SE463463B - Framstaellning av traemassa genom alkalisk kokning i naervaro av amfotera ytaktiva medel - Google Patents

Description

463 463 2 ningen av temperaturen. Även med detta föreligger fortfarande problemet och för erhållande av ett godtagbart lågt Kappa-tal och lågt silrejekt måste det kompenseras genom förlängning av kokningen vid maximitemperatur under några få timmar med re- sulterande nedbrytning av kolhydrater och förlust av massaut- byte.

Det har tidigare föreslagits att penetrationen av kemikalier in i trästrukturen skulle underlättas av ett ytaktivt medel.

Försök att förbättra kokningsförfarandena genom tillsats av ytaktiva medel har emellertid hittills icke varit framgångs- rika och sådana medel användes icke i nuvarande förfaranden.

Ett ändamål enligt föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla tillsatsmedel som visar uppenbara fördelar vid säker- ställande av penetration av kemikalierna och utlösning av ligninet med icke mer än normal kolvätenedbrytning i en avse- värt kortare kokcykel. Det har överraskande framkommit att de önskade fördelarna erhålles i en betydande och en ekonomisk mycket betydelsefull grad genom tillsats till kokvätskan av små mängder av ett amfotert ytaktivt medel.

Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av trä- massa varvid en alkalisk koklut användes vilken innefattar ett eller flera amfotera ytaktiva medel.

Luten är sålunda en alkalisk lut, såsom en Kraft- eller soda- -lut. Den kemiska konstitutionen för dessa lutar är mycket välkänd för massatillverkare och beskrives exempelvis i “Pulping Processes", S.A. Rydholm (Interscience Publishers, 1965).

Förfarandet enligt uppfinningen har sin största fördel i sam- band med lutar som normalt användes i Kraft-förfarandet.

Det ytaktiva medel som användes skall naturligtvis vara ett mv' 465 463 som är stabilt i och lösligt i kokluten.

Det ytaktiva medlet är av den typ som har den allmänna formeln (I): R-(cmz-(ocflzcuzcflzjn- (N - (CHRl)x)y - N - Q (ï) B B vari R är en C8_2Û kolvätegrupp, eventuellt substituerad med hydroxi eller karboxyl, Rl är H eller Cl_6-alkyl, _ B är H, Cl_6-alkyl, Cl_6-alkyl substituerad med hydroxi eller amino, eller en grupp Q som definieras nedan; Q är RZCOOM, vari R2 l_6 eller en alkalimetall, alkalisk jordartsmetall eller ammoniumjon eller en ammoniumjon substituerad med upp till 3 är en C -alkylengrupp och M är -H hydroxietylsubstituenter, x är 2 till 6, y är 0 till 5, z är 0 till l, och n är 0 eller 1 (varvid z är 0 när n är 1).

I dessa föreningar kan R exempelvis vara en rakkedjig eller grenad alkyl- eller alkenylgrupp eller cykloalkyl-alkyl (exem- pelvis cyklohexyl-alkyl)-grupp, en aralkyl eller aralkenyl- grupp (exempelvis fenalkyl eller fenalkenyl) vari alkyl- eller alkenyl-delen innehåller minst 6 kolatomer; eller kolvätedelen av en hartssyra (resinic acid) innehållande minst två konden- serade ringar, exempelvis som i de tricykliska tallhartssy- rorna såsom abietinsyra. R är företrädesvis en Cl0_l6-alkyl- grupp, exempelvis en C12-grupp. R kan exempelvis vara kolväte- delen av laurin- eller kokosnötfettsyra vilka båda innehåller en hög andel C12-komponenter. Ett exempel på en omättad R-grupp är oleyl och ett exempel på en grupp med grenad kedja är Cl6H33CH(CH3)-. Den alifatiska delen av R kan exempelvis 463 465 4 vara substituerad med hydroxi, såsom i hydroxistearyl, eller med -COOH (exempelvis vid 2-ställningen).

Rl är vanligtvis en väteatom men kan vara en alkylgrupp, såsom metyl.

När B är en alkylgrupp innehåller den l-6, företrädesvis 2-4 kolatomer och är företrädesvis en rakkedjig grupp. Exempel på sådana grupper är metyl och etyl. Alkylgruppen kan vara substituerad, exempelvis med hydroxi, såsom i 2-hydroxietyl, eller med amino.

ZCOOM vari R2 är en Cl_64alkylengruPP (såsom Gruppen Q är -R metylen eller etylen) och M är väte eller en alkalimetall, alkalisk jordartsmetall, ammonium eller en ammoniumjon substituerad med upp till tre hydroxietylsubstituenter. M är företrädesvis natrium, och R2 är företrädesvis metylen. x är företrädesvis 2 och y är företrädesvis 0 eller l.

Det ytaktíva medlet har sålunda företrädesvis en av följande strukturer: RCO.NH.CH2CH2NCH2COOM CHZCHZOH RN(ca2cH2cooM)2 mm. cnäcnzcoom (exempelvis Ra cH ( C143 )NH . cnzcnzcoon vari RaCH(CH3) är R-gruppen) RNH-CH(CH3)cH2cooM 5 465 463 Ett eller flera amfotera ytaktiva medel kan användas som koklut-tillsatsmedel vid föreliggande förfarande. De amofotera ytaktiva medlen kan även användas i kombination med en eller flera ytaktiva medel av andra typer, exempelvis nonjoniska eller fluorerade ytaktiva medel. I detta senare avseende kan det amfotera ytaktiva medlet ha effekten att solubilisera ytaktiva medel av andra allmänna typer som är stabila i kokluten men icke normalt lösliga i denna.

