FI114486B - Menetelmä massan valkaisemiseksi paperin valmistamista varten käyttäen tioureadioksidia - Google Patents

Description

114486

Menetelmä massan valkaisemiseksi paperin valmistamista varten käyttäen tioureadioksidia

Tekniikan ala 5 Tämä keksintö koskee menetelmää massan valkaisemi seksi paperinvalmistusta varten käyttöpaikalla valmistetulla tioureadioksidilla (jäljempänä käytetään nimitystä TUDO) . Tarkemmin sanoen se kohdistuu taloudelliseen ja tehokkaaseen menetelmään valkaisun suorittamiseksi TUDO:11a, 10 jossa TUDO:a valmistetaan valkaisupaikalla ja valkaisu suoritetaan lisäämällä valmistettu TUDO-neste tai liete-TUDO massaan, tai jossa valkaisu suoritetaan samalla, kun TUDO:a valmistetaan massan pinnalla.

Tekninen tausta 15 Massan valkaisu paperinvalmistusta varten jaetaan karkeasti valkaisuun peroksidilla, valkaisuun klooria sisältävällä hapetusaineella ja valkaisuun pelkistysaineella ja näitä on käytetty riippuen massalajista ja käyttötarkoituksesta ottaen huomioon niiden valkaisuominaisuudet ja 20 -vaikutukset.

Valkaisua peroksidilla, jota edustaa H202, käytetään pääasiassa mekaanisen massan valkaisuun ja sanomalehtijä-tepaperin siistaukseen/valkaisuun johtuen sen valkaisuvai- « » · ; ,·, kutuksesta ligniiniä sisältävään massaan.

• · 25 Koska valkaisu klooria sisältävällä hapetusaineella • 1 • · on tehokas kemialliselle massalle, joka sisältää pienen i i · ·;;; määrän ligniiniä, valkaisu Cl2:lla, NaClO:lla tai C102:lla V 1 suoritetaan pääasiassa voimapaperimassan monivaiheisessa valkaisussa ja valkaisu NaClO:lla puuvapaan tai mekaanisen 3 0 jätepaperin valkaisussa. Esimerkiksi puuvapaan tai mekaa- * 1 « ! : nisen jätepaperin valkaisussa 12-%:ista NaClO-liuosta li- sätään massaan noin 8 %:n määrä laskettuna massan määrästä I · i

t } I

M ja sekoitetaan massan kanssa, jolloin valkaisu tapahtuu.

« t

Valkaisu pelkistysaineella on erinomainen väri- i · · : ‘ ’ 35 ainetyyppisten värjäysmateriaalien värinpoistossa, mutta 4 I > 2 114486 sillä on rajoitettu valkaisukyky verrattuna peroksidityyppisiin kemikaaleihin ja klooria sisältäviin kemikaaleihin ja se tuo mukanaan korkeat kustannukset. Näistä ja vastaavista syistä sitä on käytetty pääasiassa sellaisen me-5 kaanisen massan valkaisuun, joka vaatii alhaisen valkoi-suusasteen ja on määrä liittää sanomalehtipaperiin, sellaisen mekaanisen massan jälkivalkaisuun H202-valkaisun jälkeen, joka vaatii korkean valkoisuusasteen, ja sanomalehti jätepaperin jälkivalkaisuunH202-siistauksen/valkaisun 10 jälkeen. Yleensä ditioniiittiperheen Na2S204:a tai TUDO:a on käytetty pelkistysaineena. Näistä Na2S204:a on käytetty pääasiassa valkaisukyvyn, kemikaalikustannusten jne. vuoksi. Toisaalta TUDO on ditioniittityyppinen pelkistysaine, kuten Na2S204, ja sillä on yhtä suuri valkaisuvaikutus kuin 15 Na2S204:lla, mutta sitä ei ole usein käytetty, koska se tuo mukanaan korkeat kemikaalikustannukset.

