Способ получения распушенной целлюлозы

Изобретение относится к лесной и целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для получения распушенной целлюлозы из древесины как хвойных, так и лиственных пород для получения гигиенических изделий разового пользования: подгузников и женских гигиенических прокладок. Способ осуществляют путем использования целлюлозы из лиственных или хвойных пород, отбеленной в одну стадию, с влажностью 5-9%, которую измельчают путем роспуска полотна аэродинамическим способом в течение 35-50 с на комбинацию волокон длиной 0,5-1,5 мм от 70 до 58% и волокон длиной более 1,5 мм от 30 до 42% для лиственных пород или от 68 до 55% волокон длиной 0,5-1,5 мм и от 32 до 45% волокон длиной более 1,5 мм для хвойных пород с последующим нанесением на поверхность распушенного слоя 1,5-2,0% водного раствора глицерина при соотношении объема водного раствора глицерина к объему распушенного слоя 1:13-16, соответственно, распылителем с углом наклона при распылении 90°, сушкой под давлением 1,0-2,0 атм в течение 3-7 мин при температуре 103-107°С с равномерной миграцией раствора глицерина по всему объему образца до влажности 5-7%. Техническим результатом заявленного изобретения является получение распушенного материала с отсутствием примесей, сохранением повышенной белизны продукта, снижением плотности, с повышением влагопоглощения для использования в разовых гигиенических изделиях. 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к лесной и целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для получения гигиенических изделий разового пользования (например, подгузников, женских гигиенических прокладок).

Из уровня техники известна композиция для получения распушенной целлюлозы по патенту RU 2641136 (МПК D21H 21/22, D21H 17/37, D21H 17/36, D21H 11/00, опубл. 16.01.2018, США). Композиция состоит из целлюлозы, связующего агента или связующего агента и разрыхлителя. Композицию получают на бумагоделательной машине в форме высушенного полотна с последующей обработкой поверхностно-активным веществом или без нее, измельчают в молотковой мельнице. В качестве связующего агента используют сверхабсорбирующий полимер. После получения пуха (распушенной целлюлозы) проводят испытания на фракционирование по размерам волокон, впитывающую способность, сжимаемость и жесткость, время поглощения жидкости. Несмотря на быстрое поглощение жидкости полученного пуха, композиция по патенту RU 2641136 содержит три компонента, а ее получение состоит из четырех стадий (получение полотна, добавка разрыхлителя (ПАВ), измельчение полотна на молотковой мельнице (получение пуха), добавка связующего агента (полимера)).

Из уровня техники известно получение южной хвойной целлюлозы низкой грубости (распушенной целлюлозы) по международной заявке на патент US 2019169799 (D21H 11/04; D21H 11/20; D21H 15/02; D21H 25/00; D21H 27/00; D21H 27/02, опубл. 06.06.2019, США), выбранной заявителем в качестве наиболее близкого аналога. Южная хвойная целлюлоза низкой грубости включает хвойную сосну, выращенную в южных регионах Соединенных Штатов. Южную хвойную целлюлозу низкой грубости получают окоркой, измельчением, крафт-варкой или любой, отбелкой, формованием в лист, обезвоживанием, сушкой. Высушенную целлюлозу связывают в кипы или скатывают в рулон. Продукт из древесины - сосны, выращенной в южных регионах Соединенных Штатов, по заявке US 2019169799 имеет хорошую прочность полотна и низкую базовую массу полотна. Существенными недостатками данного изобретения являются: две стадии отбелки диоксидом хлора по технологии ECF для достижения необходимой белизны, причем содержание остаточного хлора в готовом продукте не контролируется; высокое содержание длинных волокон 1,6-3,0 мм увеличивает плотность полотна, снижает пухлость и влагопоглощение.

Задачей заявленного технологического решения и его техническим результатом является получение распушенного материала с отсутствием примесей, сохранением повышенной белизны продукта (89,5% ISO) за счет использования одной стадии отбелки целлюлозы, снижением плотности, с повышением влагопоглощения для использования в разовых гигиенических изделиях (например, подгузниках, женских гигиенических прокладках).

