Способ подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги

 

Изобретение относится к способ, бам подготовки волокнистого полуфабриката для.изготовления различных видов бумаги, предпочтительно рисовальной, чертежной, писчей, печатной , и позволяет повысить механическую прочность бумаги. Целлюлозе содержащие волокна влажностью 35- 48% .(сульфитная или сульфатная целлюлоза , древесная масса) за оражидают при температуре от минус 50 до минус 55 С в течение 15-60 мин, после чего их подвергают размолу.в жидкой фазе на центробежном аппарате. 1 з.п.ф-лы, 1 табл $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0 А1 (19) (11) (51) 4 D 21 D 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4277359/31-12 (22) 06.07,87 (46) 28,02,89, Бюл. №- 8 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) Е.А,.Алешина и Г.Б.Пак (53) 676,1а021,7. (088,8) (56) Кленкова Н.И, Замораживание целлюлозных волокон, — Журнал прикладной химии,. 1954, т, ХХ Ц ¹ 2, с. 171-181,. № 4, с, 440.

Фляте Д.М, Свойства бумаги. M.

Лесная промышленность,, 1976, с. 438439,, Изобретение относится к целлюлозно-.бумажной. промышленности и касается.подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги, предпочтительно рисовальной, чертежной, писчей, печатной, а также других видов бумаги, к которым предъявляются повышенные требования по показателям прочности.

Цель. изобретения — повышение механической прочности бумаги.

В предлагаемом способе подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги, включающем замораживание влажных целлюлоэосодержащих волокон и последующий их размол в жидкой фазе, замораживание целлюлозосодержлгих волокон ведут (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВОЛОКНИСТОГО

ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ (57) Изобретение относится к спосо бам подготовки волокнистого полуфабриката для.изготовления различных видов бумаги, предпочтительно рисовальной, чертежной, писчей, пе» чатной, и позволяет повысить механическую прочность бумаги. Целлюлозо содержащие волокна влажностью 3548Х .(сульфитная или сульфатная целлюлоза, древесная масса) заМораживают при температуре от минус 50 до минус

55 С в течение 15-60 мин, после чего их подвергают размолу.в жидкой фазе на центробежном аппарате. 1 з.п.ф-лы, 1 табл, дрд -50 - (-55) С и влажности, волокон 35-48Х в течение 15-60 мин.

Увеличение механической прочности бумаги в предлагаемом способе обусловлено резким повышением способности, целлюлозосодержащцх волокон к поглощению дополнительных количеств воды в процессе изготовления бумаги, При этом в результате увеличения диаметра волокон увеличивается

-площадь и прочность контактов их друг с другом.

Поглощение дополнительных количеств воды обеспечивают. тончайшие капилляры или полости с, активными гидроксильными группами, образующие. ся в целлюлозной системе при замораживании в результате расклинивания

1803

l0

146 структуры волокна растущими кристаллами льда.

Одновременно с микропорами образуются микропоры, как результат формирования более крупных кристаллов. за счет миграции воды в зону кристаллизации льда. Этот процесс происходит при сохранении в волокне жидкой фазы в течение достаточно длительно- го времени (15-60 мин) что обеспео чивается при (-50) — (-55) С.И.

При этом в процессе отлива бумажного листа при избытке воды.. возможно восстановление первоначаль" ного объема тех микропор, которые сомкнулись при вытягивании из. них воды в зону кристаллизации. льда, Сочетание крупных и мелких пор создает оптимальный эффект расширения структуры целлюлозы, что способ" ствует повышению поглотительной спо собности волокон в водной среде и увеличению их диаметра, а следовательно, увеличению площади и прочности контактов волокон друг с другом в процессе. изготовления бумаги. .

В предлагаемом способе заморажи- вание влажных целлюлозных волоконцри - (-50) - (-55) С позволяет . резко сократить количесгро воды в жидком агрегатном состоянии, а сле довательно, существенно снизить роль миграционных эффектов, приводящих к . уплотнению структуры целлюлозы.

Небольшие количества воды, сохраняющиеся в жидком состоянии, способствуют с течением времени (15-60 мин) образованию более крупных. кристаллов льда при замерзании, которые в сочетании с основной массой мелких кристаллов эффективно расширяют и разрыхляют структуру целлюлозы. Подготовленный таким образом волокнистый полуфабрикат обладает высокой поглотительной способностью в водной среде, что сопровождается увеличением диаметра волокон.

Уменьшение количества "механически удерживаемой" воды до 35-48% предотвращает возникновение. сильно напряженного состояния целлюлозной струкТуры при замораживании и позволяет сохранить целостность макромолекул целлюлозы.

Способ осуществляют следующим образом.

Целлюлозосодержащие волокна (суль.фитная или сульфатная) целлюлоза, древесная масса, термомасса или тер-. мохимикомеханическая масса) влажно" стью 35 - 48% замораживают при (-50) - (-55) С в течение 15—

60 мин, после чего подвергают раэ- . молу в жидкой фазе. Подготовленный таким образом волокнистый полуфабрикат используют для изготовления бумаги. !