TUDO-valkaisu on kuitenkin viime aikoina tuotu esiin NaClO-valkaisun korvikkeena puuvapaan tai mekaanisen jätepaperin valkaisussa ja Na2S204-valkaisun korvikkeena 20 sanomalehtijätepaperin jälkivalkaisussa H202-siistauk- sen/valkaisun jälkeen jätevesisaastutusongelman vuoksi, jota aiheuttavat orgaaniset klooriyhdisteet, joita edusta-vat dioksiinit, energiankulutusvaatimusten vuoksi, värin- • · · : t*t poistovaikutuksen vuoksi värinainetyyppisiin värjäysmate- • · · 25 riaaleihin jne.

• *

Muuten NaClO-valkaisu ei ole kallis ja sillä on ·;;· erinomainen värinpoistokyky väriainetyyppisten värjäysma- '·’ * teriaalien suhteen ja näin ollen puuvapaan tai mekaanisen jätepaperin valkaisussa NaClO-valkaisu on tätä ennen suo-30 ritettu menetelmällä, jota edustaa karkeasti seuraava: [Kuidutin] - [Liotus/siistaus] -[Pesu] M -[Vatkaus] - [NaClO-valkaisu] - [Pesu] ;* - [Paperinvalmistusvaiheet ] 35 3 114486

Kuitenkin johtuen ongelmasta, että tuotetaan orgaanisia klooriyhdisteitä sivutuotteina käyttämällä klooria sisältäviä kemikaaleja, on haluttu kehittää valkaisumenetelmä NaCl-valkaisun korvaamiseksi tarkoituksena välttää 5 sivutuotteiden tuottaminen. Korvaavina menetelminä NaClO-valkaisulle on tutkittu H202-valkaisua, Na2S204-valkaisua, TUDO-valkaisua jne. Näistä TUDO-valkaisua on alettu pitää lupaavana korvaamaan NaClO-valkaisu seuraavista syistä.

Ensiksi H202-valkaisulla on luonnostaan riittävä 10 valkaisuvaikutus luonnon pigmentteihin, mutta sillä on riittämätön värinpoistovaikutus väriainetyyppisiin vär-jäysmateriaaleihin, joita saadaan puuvapaiden tai mekaanisten jätepaperien joukossa olevista lehtisistä ja värillisestä puuvapaasta paperista. Tämän vuoksi se ei ole 15 riittävä korvaamaan NaClO-valkaisua.

Na2S204-valkaisulla on luonnostaan riittävä värinpoistovaikutus väriainetyyppisiin värjäysmateriaaleihin, mutta se on epäedullinen, koska se on altis ilmassa olevan hapen aiheuttamalle hapettavalle hajoamiselle. Tämän vuok-20 si se vaatii erikoisvalkaisulaitteiston, josta ilma on suljettu pois. Kun nykyisin käytetty NaClO-valkaisulait-teisto on suunnattu niin kuin se on, mitään tyydyttävää ,V. valkaisua ei voida suorittaa johtuen ilmassa olevan hapen ; t.\ vaikutuksesta. Tämän vuoksi Na2S204-valkaisu ei sovellu kor- 25 vaarnaan NaClO-valkaisua. Yksityiskohtiin puuttuen nykyään käytetyssä NaClO-valkaisulaitteistossa valkaisu suorite- * » * ·“* taan massan tilassa, jossa sillä on suhteellisen korkea V * konsistenssi PC 10 - 30 %. Tästä johtuen laitteisto kemi kaalien sekoittimesta valkaisutorniin on sijoitettu oleel-,,N* 30 lisesti ilmaan vapaasti aukeavaan systeemiin ja ilmassa oleva happi ehkäisee Na2S204:n valkaistuvaikutusta.

Toisaalta TUDO-valkaisulla on huomattava väriä i * » i t » .'h poistava vaikutus väriainetyyppisiin värjäysmateriaalei- ·; hin, kuten Na2S204-valkaisulla, ja TUDO: 11a on se ominai- | ’ : 35 suus, että se reagoi ilmassa olevan hapen kanssa hitaasti 4 114486 verrattuna Na2S204:iin. Silloinkin kun nykyään käytetty NaClO-valkaisulaitteisto on suunnattu niin kuin se on, hapettavasta hajoamisesta johtuva häviö on suhteellisen pieni ja samanlainen valkaisun valkoisuus kuin NaClO-val-5 kaisulla saavutetaan, voidaan saavuttaa valitsemalla sopiva TUDO:n käyttömäärä.

