СПОСОБ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ ПЕЧАТНОЙ МАКУЛАТУРЫ Российский патент 2011 года по МПК D21C5/02 D21C9/10 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к переработке печатной макулатуры, преимущественно газетной, и может быть использовано в подготовке макулатурной массы при производстве газетной, оберточной бумаги и картона.

Известен способ удаления типографской краски из печатной макулатуры, согласно которому макулатурную массу распускают в гидроразбивателе, очищают, сгущают до концентрации свыше 10% и подвергают обработке в присутствии 3-5% NaOH от массы абсолютно сухого волокна при 70-98°С в течение 30 мин. После обработки макулатурную массу сгущают до концентрации 25%, а фильтрат вновь используют. Затем макулатурную массу промывают водой, сгущают до концентрации 10% и отбеливают в щелочной среде NaClO при 50-60°С в течение 30 мин и более. При обесцвечивании макулатуры с черной и цветной печатью по данному способу белизна макулатурной массы составляет 58-65% (см. патент ГДР №125610, кл. D21C 5/02, 1976).

К недостаткам известного способа относятся невысокая степень белизны макулатурной массы; высокие энергозатраты, т.к. после каждой стадии необходимо устанавливать сгущающее оборудование; высокая температура при обработке макулатурной массы щелочью; использование при отбелке NaClO. При применении для отбелки хлорсодержащих соединений в сточных водах образуются хлорорганические соединения, оказывающие вредное действие на окружающую среду.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ облагораживания макулатуры, включающий роспуск бумажной массы в гидроразбивателе и обработку ее химическими реагентами для отделения печатной краски от волокон. Затем частицы краски удаляют из полученной суспензии методом флотации.

Для повышения белизны облагороженной макулатурной массы ее подвергают отбелке. Роспуск бумажной массы проводят в присутствии щелочи и пероксида водорода (H₂O₂) или пероксида натрия (Na₂O₂), а для флотации применяют ПАВ и флотореагенты, в качестве которых используют мыла и жирные кислоты. Отбелку облагороженной макулатурной массы проводят гидросульфитом (см. Целлюлозно-бумажная промышленность. Экспресс-информация, 1974, №12). Данный способ принят за прототип.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является невысокая степень белизны макулатурной массы даже после отбелки (до 60%), при отбелке гидросульфитом нельзя достичь стабильной белизны. Кроме того, некоторые из жирных кислот, применяемых на стадии флотации, являются очень редкими и дорогостоящими, что удорожает процесс облагораживания печатной макулатуры.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - роспуск макулатурной массы; флотация в присутствии ПАВ; отбелка.

Задачей изобретения является повышение степени белизны макулатурной массы при сохранении механических показателей.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе облагораживания печатной макулатуры, включающем роспуск макулатурной массы, флотацию в присутствии поверхностно-активного вещества и отбелку, роспуск макулатурной массы проводят в присутствии Н₂О₂, NaOH, Na₂SiO₃, после роспуска выдерживают массу в течение 2 часов, при флотации в качестве поверхностно-активного вещества используют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна, а отбелку макулатурной массы проводят формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - роспуск проводят в присутствии H₂O₂, NaOH, Na₂SiO₃; после роспуска выдерживают массу в течение 2 часов; на стадии флотации в качестве ПАВ используют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна; отбелку макулатурной массы проводят формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.

Благодаря использованию на стадии флотации в качестве ПАВ сульфатного мыла и при отбелке макулатурной массы формамидинсульфиновой кислоты обеспечивается более высокая степень и стабильность белизны при сохранении механических показателей.

Сульфатное мыло - это побочный продукт сульфатной варки целлюлозы, представляющий сложную смесь Na-солей высших жирных и смоляных кислот, нейтральных и минеральных веществ.

Способ облагораживания печатной макулатуры осуществляется следующим образом.

