Jsd CDH tn >5. tn in tn tn tn ίπ cd o S OW s *>St £ >s.te £ >e.ii! VS-K S >s.

£ £ tn Η H ft Η Η a Η Η O. H CM Ph CM ft H CO

CL) (U P3 W P (ti ^ b =

CO

cm <p cm cm o (ti s (ti JS (ti (ti u ve >, s 0) Φ CU CL) co cm tn S en tn tn en s (ti tn s tn tn ti ε ft <3 έ B S g g g

·· iti s g tn £ E E E

CL) 0,0) XI cm Xj XXM> >*, tn tn (tis tn enena; P tn ·Η *ri ·Η ·Η Η

0) <ti S CL) ti £ £ P

eng (ti en (ti (ti (ti S

tn s Xi tn X! X! XI ro icjss a) (tis cd tu Φ si - SS g g g s g g at •n os <L) o 22·° cm ES P g E g £ cm £ (ti ‘ri t ti s s s o iti ajs η S. Pi cu Pi cu n

pel Entn co EmCm EhCm^O

tn h CM

X co ^ in vo

H