Jälkivalkaisuna sanomalehtijätepaperin H202-siis-tauksen/valkaisun jälkeen on käytetty pääasiassa Na2S204-valkaisua kemikaalikustannusten vuoksi. Tavanomainen valio kaisu Na2S204:lla suoritetaan alhaisen, PC 3 - 5 %:n massa-konsistenssin olosuhteissa ja 50 - 70 °C.-n lämpötilassa. Koska suuri määrä lämpöenergiaa vaaditaan lämpötilan säätämiseen 50 - 70 °C:seen alhaisella massakonsistenssilla, viime aikoina on alettu pyrkiä valkaisuun massan tilassa, 15 jolla on korkea, PC 10- 30 %:n konsistenssi energian säästämiseksi. Valkaisussa tilassa, jossa massalla on korkea konsistenssi, pyrkii tapahtumaan ilman aiheuttamaa saastumista, kuten edellä mainitun puuvapaan tai mekaanisen jätepaperin tapauksessa, ja tästä johtuen esiintyy on-2 0 gelma, ettei Na2S204-valkaisulla saada mitään tyydyttävää vaikutusta. Na2S204:n valkaisuvaikutuksen osoittamiseksi on ; V: välttämätöntä käyttää valkaisulaitteistoa, joka kykenee sulkemaan ilman pois ilman aiheuttaman hapettavan hajoami-: sen estämiseksi. Tässä tapauksessa huomattava laiteinves- *'.V 25 tointi on välttämätön.

**! Toisaalta, koska TUD0:lle tapahtuu suhteellisen vähän ilman hapen aiheuttamaa hapettavaa hajoamista, TUDO-' valkaisu soveltuu konsistenssiltaan korkean massan val kaisuun tavallisella laitteistolla samalla, kun saavute-30 taan energian säästöä.

: Koska TUD0:lle on tunnusomaista, että sille tapah- ,·)·. tuu suhteellisen vähän ilman hapen aiheuttamaa hapettavaa !,! hajoamista kuten edellä kuvattiin, sitä on alettu pitää '1' lupaavana korvaavana valkaisumenetelmänä puuvapaasta tai i 35 mekaanisesta jätepaperista peräisin olevan massan NaClO- S t 5 114486 valkaisulle tai siistaukselle ja Na2S204-valkaisulle sanomalehti j ätepaperin H202-siistauksen/valkaisun jälkeen.

Kuitenkin TUDO-valkaisulla on toisaalta seuraavat puutteet. Nykyinen TUDO-valkaisu suoritetaan käyttäen val-5 mistajan tuotteena valmistamaa pulverimaista TUDO:a ja tämän valkaisukäsittelyn kustannukset ovat korkeat seuraa-vista syistä. Ensinnäkin TUDO-pulveria saadaan antamalla tio-urealiuoksen reagoida H202-nesteen kanssa ja puhdistamalla saatu TUDO-neste ja sen jälkeen väkevöimällä ja kui-10 vaarnalla. Tässä tapauksessa kallis laitteisto reaktiota, puhdistusta, väkevöintiä ja kuivausta varten on välttämätön ja tarvitaan suuri määrä energiaa reaktion hallitsemiseen ja puhdistukseen, väkevöintiin ja kuivaukseen. Lisäksi osa TUDO:sta hajoaa ja menetetään reaktio- ja kaupal-15 listamismenettelyjen aikana ja tästä johtuen kemikaalin tuotantokustannukset itsessään ovat hyvin korkeat. Toinen ongelma on, että kun pulverimaista TUDO:a liuotetaan val-kaisupaikalla ja lisätään massaan, ilmassa olevan hapen vaikutus aiheuttaa sen aktiivisen aineosan häviötä ha-20 joamalla sen liuotuksen aikana sekoittamalla ja sen massaan sekoittamisen aikana, joten valkaisuvaikutus pienenee j*;': yhtä paljon.

Näin ollen TUDO-vai kai sun käsittelykustannukset • · : .*, ovat korkeat johtuen aikaisemman tekniikan kalliin TUDO- 25 tuotteen käytöstä. Lisäksi TUDO-tuotteen kuljetuksen, va- • · rastoinnin ja käytön aikana sen häviötä aiheuttaa ilmassa )“ olevan hapen aikaansaama vähittäinen hapettava hajoaminen.