Поставленная задача и результат достигается тем, что способ получения распушенной целлюлозы из полотна древесной целлюлозы влажностью 5-9%, состоящей из лиственных или хвойных пород, включает роспуск полотна аэродинамическим способом в течение 35-50 с. на комбинацию мелких волокон от 70 до 58% и крупных волокон от 30 до 42% для лиственных пород или от 68 до 55% мелких волокон и от 32 до 45% крупных волокон для хвойных пород, нанесение на поверхность распушенного слоя 1,5-2,0% водного раствора глицерина при соотношении объема водного раствора глицерина к объему распушенного слоя 1:13-16 соответственно распылителем с углом наклона при распылении 90°, сушку под давлением 1,0-2,0 атм. в течение 3-7 мин. при температуре 103-107°С с равномерной миграцией раствора глицерина по всему объему образца до влажности 5-7%.

Пример. Реализация способа осуществляется аэроформованием с использованием оборудования [патенты RU 2100508, RU 94043433]: со скоростью подачи полотна из лиственных, хвойных пород древесины 1,5 г/с, расходом потока воздуха 0,2 м3/с; со скоростью вращения лопаток ротора 30 м/с; удельным расходом энергии в диспергаторе 380 кДж/кг при производительности 50 т/день, с температурой в помещении 25°С, влажностью воздуха в помещении 75%, при влажности полотна для диспергирования 5-9%, а измельчение осуществляют путем роспуска полотна в течение 35-50 с. на комбинацию мелких волокон от 70 до 58% и крупных волокон от 30 до 42% для лиственных пород или от 68 до 55% мелких волокон и от 32 до 45% крупных волокон для хвойных пород с последующим нанесением на поверхность распушенного слоя 1,5-2,0% водного раствора глицерина при соотношении объема водного раствора глицерина к объему распушенного слоя 1:13-16 соответственно форсунками распылителя типа V-110-5 с углом наклона при распылении 90°, сушкой сформованного слоя под давлением 1,0-2,0 атм. в течение 3-7 мин. при температуре 103-107°С с равномерной миграцией раствора глицерина по всему объему образца до влажности 5-7%, которую подтверждают измерением влажности в 10 точках образца, для получения подгузников, женских гигиенических прокладок.

Остальные примеры, показывающие влияние режимных показателей, показаны в табл. 1.

Из сводной таблицы видно, что только заявленное древесное сырье, состоящее из лиственной целлюлозы с характеристиками: белизна 89,5% ISO, содержание смолы - следы, содержание остаточного хлора - 0,03 г/л, содержание лигнина менее 2%, влажность 5-9% или хвойной целлюлозы с характеристиками: белизна 88,4% ISO, содержание смолы - 0,5%, содержание остаточного хлора - 0,03 г/л, содержание лигнина менее 2%, влажность 5-9%, роспуск древесного сырья на волокна аэродинамическим способом в течение 35-50 с, обеспечивающий комбинацию мелких волокон от 70 до 58% и крупных волокон от 30 до 42% для лиственных пород или от 68 до 55% мелких волокон и от 32 до 45% крупных волокон для хвойных пород, нанесение на поверхность распушенного слоя 1,5-2,0% водного раствора глицерина при соотношении объема водного раствора глицерина к объему распушенного слоя 1:13-16 соответственно распылителем с углом наклона при распылении 90° и параметрами сушки после опрыскивания: давление - 1,0-2,0 атм., время - 3-7 мин, температура - 103-107°С, влажность после сушки - 5-7%, обеспечивают описанные выше задачи.

