192740. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás papíripari rostanyagok őrlésére
1 HU 192 740 A 2 A találmány tárgya olyan eljárás papíripari rostanyagok őrlésére foszforsavészter adalék alkalmazásával, mely az ismert eljárásokhoz képest nagyobb hatásfokkal és csökkentett energiaigénnyel rendelkezik. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott foszforsavészter adalékok az őrlés hatásfokának növelésére, az úgynevezett aprítási rezisztencia csökkentésére használhatók. Az őrlésre, aprításra fordított energia a termelési költségek jelentős részét képviselik. Különböző anyagok, így az ásványok, pigmentek, rostosanyagok (pL cellulóz) kellő finomságra történő megőrlése előnyökkel jár. Az őrlés finomsága azonban csak egy bizonyos értékig növelhető mechanikai módszerekkel, pl. az aprító-berendezés konstrukciójának megfelelő megválasztásával, ezen túlmenően az aprítási hatásfok értékét az aprítandó anyag minősége és szerkezete határozza meg. Az adott aprítógép és az őrlendő test minősége tehát megszabja az elérhető maximális aprítási fokot, amely további energia befektetéssel nem fokozható. Adott őrlési rendszer hatásfokának további növelése megfelelő segédanyagok használatával érhető el, vagy a megfelelő segédanyagok használatával adott aprítási fokot kisebb energia befektetéssel érünk el A papírgyártásnak egyik leginkább energiaigényes folyamata a papír anyagául szolgáló különféle rostosanyagok, így a cellulóz őrlése. Az őrlés minősége nagy befolyással van a papír tulajdonságára. Az őrlés elsődleges célja a rostkötegek szétbontása, fibrillálása, miáltal növekszik a fajlagos felület és ez elősegíti a papírszilárdság növekedését. A rostok őrlésfokának mérése Schopper-Riegler szerint történik (lásd Papíripari anyagvizsgálat. Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1980.) Az őrlés előrehaladásának jellemzésére négyféle őrlési pontot határoznak meg. Az első őrlési pont a kiindulási őröletlen rostos anyag, a második őrlési pont 25-30° SR (Schopper-Riegler fok), a harmadik őrlési pont 45-50° SR, a negyedik őrlési pont 60- 70°SR értéknél nagyobbat nem célszerű elérni. A papírgyártás nyersanyagául szolgáló rostosanyagok őrlése során arra kell törekednünk, hogy a cellulózrostok minél kisebb mértékben sérüljenek meg. Ez akkor érhető el leginkább, ha a harmadik őrlési pont eléréséhez szükséges energiát minél jobban csökkenteni tudjuk A papíriparban leggyakrabban használt őrlőberendezés a VaUey-hollandi (lásd Papíripari anyagvizsgálat, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1980.) A papíripari rostosanyagok őrlésére azonban mindez ideig nincs olyan segédanyag, amely az őrlést elősegítené, az őrlési energiát csökkentené. Különböző anyagok őrlése jelentősen elősegíthető, ha az őrlést nem szárazon, hanem valamennyi víz jelenlétében, vagy - ha ez lehetséges - vizes közegben folytatjuk le. E módszer különösen a nagy szilárdságú, de vízben jól nedvesedő anyagok például a kvarc esetében rendkívül eredményes. Nagy felületi szüárdságú vagy vízben korlátozottan nedvesedő anyagok őrlése esetén az őrlési rendszer hatásfokának további növelésére még f elületaktív anyagok alkalmazása is ismeretes. A papírgyártásnak egyik leginkább energiaigényes művelete a papír alapanyagául szolgáló különféle rostos anyagok pl. a cellulóz őrlése. Az őrlés minősége nagy befolyással van a papír tulajdonságaira. A papíripari rostos anyagok őrlésének célja a lapképzésre megfelelő méretű és alakú rostrészecskék előállítása, a rostok vízben való duzzadásának elősegítése, valamint a rostok felületén a rost-rost kapcsolat kialakítását lehetővé tevő fibrillák létrehozása. Segédanyagként ismeretesek a vízben oldódó makromolekulájú hidrofil kolloidok pL a karboxi-met il-cellulóz, a keményítő-származékok stb., amelyek befolyásolják az őrölt rost tulajdonságait, de ezek különösebben nem segítik elő a rostok hidratálódását, duzzadását, illetve az optimális rostméret és rost morfológiai kialakítását. Ezért a fenti anyagok nem tekinthetők őrlést intenzifikáló segédanyagnak A hidrofü kolloid anyagok papíripari alkalmazását ismerteti R. V. Touchette-L. C. Jennes, Tappi, 1960. Vol. 43. No 5. folyóiratban. A technika állásából kitűnik hogy a vizes közegben korlátozottan nedvesedő, nagy felületi szüárdságú anyagok őrlése elősegíthető az ún. Rehbinder-effektust adó, a szilárd felület /közeg határfelületén jól kötődő segédanyagokkal A vizes vagy egyéb közegben jól nedvesedő, általában kis felületi szilárdságú anyagok őrlésének intenzitek Találmányunkban azt tűztük ki célul, hogy a növényi rostos és hasonló tulajdonságú anyagok őrlési eljárásának javítására olyan módszert dolgozzunk ki, amelyben segédanyagot alkalmazunk. Meglepő módon azt tapasztaltuk hogy a célra segédanyagokként igen jónak mutatkoznak a poli(éteralkohol)-ok foszforsavészterei. A találmány tárgya tehát javított eljárás papíripari rostanyagok őrlésére. A találmányt az jellemzi, hogy a rostanyag, így ceüulóz - vagy ceüulóztartalmú anyag, tömegére számítva 0,01-5,0 tömeg% mennyiségű - 200-4000 molekulatömegű, 0,5-5,0 mólnyi poli(éteralkohol)-ból és 1 mól foszfor-pentoxidból, foszfortrikloridból vagy foszfor-oxi-kloridból előállított - foszforsavésztert vagy ennek fém- vagy ammonium, illetve aminsóit adagoljuk az elegyet legalább 5 percig homogenizáljuk majd rostszuszpenziót ismert módon őröljük Az őrlésnél az általunk használt vegyületeknek a hatása annál is inkább meglepő, mert őrlési művelet alkalmazása nélkül a vegyület bekeverésének semmüyen hatása nincs. Molekiüaszerkezete alapján elvileg felületaktív anyagnak minősül a vegyületcsalád a rostszuszpenzióknáL További nem várt hatás az, hogy egy üyen őrlési fokot az igen alacsony adagolási arány mellett érünk el Ezzel szemben a hidrofü koüoid segédanyagok éppen egy nagyságrenddel nagyobb adagolási mennyiség esetében biztosítanak mérhető eredményt. Tehát eljárásunk egy meglévő kielégítetlen igényt elégít ki olyan színvonalon, ahogy a nagy felületi szilárdságú anyagoknál a Rehbinder-effektust eredmé5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