* » · '·’ ‘ Tämän vuoksi valkaisuteollisuudessa toivotaan TUDO-val- kaisumenetelmää, jossa ei ole edellä esitettyjä puutteita t 30 ja jota on helppo soveltaa ja harjottaa käyttöpaikalla.

: : Keksinnön kuvaus Tämän keksinnön eräänä tavoitteena on saada aikaan * * » TUDO-valkaisumenetelmä, joka aiheuttaa vain vähäisen kerni- ;* kaalien häviön, kuluttaa vain pienen määrän energiaa, jol- ; V 35 la on merkittävä valkaisuvaikutus ja joka on teollisesti > » · 6 114486 hyödyllinen puuvapaasta tai mekaanisesta jätepaperista peräisin olevan massan NaClO-valkaisun tai -siistauksen korvikkeena, Na2S204:lla tapahtuvan jälkivalkaisun korvikkeena sanomalehtijätepaperin H202-siistauksen/valkaisun 5 jälkeen, tai menetelmä erilaisten jätepaperien, mekaanisen massan, voimapaperimassan jne. valkaisemiseksi. Tämän keksinnön toisena tavoitteena on saada TUDO:a valkaisua varten alhaisin kustannuksin valkaisupaikalla.

Koska TUDO:a valmistetaan pääasiassa antamalla 10 tiourean (lyhennettynä TU) reagoida peroksidin kanssa ja massan käytännön valkaisussa käytetty TUDO-määrä ei ole kovin suuri, tämän keksinnön tekijät otaksuivat, että val-kaisukustannuksia voidaan voimakkaasti pienentää sekoittamalla TU: aa ja peroksidia valkaisupaikalla TUDO-nesteen 15 tai liete-TUDO:n valmistamiseksi ja lisäämällä TUDO-neste tai liete-TUDO massaan tai lisäämällä TU:aa ja peroksidia massaan ja suorittamalla TUDO-valkaisu samalla, kun tuotetaan TUDO:a massan pinnalla. Niiden olosuhteiden löytämiseksi, joissa sekundaarisilla tuotetuilla materiaaleilla, 20 joita todennäköisesti syntyy paikan päällä tapahtuvassa tuotannossa ja joissa reagoimattomilla materiaaleilla ei ole epämieluista vaikutusta valkaisuun, tämän keksinnön •V. tekijät tutkivat vakavissaan, ottaen huomioon TU:n reak- : tiivisuuden peroksidien kanssa, TUDO:n stabiilisuutta, /·[ 25 käyttöpaikalla tapahtuvan valkaisun laitteiston tilaa, * * ”! TUDO-vaikaisun suoritusolosuhteita ja havaitsivat sen seu- ’ « · rauksena seuraavaa: kun tuotetun TUDO:n määrä on tavaili -' sella valkaisuun käytetyllä TUDO-määrän alueella, TUDO:aa voidaan helposti tuottaa pienin kustannuksin valkaisupai-30 kalla sekoittamalla TU: aa ja peroksidia tai TU:aa, perok-sidia ja reaktiokatalyyttiä tai TU:aa, peroksidia, reak-tiokatalyyttiä ja kelatointiainetta keskenään; tuotetun 1.’ TUDO: n valkaisuvaikutukseen ei liity mitään ongelmaa; tuo tettu TUDO sekoitetaan massaan, kun se on liuostilassa ja ; \: 35 tämän seurauksena tuskin menettää aktiivista aineosaansa 7 114486 ilmassa olevasta hapesta johtuen; tämän vuoksi TUDO-val-kaisu voidaan suorittaa alhaisin valkaisukustannuksin. Näin ollen tämä keksintö on toteutettu.

Paras tapa keksinnön suorittamiseksi 5 Toisin sanoen tämä keksintö on menetelmä paperin valmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi tiou-readioksidilla, joka on saatu paikan päällä tapahtuvalla valmistuksella, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että sekoitetaan keskenään tioureaa ja peroksidia tai tioureaa, 10 peroksidia ja reaktiokatalyyttiä, joka koostuu minkä tahansa ryhmän IV, V ja VI alkuaineen oksohaposta tai sen suolasta, tioureadioksidinesteen valmistamiseksi, lisätään valmistettu neste massaan suoraan puhdistamatta ja erottamatta tioureadioksidia ja suoritetaan täten valkaisu.