Из таблицы 1 видно, что лучшие показатели качества распушенной целлюлозы из лиственных пород древесины представлены в примере 1: влагопоглощение воды - 17,0 г/г, влагопоглощение 0,9% раствора NaCl - 10,8 г/г, получают при режиме роспуска целлюлозы влажностью до диспергирования - 5,0%, время диспергирования - 50 с, фракционный состав по длине волокон: 0,5-1,5 мм - 70%, более 1,5 мм - 30%, параметрами сушки распушенной целлюлозы: давление - 2,0 атм., время сушки - 3 мин, температура - 103°С, влажность после сушки - 5,0%. При использовании хвойной целлюлозы, пример 4: влагопоглощение воды - 16,5 г/г, влагопоглощение 0,9% раствора NaCl - 10,2 г/г, получают при режиме роспуска целлюлозы влажностью до диспергирования - 5,0%, время диспергирования - 50 с, фракционный состав по длине волокон: 0,5-1,5 мм - 68%, более 1,5 мм - 32%, параметрами сушки распушенной целлюлозы: давление - 2,0 атм., время - 3 мин, температура - 103°С, влажность после сушки - 5,0%. Следовательно, лучшие показатели распушенной целлюлозы при одинаковых условиях подготовки волокна и режимом диспергирования имеет целлюлоза из лиственных пород древесины.

Таким образом, в отличие от ближайшего аналога получения полотна, распушенная целлюлоза по заявленному способу имеет существенное преимущество в том, что для получения распушенной целлюлозы может быть использована как хвойная, так и лиственная порода древесины с отбелкой в одну стадию, а измельчение проводят путем роспуска полотна аэродинамическим способом на комбинацию мелких волокон от 70 до 58% и крупных волокон от 30 до 42% для лиственных пород или от 68 до 55% мелких волокон и от 32 до 45% крупных волокон для хвойных пород, что повышает пухлость и влагопоглощение распушенной целлюлозы. Обработка водным раствором глицерина способствует расщеплению мочи и отсутствию запаха в готовых изделиях (подгузники, женские гигиенические прокладки). В прототипе способ получения полотна имеет существенный недостаток в том, что в качестве сырья используется одна порода древесины - хвойная древесина, выращенная в южных регионах Соединенных Штатов, а отбелка производится в две стадии диоксидом хлора по технологии ECF для достижения необходимой белизны, причем содержание остаточного хлора в готовом продукте не контролируется. Высокое содержание в древесине длинных волокон увеличивает плотность бумаги, снижает пухлость и влагопоглощение.

Пример. Использование распушенной целлюлозы в одноразовых изделиях.

Как видно из таблицы 2, распушенная целлюлоза обеспечивает использование ее для получения гигиенических изделий разового пользования (подгузников, женских гигиенических прокладок), что подтверждает соответствие качеству указанных гигиенических изделий.

Способ получения распушенной целлюлозы из полотна древесной целлюлозы, отличающийся тем, что целлюлозу из лиственных или хвойных пород, отбеленную в одну стадию, с влажностью 5-9%, измельчают путем роспуска полотна аэродинамическим способом в течение 35-50 с на комбинацию волокон длиной 0,5-1,5 мм от 70 до 58% и волокон длиной более 1,5 мм от 30 до 42% для лиственных пород или от 68 до 55% волокон длиной 0,5-1,5 мм и от 32 до 45% волокон длиной более 1,5 мм для хвойных пород с последующим нанесением на поверхность распушенного слоя 1,5-2,0% водного раствора глицерина при соотношении объема водного раствора глицерина к объему распушенного слоя 1:13-16, соответственно, распылителем с углом наклона при распылении 90°, сушкой под давлением 1,0-2,0 атм в течение 3-7 мин при температуре 103-107°С с равномерной миграцией раствора глицерина по всему объему образца до влажности 5-7%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лесной и целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для получения распушенной целлюлозы из древесины хвойных и лиственных пород для получения гигиенических изделий разового пользования: бумажных полотенец, туалетной бумаги. Способ осуществляют путем использования целлюлозы, отбеленной в одну стадию из лиственных или хвойных пород с влажностью 15-20%, которую измельчают путем роспуска полотна целлюлозы аэродинамическим способом в течение 20-30 с на комбинацию волокон длиной 0,5-1,5 мм от 50 до 64% и волокон длиной более 1,5 мм от 50 до 36% для лиственных пород или от 55 до 68% волокон длиной 0,5-1,5 мм и от 45 до 32% волокон длиной более 1,5 мм для хвойных пород с последующей сушкой до влажности 5-7%.