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. Волокна сульфатной беленой целлюлозы влажностью 42% замораживают в герметизированном состоянии в интервале температур от (-45) - (-60) С в течение 45 мин, после чего подвергают размолу.

Замораживание волокнистого материала осуществляют следующим образом. Целлюлозу герметично упаковывают в пакет.из алюминиевой фольги, имеющей вывод для термометра. Пакет покрывают. слоем теппоиэоляционного материала, регулируя его толщину для достижения требуемой температуры замораживания целлюлозы, и помещают в сосуд. Дьюара емкостью 1 л, заполненный сухим льдом. Сосуд закрывают

З0 пробкой. с отверстием для вывода тер мометраРазмол. осуществляют в центробежном аппарате ЦРА до 19 ШР в жидкой фазе (при концентрации массы 6%), постоянном .числе. оборотов главного вала 150 в 1 мин:,. в помещении с температурой 20+5 С.

Из размолотой массы приготовляют отливки.на листоотливном аппарате

ЛОА-1 массой 100 + 1 г/м, которые затем подвергают физико-механическим испытаниям по стандартным методикам.

Способность волокон к водопоглоще45 нию оценивают по изменению диаметра во. локон в водной среде микроскопическим методом, Изменение целостности иакромоле« кул целлюлозы в полуфабрйкате определяют .по содержанию ос -целлюлозы по ГОСТ 6840-54>.

Результаты экспериментов представлены в таблице (опыты 1-5)

Пример 2, Способ осуществляют аналогично примеру 1, но saMo-, раживание целлюлозных волокпн влажностью 42% производят.при темперао туре. -53 С. При этом время замораживания изменяют от..10.до 70.мин, 5 1461

Результаты определения диаметра волокон, количество са -целлюлозы в полуфабрикате, а также физико-механических свойств изготовленных об5, раэцов бумаги даны в таблице (опыты

6-10) .

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но используют целлюлозные волокна с различ- . ной влажностью от 30 до 50Х а зайораживание влажных волокон ведут при

"53 С в течение 45 мин.

Р

Результаты оценки. качества волокнистого полуфабриката и изготовленных образцов бумаги приведены в таблице (опыты 11-15).

Пример 4, Подготовку волок.. нистого.полуфабриката для изготовления бумаги осуществляют по способупрототипу.

Волокна сульфатной беленой целлюлозы влажностью 902 замораживают в герметизированном состоянии при о температуре -5 С в течение 45 мин, после чего подвергают их размолу до 19 ШР, Иэ.размолотой массы изготавливают образцы бумаги массой .

100+1 г/м так же, как и в предыдуz щих примерах.

Показатели качества волокнистого полуфабриката и изготовленных из него образцов бумаги по способу-прототипу (таблица, опыт. 16) сравнивают с аналогичными показателями волокнистого полуфабриката и бумаги, полученными по предлагаемому способу, Из.данных таблицы видно, что в предлагаемом способе необходимой является температура замораживания влажных целлюлозных волокон в преде- 4О лах от (-50) — (-55) С. При повышении температуры замораживания разрывная дрочность бумаги уменьшается (пример 1, опыт 4) в ðåзультате уменьшения диаметра волокон. 46

Падение температуры ниже (-55) С также приводит к уменьшению разрыв. Ной длины бумаги (пример. 1, опыт 5) из-за уменьшения диаметра волокон, однако это связано с отсутствием б0

Оптимального сочетания крупных и мелких пор. в структуре замороженной целлюлозы, Оптимальное время замораживания составляет 15-60 мин, так как при ..55

803 6 выходе эа нижний предел (пример 2, опыт 9) снижается разрывная прочност листа эа счет снижения диаметра волокон. Это связано с отсутствием оптимального сочетания крупных и мелких пор в структуре замороженной целлюлозы. уменьшается макропористость целлюлозы из-за недостатка времени для роста кристаллов, При выходе за верхний предел (прИмер 2, опыт 10) также снижается разрывная прочность бумаги иэ-за снижения диаметра волокон, что обусловлено уплотнением структурыцеллюлозы благодаря развитию процесса миграции воды.

Необходимой влажностью волокон, как следует из таблицы, являются значения 35-48Х, так как при выходе за нижний предел (пример 3, опыт 14) происходит снижение разрывной прочности бумаги из-эа уменьшения диаметра волокон. Этого количества замерзающей воды недостаточно7 для эффективного разрыхления и расширения .внутренней структуры целлюлозы, При выходе за верхний предел (пример 3, опыт.15) разрывная прочность бумаги снижается из-sa нарушения целостности макромолекул целлюлозы (снижается содержание о .-целлюлозы в волокнистом полуфабрикате), что связано с ростом внутренних напряжений.при замерзании избытка "механи" чески удерживаемой" воды.

Предлагаемый способ по сравнению со способом-прототипом, позволяет су щественно повысить механическую прочность бумаги (на 80 ).