15 Lisäksi tämä keksintö koskee menetelmää massan val kaisemiseksi TUDO-nesteellä, joka on valmistettu TU:sta ja peroksidista, tai menetelmää TU:n ja peroksidin lisäämiseksi massaan erikseen ja massan valkaisemiseksi samalla, kun TUDO:a muodostetaan massan pinnalla.

20 On hyvin tunnettua, että peroksidin reaktio TU:n kanssa tuottaa TUD0:a. Kun valmistettua TUDO:a käytetään valkaisuun, pulveroitua TUDO-tuotetta, joka on saatu puh-distamalla ja erottamalla TUDO reaktioliuoksesta ja sen • · · jälkeen kuivaamalla ja pulveroimalla, on tätä ennen käy-25 tetty ottaen huomioon reagoimattomien materiaalien ja tuo- • » tettujen sekundaaristen materiaalien läsnäolo, reaktion * * * saanto jne. Tämä keksintö on kuitenkin tehnyt mahdollisek-' si valkaista massaa lisäämällä TU:n ja peroksidin reak- tioliuos massaan suoraan puhdistamatta ja erottamatta iit’j* 30 TUDO: a reaktioliuoksesta. Tämä keksintö on myös tehnyt mahdolliseksi valkaista massaa samalla, kun tuotetaan TUDO:a massan pinnalla, sekoittamalla keskenään TU:aa, pe-M roksidia ja massaa. Tämä keksintö tekee mahdolliseksi yhtä ;*’ hyvän tai paremman valkaisun kuin se, joka saavutetaan | 35 käyttäen TUDO-tuotetta, joka on saatu puhdistamalla, erot- 8 114486 tamalla ja kuivaamalla ja pulveroimalla. Näin ollen voidaan jättää pois puhdistus-, erotus-, kuivaus- ja pulve-rointivaiheet, kuljetus jne., joten tämä keksintö voi saada aikaan erittäin halvan TUDO-valkaisumenetelmän.

5 Pelkästään antamalla peroksidin vaikuttaa TU:aan saadaan TUDO:a, mutta niiden reaktio ei ole riittävä, joten TUDO:n saanto tuotteena on jonkin verran alhainen. Tämän vuoksi vaaditaan suuri määrä TU:aa ja peroksidia riittävän valkaisuvaikutuksen saamiseksi. Tässä keksinnös-10 sä tuotteen saantoa nostetaan merkittävästi reaktiokata-lyytin pienen määrän läsnäololla, jolloin lähestytään teoreettista saantoa niin, että voidaan suorittaa tyydyttävämpi valkaisu.

Vaikka reaktiokatalyytin läsnäolo ei vaikuta mer-15 kittävästi itse valkaisureaktioon, se aiheuttaa joissakin tapauksissa vähäisen värjäytymisilmiön. Tässä tapauksessa kelatointlaineen samanaikainen käyttö vähentää värjäytymistä ja lisää saantoa niin, että voidaan suorittaa tyydyttävämpi valkaisu.

20 TUDO:n valmistusmenetelmänä tunnetaan US-patentissa 2 783 272 menetelmä, jossa valmistetaan TUDO:a antamalla peroksidin vaikuttaa TU:n vesiliuokseen samalla, kun reak- » · tioliuoksen pH pidetään välillä 2 - 6. Tässä patentissa « * < ! TUDO:n saanto tuotteena on alhainen, joten tarvitaan suu-

» I I

* · · 25 ria määriä TU:aa ja peroksidia lähtöaineina. Menetelmänä • « *·;’ saannon lisäämiseksi ammoniumbikarbonaatin lisäämistä i t t ···! reaktioliuokseen on ehdotettu tarkastetussa JP-patentti-

% * I

V · julkaisussa nro 58-39155. Esillä olevan keksinnön tekijöi den tutkimuksen tuloksena ei kuitenkaan merkittävää saan-ν’ 3 0 toa lisäävää vaikutusta voitu saada edellä esitetyllä me- netelmällä.

