SU1102829A1 - Способ изготовлени влагопрочного волокнистого материала - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЛАГОПРОЧНОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА, включагаций приготовление бумажной массы , обработку целлюлозсоде жащих компонентов углеводным св зующим , отлив полотна, прессование и сушку, отличающийс  тем,что, с целью повышени  прочности готового материала, в качестве углеводного св зующего используют нейтрализованный перкол ционный гидролизат древесины в количестве 0,2-12,0% в пересчете на сухое вещество от массы абсолютно сухого волокна. 2.Способ по п. 1, отличающ и и с   тем, что обработку целлкнлозосодержащих компонентов св зующим осуществл ют путем введени  его в бумажную массу.§ 3.Способ по п. 1, отличаю (Л щийс  тем, что обработку целлюлозосодержащих компонентов св зу1Ощим осуществл к)т путем пропитки полотна перед прессованием.

Description

Изобретение относитс  к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при производстве продукции, обработанной св зующим в массе или с поверхности.

Известен способ обработки бумажного (картонного)полотна декатионированным сульфитным щелоком с концентрацией 5-15% при температуре раствора 20-80 С с целью поидаии  готовому материалу высокой жесткости во влажном состо нии Ij .

Однако сложность данного способа заключаетс  в необходимости пропускани  сульфитного щелока через колонки с катионообменной смолой . КУ-2 в водородной форме.

Поскольку эффект упрочнени  от обработки сульфитным щелоком мал, в него добавл ют, например, дибутилфталатв количестве 5-15% от Йеса абсолютно сухого вещества щелока.

Известен также способ изготовлени  влагопрочного волокнистого Материала , заключающийс  в пропитке .бумаги или картона натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы в смеси с диметилолмочевиной и уксусной кислотой 2 .

Недостатками указанного способа  вл ютс  длительность выдерживани  бумаги в ванне (5-10 мин), а в случае картона врем  еще более увеличено , а также необходимость прогрева пропитанного материала при 135 С в течение 1 ч. Дл  сокращени  длительности процесса используют катализатор - смесь углекислого магни  иортофосфорной кислоты в количестве 0,1-0,5%.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту способ изготовлени  влагопрочного волокнистого материал включающий приготовление бумажной массы, обработку целлюпозосодержащи компонентов углеводным св зующим, отлив полотна, прессование и сушку . В качестве углеводного св зующег используют арабиногалактон jj .

Однако полисахаридарабиногалактан - труднодоступный продукт в количествах , необходимых дл  промышленности , поскольку содержитс  только в древесине лиственницы. Недостатком  вл етс  также необходимость модификации (обработки) указанного полисахарида азотсодержащими соединени ми , например пблиэтиленимином или ди тиламиноэпоксипропаном, которые характеризуютс  высокой токсиностью , в результате чего внесение их в состав бумажной массы нежелательно . Кроме того, известный способ имеет недостаточную способность придавать целлюлозосодержащим материалам прочностные свойства, Дл  достижени  необходимого рН сред

требуетс  добавление балластных веществ например сернокислого алюмини .

Цель изобретени  - повышение прочности готового материала.

Указанна  цель достигаетс  тем. что согласно способу изготовлени  влагопрочного волокнистого материала , включающего приготовление бумажной массы, обработку целлюлозосодержащих компонентов углеводным св зующим , отлив полотна, прессование и сушку, в качестве углеводного св зующего используют нейтрализованный перкол ционный гидролизат древесиныв количестве 0,2-12,0% (в перечете на сухое вещество) от массы абсолютно сухого волокна.

Обработку целлюлозосодержащих компонентов св зующим осуществл ют путе введени  его в бумажную массу или путем пропитки полотна перед прессованием .

Использование нейтрализованного перкол ционного гидролизата древесины при обработке целлюлозного волокна обеспечивает образование св зей, возникающих между функциональными группами волокна и функциональными группами соединений, содержащихс  в гидролизате;.

Нейтрализованный гидролизат получают известным методом (Технологи  гидролизных производств. М., Лесна  промышленность, 1973, с.12-97у.