Целлюлозные массы в соответствии с определенными вариантами осуществления содержат волокна поперечно-сшитой целлюлозы и имеют высокую степень белизны, химическую активность и собственную вязкость, и по этой причине могут быть хорошо пригодными для использования в качестве предшественников при получении малоокрашенных, имеющих высокую вязкость производных целлюлозы.

Изобретение относится к устройству (1) и способу производства нановолокон (5), в частности наноцеллюлозы (6), из смеси веществ (2) с волокнами (3, 4), для чего создается устройство (1), включающее в себя по меньшей мере один разгрузочный элемент (11) с разгрузочным отверстием (12) для прохождения смеси веществ (2) с волокнами; по меньшей мере одно подающее устройство (19) для подачи смеси веществ (2) с волокнами к разгрузочному элементу (11) с заданным рабочим давлением (15); по меньшей мере одно устройство позиционирования (18) для позиционирования разгрузочного элемента (11) и тем самым для распадения смеси веществ (2) с волокнами; подвижный блок обработки (7) напротив по меньшей мере одного разгрузочного элемента (11), в результате чего при прохождении смеси веществ (2) с волокнами (3) через разгрузочный элемент (11) формируется щелевидная зона обработки (16) между разгрузочным элементом (11) и частью поверхности подвижного блока обработки (7), на которую воздействует смесь веществ (10).

Изобретение относится к способу производства бумаги или картона. Способ производства бумаги или картона, включающий стадии, на которых получают волокнистое сырье, содержащее лигноцеллюлозные волокна и добавляют в волокнистое сырье удерживающую систему, содержащую катионный синтетический полимер, формируют из волокнистого сырья волокнистое полотно и сушат его, при этом микрофибриллированную целлюлозу, содержащую микрофибриллированную недревесную целлюлозу, полученную из овощей, фруктов, сердцевины растений и их смеси, добавляют в волокнистое сырье в качестве компонента удерживающей системы последовательно с катионным синтетическим полимером, где первую часть катионного синтетического полимера добавляют в густое сырье со степенью густоты ≥2% вес., а вторую часть катионного синтетического полимера добавляют в жидкое сырье.

Группа изобретений относится к способу получения растворимой целлюлозы с использованием древесного материала, а также к растворимой целлюлозе, полученной таким способом; способ включает следующие стадии: а) гидротермическая обработка древесного материала с использованием пара и/или воды; b) варка древесного материала, полученного на стадии а), с получением целлюлозной массы способом сульфатной варки, необязательно - с последующей стадией кислородной делигнификации; с) холоднощелочная экстракция (ССЕ; от англ.: cold caustic extraction) целлюлозной массы; и d) обезвоживание, промывка и прессование целлюлозной массы с получением целлюлозного продукта, содержащего углеводы.

Изобретение относится к получению бумаги, плит и картона. Способ включает добавление на мокрую часть бумагоделательной машины микрофибриллированной целлюлозы и по меньшей мере одной совместной добавки.

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа производства бумаги или картона. Получают бумагу или картон с массой в диапазоне 125–600 г/м2, предпочтительно, 150–210 г/м2, при этом проклеивающий агент для бумаги содержит малеинированное растительное масло и алкенилянтарный ангидрид (ASA), который добавляют в волокнистое сырье, включающее, по меньшей мере, 80 вес.% рециркулированного волокнистого материала, и характеризуется концентрацией кальция, по меньшей мере, 500 мг/л в пересчете на СаО.