Massoina, joihin esillä olevan keksinnön valkaisuni menetelmää voidan soveltaa, esitetään esimerkkinä korkea- saantoinen massa, joka vaatii alhaisen valkoisuusasteen ja 35 jota on määrä liittää esimerkiksi sanomalehtipaperiin, * · » 114486 9 korkeasaantoinen massa, joka on jo valkaistu H202:lla ja joka vaatii korkean valkoisuusasteen ja jota on määrä liittää puuvapaaseen tai mekaaniseen paperiin, sanomalehti jätepaperimassa, joka on jo siistattu/valkaistu H202:lla, 5 puuvapaa tai mekaaninen jätepaperimassa ja puolivalkaistu kemiallinen massa. Yleensä mainittu valkaisumenetelmä on sovellettavissa myös massaan, joka on valkaistu Na2S204:lla tai TUDO:11a, ja massaan, joka on valkaistu H202 :lla tai NaClO:11a.

10 Lisäksi tämän keksinnön menetelmä on sovellettavis sa ei vain massan valkaisuun, vaan myös aloille, joilla suoritetaan Na2S204- tai TUDO-käsittelyä, kuten kuidun vär-jäykseenä tai valkaisuun.

TU:aa käytetään tässä keksinnössä kiinteässä tilas-15 sa tai lietteen tai vesiliuoksen muodossa ja TU:n määrä valitaan riippuen tarvittavasta TUDO-tuotteen määrästä. Käyttöpaikalla tapahtuvaan TUDO:n valmistukseen TU:aa käytetään käytännössä 1 - 100 g-.n, edullisesti 7-40 g-.n määrä litraa kohti tuotettavaa TUDO-nestettä. Kuitenkaan 20 mitään erityistä ongelmaa ei aiheuteta silloinkaan, kun TU:n määrä on edellä mainitun alueen ylä- tai alapuolella.

Kun TU:a lisätään massaan sellaisenaan ja massa valkais-taan samalla, kun TUDO: a valmistetaan massan pinnalla, • 0,03 - 1,8 paino-%:n määrä absoluuttisen kuivasta massasta • * · 25 laskettuna riittää käytetyksi TU-määräksi, sillä valkai- • · **; suun vaadittu TUDO-määrä on yleensä 0,05 - 2,5 % laskettu- ···* na massan täysuunikuivasta painosta.

♦ * · ’·’ ‘ Tässä keksinnössä käytettynä peroksidina voidaan käyttää erilaisia epäorgaanisia tai orgaanisia perokside-30 ja, kuten H202:a, Na202:a, peretikkahappoa, permuurahaishap-poa ja erilaisia H202:n additioyhdisteitä ja niiden vesi- • \ liuoksia. Edullisesti käytetään H202: a .

I.; Peroksidia käytetään määrä, joka vastaa TU:n määrää *;·’ ja sen käyttömäärä on sellainen, että peroksidin moolisuh- : 35 de 100-%:isena H202:na TU:aan on 1,0 - 3,0, edullisesti 10 114486 1,5 - 2,0. Kun peroksidia käytetään määrä, joka on yli edellä mainitun alueen, ylimäärin oleva peroksidi reagoi tuotetun TUD0:n kanssa niin, että tuotettu TUDO hajoaa häviten pois. Kun peroksidia käytetään määrä, joka on alle 5 edellä mainitun alueen, reagoimattoman TU:n määrä kasvaa niin, että aiheutetaan yhtä suuri häviö.

Tässä keksinnössä käytettynä reaktiokatalyyttinä käytetään ryhmän IV, V tai VI alkuaineen oksohappoa tai sen suolaa. Tyypillisiä esimerkkejä reaktiokatalyytistä 10 ovat wolframin, molybdeenin, vanadiinin, seleenin ja titaanin erilaiset oksohapot ja niiden suolat. Suoloihin kuuluvat suolat alkalimetallien, maa-alkalimetallien kanssa, ammoniumsuolat jne. Käytetään ainakin yhtä edellä esitetyistä yhdisteistä. Esimerkiksi wolframihappoon ja sen 15 suoloihin kuuluvat H2W02 ja sen natriumsuola, kalsiumsuola ja ammoniumsuola jne. Molybdeenihappoon ja sen suoloihin kuuluvat H2Mo04, H2Mo207, H6Mo7024 ja niiden natriumsuolat, kalsiumsuola, ammoniumsuolat jne. Vanadiinihappoon ja sen suoloihin kuuluvat HV03, H3V04, H4V207 ja niiden natriumsuo-20 lat, kalsiumsuolat, ammoniumsuolat jne. Seleenihappoon ja sen suoloihin kuuluvat H2Se04 ja sen natriumsuola, kalsium-suola ja ammoniumsuola jne. Titaanihappoon ja sen suoloi-hin kuuluvat H2Ti03, H4Ti04 ja niiden natriumsuolat, kal-siumsuolat, ammoniumsuolat jne.