Исходным сырьем дл  получени  гидролизата  вл ютс  измельченные древесные отходы, опилки, мелка  стружка , щепа, хлопкова  шелуха, кукурузна  кочерыжка, подсолнечна  лузга. Сырье подают в гидролизаппарат , кудс1 поступают разбавленна  серна  кислота при 180-190 С. Гидролизат удал ют в систему, а остаток в гидролизном аппарате - лигнин выбрасываетс  через бь строоткрывающийс  клапан.

Гидролиз протекает в прсутствии разбавленных кислот по схеме

(СбМ51.(-)-ИгО- С М,Об

: Перкол ционный гидролиз ат, выход щий из гидролиз аппаратов, как правило, используют дл  биохимической переработки (дрожжевое производство). Перед нейтрализуют известью. В результате получают водный раствор, содержащий растворенные углеводороды .

При гидролизе растительного сырь  получают гидролизат с 3-6% растворенных веществ следующего состава, %

Редуцирующие вещества3 ,2-3,5 Моносахариды -2,8-3,2 В том числе: Глюкоза 1,3-1,5 0,1-0,12 Галактоза Манноза 0,63-0,75 2,03-2,35 всего гексоз Ксилоза 0,65-0,80 Арабиноза 0,10-0,12 0,75-0,92 всего пентоз Метиловый спирт 0,02-0,03 Ацетон, терпены, 0,05-0,15 скипидар Декстрины 0,18-0,30 Лигногуминовые 0,16-0,24 вещества Коллоидные ве0 ,04-0,08 щества Кроме того, гидролизат содержит серную кислоту, используемую в качестве катализатора при гидролизе древесного сырь  в количестве 0,50 ,7% и кислоты, полученные в ходе процесса,%: муравьина  0,03-0,04; уксусна  0,25-0,3; пропионова  0,0 0,03, а также урановые кислоты в количестве 0,05-0,15%, смол ные (высшие) кислоты (0,1-0,20%) и фор альдегид (0,005-0,015%). I Гидролизат получают после нейтр лизации известковым молоком по известной методике. .Поэтому гидролиз содержит также соли серной и других органическихкислот (муравьино уксусной и т.д.) Соль серной кислоты-ГИПС после кристаллизации отдел ют фильтрацией. Концентраци  водорастворикых ве ществ составл ет 6 мас.% (по сухому остатку). Использование менее концентрированных растворов неце-. лосообразно,вследствие излишних энергетических затрат, св занных с разбавлением исходного раствора и удалением влаги из издели  на стад сушки и прессовани . Пример 1. Неклееную бумаг jDCHOBy при сухости 40% и массой, 60 г/м обрабатывают 6%-ннм раствором нейтрализованного перкол ционного Адролизата древесины, гидролизат берут (в пересчете на сухое вещество) в количестве 0,2 и 0,5% к весу абсолютно сухого волокна . Обработку провод т на офсетном прессе. В аналогичных услови х про вод т обработку бумаги модифицированным арабиногалактаном. После го чего прессовани  и сушки при 80 С, образцы испытывают на физико-механические показатели. Результаты испытаний сведены в табл, 1. Из анализа физикр- механичесхйх; показателей бумаги, представленных в табл., 1, следует, что введение в массу нейтрализованного проклеивающего гидролизата древесины обеспечивает повышение прочности материала по сравнению с прототипом., Пример 2. В бумажную массу , содержащую 80% беленой сульфитной хвойной целлюлозы, размолотой до 38°ШР, и 20° сульфатной лист|Венной целлюлозы г размолотой до 24°Ш1 , ввод т каолин в количестве 30% к массе абсолютно сухого волок-, на, В. полученную бумажную массу ввод т 6%-ный р ;створ нейтрализованного перкол ционного гидролизата древесины. Гидролизат берут в количестве 0,2, 0,3 и 0,5% в пересчете на сухое вещество oi веса абсолютно сухого волокна. С помощью сернокислого алюмини  довод т среду до рН 4,5-5,0. На листоотливном аппарате изготавливают образцы бумаги массой 65-67 г/м, которые после прессовани  и сушки исследуют на прочность. В аналогичных услови х массу обрабатывают модифицированным арабиногалактаном. В табл.2 представлены результаты прочностных показателей полученных (образцов. Из данных табл. 2 видно, что использование в качестве св зующего нейтрализованного перкол ционного гидролиза древесины улучшает прочностные свойства бумаги по сравнению с прототипом. Пример 3. Дл  пов ерхностНОЙ обработки гидролизатом исполь- у зуют образцы картона массой .210 г/м из 100% сульфатной целлюлозы марки . НС-2,размолотой на лабораторном L ролле до степени помола 20-23ШР. Дл  проклейки массы примен ют белый канифольный клей с концентрацией 16-20 г/л. Осаждение частиц кле  на волокнах осуществл ют введением в массу глинозема до рН 4,2-4,5. Отливки картона массой 200 г/м изготавливают по общеприн той методике на лабораторном листоотливном аппарате ЛОА. Поверхностную обработку картона .