163366. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy fehérségi fokú cellulózpép előállítására magas hozammal papírgyártási célokra
3 163366 4 A találmány célkitűzéseihez tartozik magas foszlatási fokú és javított fehérségi fokú fapép előállítása, amelynek javul a stabilitása fénnyel és atmoszférikus oxigénnel szemben. A találmány további célkitűzéseihez tartozik jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező fapépek előállítása furnérhulladékból, mezőgazdasági hulladékanyagokból és tropikus fákból. A találmány szerinti eljárásra az jellemző, hogy lignincellulóz bázisú anyagot, főként keményfát a feldolgozandó anyagra számítva több, mint 0,1 súlyszázalék nátriumbórhidridet tartalmazó alkalikus oldattal kezeljük, az oldatot a lignincellulóz bázisú anyagtól elkülönítjük, majd mechanikai úton rostosítjuk, a rostosított anyagot pedig savas oldattal, célszerűen kéndioxid vizes oldatával kezeljük. A kezelésre felhasználható alkalikus oldat nátriumhidroxid, nátriumhidroxid és nátriumszulfit, nátriumszulfit és nátriumkarbonát vagy pufferolt nátriumszulfit vizes oldata lehet, a lúgos oldattal történő kezelést pedig környezeti hőmérséklettől kezdve kb. 150 C°-ig végezzük legalább 15 percig. Azt találtuk, hogy a lignincellulóz bázisú anyag a lúgos oldattal szobahőmérsékleten is kezelhető, majd a lúgos oldat leszívatása után és a rostosítás előtt a leszívatott anyagot vagy gőzfázisban 80—120 °C közötti hőmérsékleten főzzük, vagy nátriumszulfit vizes oldata jelenlétében, amely kb. 5 g/liter nátriumszulfitot tartalmaz, kb. 110 és 150 °C közötti hőmérsékleten kezeljük. A savas vizes oldattal történő kezelést közvetlenül a lúgos oldat leszívatása után végezzük és a kapott anyagot ezt követően kb. 80—180 °C közötti hőmérséklettartományban főzzük. A savas vizes oldattal történő kezelést alternatív módon kb. 110—150 °C közötti hőmérsékleten is foganatosíthatjuk, mielőtt a nyersanyagot a lúgos oldattal kezelnénk. A jelen találmánnyal elérhető számos előny közül elsősorban azt emeljük ki, hogy jó mechanikai tulajdonsággal és magas fehérségi fokkal rendelkező cellulózpép állítható elő anélkül, hogy további fehérítési műveletre szükség lenne. A nátriumbórhidrid felhasználásának kettős szerepe van: egyrészt megakadályozza az elszíneződést, másrészt a poliszaharidok véghelyzetű aldehid csoportjának redukciója útján — amely az alábbi egyenlettel jellemezhető 4 RCHO + NaBH4 + 2NaOH -4RCH 2 OH+ Na 3 B0 3 a cellulózpéphozam 10—20%-kal növelhető. A következő példákban a találmány szerinti eljárás részleteit közelebbről ismertetjük. 1. példa 100 g nyárfa furnér hulladékot (vastagsága 0,5—1 mm) 500 ml vizes oldattal kezelünk 100 °C-on 30 percig. A vizes oldat 20 g/liter nátriumhidroxidot és 4 g/liter nátriumbórhidridet tartalmaz. A fapépet és a folyadékot elválasztjuk, majd a kezelt faforgácsot laboratóriumi foszlató berendezésben rostosítjuk. A fapépet kéndioxid vizes oldatával semlegesítjük, majd szűrjük. Az oldatból felvett nátriumhidroxid és nátriumbórhidrid mennyisége az eredeti száraz fa kiindulóanyagra számítva 5 %, illetve 0,9%. A fapéphozam 94%, fehérségi foka 83 (Photovolt), foszlatási fok 600 ml C.S.F. A fapépből kész úton készített 60 g/m2 súlyú próbaívek szakadási hosszúsága 6700 méter, szakítási tényező-5 je 28 és tépőszilárdsága 40. A nyárfapépből a fenti eljárással előállított 60 g/m2 súlyú próbaívek szakadási hosszúsága 6000 méter, tépőszilárdsága 60, fehérségi foka 78 (Ph.). 10 2. példa 100 g nyárfafurnér hulladékot 110 c C-on 60 percig olyan vizes oldattal kezelünk, amely 10 g/liter nátriumhidroxidot, 10 g/liter nátriumszulfitot és 0,6 g/liter j5 nátriumbórhidridet tartalmaz. A fa/folyadék aránya 1/5. A feldolgozási műveletet az 1. példa szerint végezzük. A cellulózpépből előállított 60 g/m2 súlyú próbaívek szakadási hosszúsága 5100 méter, szakítási tényezője 2o 23, tépőszilárdsága 32, fehérségi foka 70 (Ph.). 3. példa 100 g vöröslucfenyő forgácsot 110 °C-on 2 óra hosszat _, olyan vizes oldattal kezelünk, amely 20 g/liter nátriumhidroxidot, 20 g/liter nátriumszulfitot és 4 g/liter nátriumbórhidridet tartalmaz. Ezután a feldolgozást az 1. példa szerint végezzük. A feldolgozott anyagból készített 60 g/m2 súlyú próba-n ívek szakadási hosszúsága 5000 méter, tépőszilárdsága 55 és fehérségi foka 68 (Ph.). 4. példa 100 g nyárfafurnér hulladék forgácsot 80 °C-on 1 óra hosszat olyan vizes oldattal kezelünk, amely 20 g/liter nátriumhidroxidot és 2 g/liter nátriumbórhidridet tartalmaz. A feldolgozást az 1. példa szerint végezzük. Az oldatból felvett nátriumbórhidrid mennyisége 0,4% (kiindulási száraz faanyagra számítva). 0 Az így nyert cellulózpépből készített próbaívek fehérségi foka 75 (Ph.), szakadási hosszúsága 6700 méter, tépőszilárdsága 47, szakítási tényezője 30. 5. példa 45 100 g nyárfaforgácsot szobahőmérsékleten 2 óra hosszat 1000 ml olyan vizes oldattal kezelünk, amely 20 g/liter nátriumhidroxidot és 2 g/liter nátriumbórhidridet tartalmaz. A folyadék mennyiségének 80%-át 50 elválasztjuk, majd a leszívatott forgácsokat gőzfázisban 110 °C-on 30 percig főzzük. A rostosítás után nyert cellulózpépet kéndioxid vizes oldatával megsavanyítjuk. Az oldatból felvett nátriumbórhidrid mennyisége 0,4% (kiindulási száraz faanyagra számítva). A cellulóz-55 péphozam 93 %. Az így előállított pépből készített 60 g/m2 súlyú próbaívek fehérségi foka 65 (Ph.), szakadási hosszúsága 5600 méter, tépőszilárdsága 35 és szakítási tényezője 22. 60 6. példa Az 5. példa szerinti műveletet megismételjük azzal a különbséggel, hogy a szobahőmérsékleten impregnált faforgácsot 110 °C-on 5 g/liter nátriumszulfitot tartal-65 mázó vizes oldattal kezeljük. A péphozam 92%. 2