Газетную макулатуру с исходной белизной 48,9% подвергают роспуску в дезинтеграторе в присутствии H₂O₂, NaOH, Na₂SiO₃. Щелочь вступает в реакцию со связующими веществами бумаги, особенно со связующим веществом краски и этим способствует отделению волокна от других присутствующих примесей. В состав химикатов для обработки макулатуры входили, кроме щелочи, пероксид водорода и силикат натрия. Щелочные растворы пероксида водорода эффективнее гидроксидов металлов с таким же рН. Помимо этого пероксид водорода оказывает отбеливающее действие, а также активизирует гидролиз и деполимеризацию белков, крахмалов и масел, которые представляют компоненты клеев и связующего вещества печатной краски. В результате разрушения связующих краски и пигменты отрываются от бумаги и переходят в суспензию. Силикат натрия необходим для стабилизации пероксида водорода. После роспуска макулатурную массу выдерживают для завершения химических реакций отделения частиц краски от волокна в течение 2 часов. Выдерживание массы более 2 часов может привести к обратному впитыванию краски в волокна вследствие повышения степени набухания волокон. Далее массу разбавляют водой, добавляют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна и подвергают флотации, при которой мелкое волокно и частицы краски всплывают на поверхность флотатора в виде пены. После удаления пены с поверхности флотатора облагороженную макулатурную массу сгущают, разбавляют водой до концентрации 4% и подвергают отбелке формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна, при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1.

40 г газетной макулатуры помещали в дезинтегратор, туда же приливали растворы химикатов в количестве, % от массы абсолютно сухого волокна: H₂O₂ - 3,0%; NaOH - 1,75; Na₂SiO₃ - 5%; остальное - вода до получения концентрации 5%. Роспуск макулатурной массы в дезинтеграторе проводили при температуре 40°С в течение 15 мин. Далее макулатурную массу выдерживали в течение 2 часов. По истечении 2 часов макулатурную массу разбавляли теплой водой с температурой 50°С до концентрации массы 0,8%, добавляли сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна и подвергали флотации в течение 10 мин при температуре 50°С. После снятия пены, содержащей частицы печатной краски и мелкое волокно, макулатурную массу сгущали на воронке Бюхнера. Затем смешивали с формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3%, добавляли воду до получения концентрации массы 4% и проводили отбелку при температуре 65°С в течение 60 мин. По окончании отбелки облагороженную и обесцвеченную массу промывали на воронке Бюхнера.

Пример 2.

Условия роспуска макулатурной массы, выдерживания и флотации аналогичны примеру 1. Отбелку макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой проводили при ее расходе 0,5% от массы абсолютно сухого волокна.

Пример 3.

Условия роспуска, выдерживания и флотации макулатурной массы аналогичны примеру 1. Отбелку макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой проводили при ее расходе 0,6% от массы абсолютно сухого волокна.

Показатели качества облагороженной макулатурной массы, полученной по примерам 1-3, приведены в таблице.

Таблица Показатели качества макулатурной массы Исходная макулатурная масса Расход формамидинсульфиновой кислоты, % от массы а.с. волокна 0,3 0,5 0,6 Выход, % - 85,3 83,0 82,1 Белизна, % 48,9 67,3 70,5 73,2 Разрывная длина, м 3900 3800 3800 3800 Примечание. Белизна макулатурной массы после флотации при использовании сульфатного мыла составила 59,4%

Использование предлагаемого способа облагораживания печатной макулатуры, по сравнению с прототипом, обеспечивает более высокую степень и стабильность белизны при сохранении механических показателей за счет использования на стадии флотации в качестве ПАВ сульфатного мыла, а также отбелки макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой.

Способ касается облагораживания печатной макулатуры. Способ включает роспуск макулатурной массы в присутствии H₂O₂, NaOH, Na₂SiO₃. После роспуска массу выдерживают в течение 2-х час и осуществляют флотацию в присутствии в качестве ПАВ сульфатного мыла в количестве 2% от массы абс. сух. волокна. Затем макулатурную массу отбеливают формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абс. сух. волокна при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин. Техническим результатом является повышение степени белизны макулатурной массы при сохранении механических показателей. 1 табл.

Способ облагораживания печатной макулатуры, включающий роспуск макулатурной массы, флотацию в присутствии поверхностно-активного вещества и отбелку, отличающийся тем, что роспуск макулатурной массы проводят в присутствии H₂O₂, NaOH, NaSiO₃, после роспуска выдерживают массу в течение 2 ч, при флотации в качестве поверхностно-активного вещества используют сульфатное мыло в количестве 2% от массы абсолютно сухого волокна, а отбелку макулатурной массы проводят формамидинсульфиновой кислотой при ее расходе 0,3-0,6% от массы абсолютно сухого волокна при рН 8-9, температуре 65°С в течение 60 мин.