по предлагаемому способу производ т 8%-ным гидролизатом, который полу|Чают путем упарки исходного 6%-HOtO гидролизата на 25%-ный. Дл  обработки используют 1,0, 1,3; 2,0; и 55,0% в пересчете на сухое вещество к весу абсолютно сухих волокон. Пропитку осуществл ют в лабораторном горизонтальном клеильном прессе путтем двухкратного пропуска отливок между валами при посто нном давлении между ними и последующего прессо вани  и сушки. Характеристика физико-механических саойств картона приведена а табл. 3., ; Таким образом, образцы картона, изготовленные с обработкой нейтрализованным перкол ционным г дролизатом по основным прочностным показател м превосход т образцы картона , получаемого по известному способу , Пример 4. Целлюлозосодержа щее волокно подают в контур камеры , в которой оно подхватываетс  Струей воздуха и со скоростью 8001000 м/мин диспергируетс . В криволинейной части трубопровода волокно освобождаетс  от избытка воздуха и в виде высококонцентрированной аэровзвеси поступает на бесконечную движущуюс  газопроницаемую сетку, на которой образуетс  волокнистый слой. После удалени  оставшегос  воздуха и уплотнени  полотна, со сто щего из сульфатной целлюлозы; размолотой до 18-20 шР, его обра--, батывают 6%-ным нейтрализованг&м перкол ционным гидролиз атом древесины .. Гидролиз ат ввод т в количестве 6,0} 8,0 и 12% (в пересчете на сухое вещество) к весу абсолютно сухого волокна. После обработки полотно подвергают прессованию и сушке. В аналогичных услови х провод т обработку полотна модифицированным арабиногалактаном. Образцы испытывают на механическую прочность. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Как видно из данных табл. 4 картон , изготовленный методом аэродинамического формовани , имеет более высокое разрушающее усилие при сжатии кольца. Получаеьый картон обладает высокими показател ми жесткости и обеспечивает картонной таре, изготовленной из него, высокое сопротивление сжатию. Предлагаемый способ прост, не требует переоборудовани  действующих производств и базируетс  на доступнСИМ и дешевом сырье: продуктах перер ч р и . п ч з р р Вл 25 ,но отки отходов древесины. Учитыва , гидролизные производства на ЦБК j отают с использованием лишь части клцихс  мощностей, переход на исьзование гидролизата дл  увелии  прочностных свойств целлншоодержащих материалов повысит табельность и эффективность гидизного цеха. Таблица опроч20 ,0 28,0 29,0 ь,%б ,9 Таблица 2

Разрывна  длина , м Излом, число двойных перегибов в среднем до двум направлени м

Стойкость поверхности к выщипыванию,

м/с

3800 4300 5600

3200

12

13

14

1,04 1,04 1,09 1,1

Разрывной груз в сухом состо нии , кг53,4

ю

7,38

1,80 19

Таблица 3

59,0 59,6 64,1 79,0 88,0

7,88,6 9,7 11,2 13

2,02,42,73,0

Таблица4

Claims (3)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЛАГОПРОЧНОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА, включающий приготовление бумажной массы, обработку целлюлозсоде^-..

жащих компонентов углеводным связующим, отлив полотна, прессование и сушку, отличающийся тем,что, с целью повышения прочности готового материала, в качестве углеводного связующего используют нейтрализованный перколяционный гидролизат древесины в количестве 0,2-12,0% в пересчете на сухое вещество от массы абсолютно сухого волокна.

2. Способ по π. 1, отличаю- ‘ щ и й с я тем, что обработку целлкн·' лозосодержащих компонентов связую щим осуществляют путем введения его в бумажную массу.

3. Способ по π. 1, отличающийся тем, что обработку целлюлозосодержащих компонентов связующим осуществлякТг путем пропитки полотна перед прессованием.