Det (de) ytaktiva medlet(en) kan vanligtvis användas i en mängd av exempelvis upp till 2% (exempelvis 0,01%-2,0%) av kokluten, och företrädesvis i mängder av 0,1 till 0,6 vikt- procent.

Det skall inses att med undantag av vad beträffar tillsatsen av det ytaktiva medlet genomföres kokförfarandet allmänt på samma sätt som i konventionell praxis, återigen såsom exempel- vis beskrives i "Pulping Processes", som hänvisats till ovan.

Koktiden kan emellertid reduceras som visas nedan, i synnerhet under alkaliska betingelser.

Tester har visat att tillsats av exempelvis 0,5% baserat på kokluten, av ett ytaktivt medel av denna typ kommer att redu- cera den erforderliga koktiden och procenten silrejekt avse- värt i Kraft-förfarandet och även i sulfitförfarandet. Skälen till varför de ytaktiva medlen enligt uppfinningen är över- lägsna de som tidigare provats är icke klarlagda. Försök att korrelera effekten till sänkningen av ytspänningen har icke varit framgångsrika och de inbegripna mekanismerna är förmod- ligen komplexa.

Uppfinningen åskådliggöres närmare medelst följande exempel.

Exempel l En serie av Kraft-kokförsök i autoklaver genomfördes med och utan tillsatsmedlen enligt uppfinningen. De använda tillsats- 463 465 6 medlen var amfotera ytaktiva medel med den allmänna struktur som visas i formel I och erhölls från Rexolin Chemicals i Helsingborg, Sverige, under varubeteckningen Rexoteric XCE och XJO. De använda mängderna var 0,5% av kokluten (vitlut). För att visa den gynnsamma effekten av tillsatsmedlen på penetra- tionen av flisen var den tid som medgavs för den gradvisa upp- hettningen till maximitemperatur, normalt 2,5 timmar, endast 45 minuter i alla försöken. Efter att kokningen fortsattes i den tid som erfordras för erhållande av de önskade Kappa-talen visade sig att vid användning av nämnda tillsatsmedel vid Kappa-tal 60 var återstoden av icke uppslutna fibrer (silre- jekt) 0,9%, varvid samma återstod uppgick till 4% när man icke använde tillsatsmedlet vid samma Kappa-tal. Vid Kappa-tal 70 var de icke uppslutna fibrerna l,l% vid användning av till- satsmedlen i kokluten och var 6% vid användning av kokluten utan tillsatsmedlen. Vid Kappa-tal 35 var återstoden på silen 0,5% med tillsatsmedlen och l,5% utan tillsatsmedlen.

Exempel 2 En serie sulfitkokförsök genomfördes med användning av som tillsatsmedel 0,5%, räknat på den sura kokluten, av Rexoteric XJO nämnd i exempel l. Försök utan tillsatsmedlet utfördes för jämförelses skull. Temperaturen höjdes från 20 till l05°C på l,5 timmar och för att Visa effekten av tillsatsmedlet ute- lämnades det uppehåll vid l05°C som normalt användes för erhållande av god penetration. I stället fortsattes upphett- ningen och den slutliga koktemperaturen l32°C nåddes på l timme.

Efter att kokningen fortsatts under den tid som erfordrats för erhållande av de önskade Kappa-talen visade det sig att vid användning av nämnda tillsatsmedel vid ett Kappa-tal 50 var återstoden av icke uppslutna fibrer 2,8%. Samma återstod upp- gick till 5,5% utan tillsatsmedlet.

Claims (3)

1. v. 463 463 PATENTKRAV l. Förfarande för framställning av trämassa k ä n n e - t e c k n a t av att en alkalisk koklut användes i vilkenfett eller flera amfotera ytaktiva medel innefattas, vilka ytaktiva medel motsvarar formeln R-(CO)z-(OCH2CH2CH2)n- (N - (CHRl)x)y - N - Q (I) B B vari R är en C kolvätegrupp, eventuellt substituerad med 8-20 hydroxi eller karboxyl, Rl är H eller Cl_6-alkyl, B är H, Cl_6-alkyl, Cl_6 amino, eller en grupp Q som definieras nedan, Q är RZCOOM, vari R2 är en Cl_6-alkylengrupp och M är -H eller en alkalimetall, alkalisk jordartsmetall eller -alkyl substituerad med hydroxi eller ammoniumjon eller en ammoniumjon substituerad med upp till 3 hydroxietylsubstituenter, x är 2 till 6, y är 0 till 5, z är 0 eller l, och n är 0 eller l (varvid z är 0 när n är l).

2. Förfarande enligt patentkravet l k ä n n e t e c k n a t av att det ytaktiva medlet finnes närvarande i kokluten i en mängd av upp till 2 viktprocent.

3. Förfarande enligt patentkravet l k ä n n e t e c k n a t av att ett eller flera icke-amfotera ytaktiva medel även inne- fattas i kokluten.