Изобретение относится к производству бумажных или картонных изделий, имеющих по меньшей мере один слой, содержащий целлюлозу высокого выхода. Способ включает обеспечение композиции, содержащей по меньшей мере 50 мас.% целлюлозы высокого выхода от общего содержания целлюлозы, причем указанная целлюлоза высокого выхода получена при выходе древесины более 85%.

Изобретение относится к гофрированному фибровому картону, имеющему улучшенный предел прочности при сжатии и улучшенную ползучесть при сжатии, в частности при подвергании сильным циклическим изменениям влажности. Разработан гофрированный фибровый картон, содержащий целлюлозные волокна, который имеет по меньшей мере один из индекса геометрического растяжения в диапазоне от 32 до 65 Нм/г, индекса вязкости разрушения в диапазоне от 14 до 24 Джм/кг и индекса разрушающего усилия при сжатии кольца в диапазоне от 5 до 10 Нм/г, измеренных при ОВ 85%; причем целлюлозные волокна содержат смесь менее измельченных волокон, имеющих значение по Шопперу-Риглеру (ШР) в диапазоне от 15 до 28, и микрофибриллированных целлюлозных волокон, причем эта смесь содержит упомянутую микрофибриллированную целлюлозу в диапазоне от 1 до 5% по массе от сухого содержания целлюлозных волокон и упомянутый гофрированный фибровый картон содержит гидрофобную проклеивающую добавку.

Изобретение относится к производству волокнистых полуфабрикатов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве одноразовой посуды и при получении разных видов картона. Способ включает пропитку сечки мискантуса в растворе, содержащем гидроксид щелочного металла, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и стабилизатор при температуре не выше 70°С в течение 0,5-12 часов с последующим отделением пропиточного раствора.

Изобретение относится к лесной и целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для получения распушенной целлюлозы из древесины хвойных и лиственных пород для получения гигиенических изделий разового пользования, например бумажных полотенец. Описан способ получения распушенной целлюлозы для бумажных полотенец из древесной целлюлозы, отличающийся тем, что древесную целлюлозу, состоящую из лиственных или хвойных пород древесины, отбеленной в одну стадию, подвергают обработке ферментом BANZYME L90 в течение 5-10 мин при температуре 50°С с расходом фермента 0,05-0,2 г/кг целлюлозы, сушке до влажности 45-55%, далее измельчают путем роспуска целлюлозы аэродинамическим способом в течение 7-15 с, а процесс перемешивания и разделения аэровзвеси волокон целлюлозы осуществляют путем вращения лопаток ротора со скоростью 30 м/с с одновременным формированием однородного потока аэровзвеси целлюлозных волокон и поступлением его по массоподающему каналу на формующую сетку с образованием сформованного слоя волокон с комбинацией волокон длиной 0,5-1,5 мм от 20 до 30% и волокон длиной более 1, 5 мм от 70 до 80% для лиственных пород и волокон длиной 0,5-1,5 мм от 21 до 32% или волокон длиной более 1, 5 мм от 68 до 79% для хвойных пород, с последующим нанесением на поверхность сформованного слоя антибактериальной добавки в количестве 1,5 масс. % при содержании компонентов: водный раствор кластерного серебра - 0,5 масс. %, лимонной кислоты - 3,0 масс. %, пероксида водорода - 2,5 масс. % и дистиллированной воды - 94,0 масс. % распылителем с углом наклона при распылении 90° с последующей сушкой под давлением 1,0-2,0 атм в течение 1-3 мин при температуре 103-107°С с равномерной миграцией антибактериальной добавки по всему объему слоя до влажности 5-6,5%. Технический результат: получение распушенного материала с антибактериальной добавкой, с отсутствием примесей, сохранением повышенной белизны продукта (89,5% ISO) за счет использования одной стадии отбелки целлюлозы, с пониженной плотностью, повышенной впитывающей способностью, для использования в разовых гигиенических изделиях (например, бумажных полотенцах). 4 табл., 6 пр.
Наркология
Наверх