Формула из о бр е тения

1 Способ подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги путем замораживания влажных целлюлозосодержащих волокон и последующего их размола в жидкой фазе, отличающийся тем, что, с целью. повышения механической прочности бумаги, замораживание целлюлозосодержащих волокон проводят при о о

-50 С до -55 С и влажности волокон

35-4ЯЖ, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что замораживание проводят в течение f5-60 мин, 1461803

Температура замо": раживания, С

Содержание е -целлюло9bI В ВОЛОК» нистом,полуфабрикате, 7.

Увеличение среднего диаметра волокон при полном набу хании, 7.

Разрывнаяя длина бумаги, м

Плотноств

-I бумаги, кг/м

Влаж, ность

Пример, опыт

Время замоцеллюлозы, раживания, мин

5000 800 33

5ООО 800 33

5000 795 ЗЗ

4500 790 28

82,0

81,5

82,1

81,6

-55

-53

-50

-45

81,8

-60

4650 795

82,0

82,5

82,0

82,1

ЗЗ

33

33

5000 780

5000 790

5000 785

4650 775

81;8

4400 795

81,6

81,5

82,0

82,0

33

33

33

5000 785

5000 800

5000 785

4750 790

-.5 3

72,0

4700 795

67,0

2750 780

45

Редактор Н,Киштулинец

Заказ 639/22

Тираж 330

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Пример 1

2

3 . 42

4 (контр.)

5 (контр,)

Пример 2

7

8 42

9 (контр.)

10 (контр.)

Пример 3

11 35

12 42

13 48

14 32 (контр.)

15 . 50 (контр.)

Способ по прототипу

16 90

Составитель А.Моносов

ТехРеД N.Коданич„ КоРРектоР С.ШекМаР

Способ подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги Способ подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги Способ подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги Способ подготовки волокнистого полуфабриката для изготовления бумаги 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной прснмышленности, в частности применяется при автоматическом управлении процессами непрерывного размола бз ажной массы, состоящей из нескольких волокнистых компонентов

Изобретение относится к бумажной промьштенности, а именно к автоматическому управлению технологическими процессами в отраслях народного хозяйства, где производятся листовые материалы на

Изобретение относится к технике автоматического управления технологическими процессами в целлюлозно-бумажной промышленности и может быгь также использовано в промышленности строительных материалов и химической промышленности

Изобретение относится к установкам для размола щепы и позволяет улучшить качество размола за счет улучшения равномерности термической обработки щепы

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для регулирования процесса размола в аппаратах непрерывного размола, например в дисковых мельницах

Изобретение относится к размолу целлюлозосодержащих волокнистых полуфабрикатов - целлюлозы и древесной массы при производстве различных видов бумаги и позволяет интенсифицировать процесс размола при сохранении качественных показателей бумаги

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и позволяет интенсифицировать процесс при-одновременном повышении механической прочности бумаги

Изобретение относится к целлюлознобумажному производству

Изобретение относится к способу обработки суспензии целлюлозной массы, включающему (i) стадию воздействия на волокна целлюлозы водного раствора марганцевого катализатора переходного металла и пероксида водорода при рН 6-13 и (ii) размол целлюлозы до достижения значения Шоппер-Риглер (SR) 10-90° и переработку полученной массы в бумагу, ткань или картон, причем марганцевый катализатор переходного металла присутствует в концентрации 0,0001-1 кг/тонну абсолютно сухой целлюлозы и пероксид водорода присутствует в концентрации 0,1-100 кг/тонну абсолютно сухой целлюлозы, предварительно готовят марганцевый катализатор переходного металла из моноядерного Mn(II), Mn(III), Mn(IV) или двухъядерного Mn(II)Mn(II), Mn(II)Mn(III), Mn(III)Mn(III), Mn(III)Mn(IV) или Mn(IV)Mn(IV) и лиганда переходного металла формулы (I): где: ; p=3; R независимо выбран из водорода, С1-С6-алкила, СН2СН2ОН, СН2СООН, и пиридин-2-илметила; R1, R2, R3 и R4 независимо выбраны из Н, С1-С4-алкила, С1-С4-алкилгидрокси. Изобретение также относится к применению водного раствора указанного марганцевого катализатора для повышения садкости волокон целлюлозы в процессе размола. Оптимизация условий обработки массы катализатором и пероксидом водорода для получения значения садкости (SR) полотна, изготовленного из обработанной массы, такова, что энергия, необходимая для механического перемешивания массы, снижается. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области подготовки растительного сырья, в частности к устройствам для сепарирования и фибриллирования древесноволокнистого полуфабриката, прошедшего стадию размола в ножевых размалывающих машинах, и может быть использовано как в целлюлозно-бумажной, так и в плитной промышленности. Устройство включает основание с отверстиями, выполненными в шахматном порядке, с чередующимися зубьями, одним зубом высотой 2,0-3,0 мм и углом при вершине 20-22° и двумя одинаковыми зубьями высотой 1,0-1,5 мм и углом при вершине 36-38°, при этом расстояние между осями отверстий равно 12-15 мм, а между осями и краем основания 15-17 мм. Конструкция сепаратора позволяет получать древесноволокнистый полуфабрикат не только однородного гранулометрического состава, но и с увеличенной за счет дополнительного фибриллирования удельной поверхностью волокна. 1 табл., 3 ил.
Наверх