25 Käytetty katalyyttimäärä vaihtelee riippuen kata- • · ·;’ lyytin moolimassasta ja TUDO:n määrästä, joka vaaditaan valmistettavaksi, vaikka TUDO-nesteen tapauksessa, joka v * saadaan käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella, määrä on 1 - 2 000 mg, edullisesti 5 - 200 mg/1 valmistettavaa t 30 TUDO-nestettä. Kun TU:aa, H202:a ja katalyyttiä lisätään massaan sellaisenaan ja massa valkaistaan samalla, kun Λ TUDO:a valmistetaan massan pinnalla, katalyyttiä käytetään M 1 x 10'6 - 0,5 %, edullisesti 5 x 10~6 - 5 x 10~2 % lasket- I f ;· tuna täysuunikuivan massan painosta.

t I

11 114486 Tässä keksinnössä käytettynä kelatointiaineena käytetään vähintään yhtä jäsentä, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat aminokarboksylaattityyppiset kelatointiai-neet, polyfosforihappotyyppiset kelatointiaineet ja amino-5 alkyylifosforihappotyyppiset kelatointiaineet, joita edustaa seuraava kaava (I): (X203PCH2)2-N· { (CH2) m * N CH2 P03X2 } n. CH2 Ρ03Χ2 (I) 10 jossa X on vetyatomi, ammoniumryhmä tai aikaiimetaili, m on kokonaisluku 2 - 3 ja n on kokonaisluku 0 tai 1-3.

Erityisesti aminokarboksylaattityyppisiin kela- tointiaineisiin kuuluvat etyleenidiamiinitetraetikkahappo 15 (EDTA), dietyleenitriamiinipentaetikkahappo (DTPA), N-hyd- roks ietyylietyleenidiamiini-Ν,Ν' ,N"-trietikkahappo (HEDTA), nitrilotrietikkahappo (NTA), sykloheksaanidi- amiinitetraetikkahappo (CyDTA), niiden suolat jne.; amino- alkyylifosforihappotyyppisiin kelatointiaineisiin kuuluvat 20 aminotrimetyleenifosfonihappo (ATMP), etyleenidiamiinitet- rametyleenifosfonihappo (EDTMP), dietyleenitriamiinipenta- me ty 1 eeni f os f onihappo (DTPMP) , propyleenidiamiinitetrame- tyleenif osf onihappo (PDTMP) , dipropyleenitriamiinipentame- ; tyleenif osf onihappo (DPTPMP) , niiden suolat jne.; ja poly- • · * "!.* 25 fosforihappotyyppisiin kelatointiaineisiin kuuluvat pyro- • * "l fosforihappo, tripolyfosforihappo, trimetafosforihappo, * » · *;;; tetrametafosforihappo, heksametafosforihappo, niiden suo- * » · 5·! ‘ lat jne .

Käytetty kelatointiaineen määrä vaihtelee riippuen 30 kelatointiaineen moolimassasta ja vaaditusta TUD0:n val-: mistusmäärästä, vaikka kun kyseessä on käyttöpaikalla ta- • pahtuvalla valmistuksella saatu TUDO-neste, määrä on 5 - 4 000 mg, edullisesti 20 - 1000 mg/1 valmistettavaa TUDO-nestettä. Kun TU:aa, H202 ;a, reaktiokatalyyttiä ja kela-; '/ 35 tointiainetta lisätään massaan sellaisenaan ja massa vai- 12 114486 kaistaan samalla, kun TUDO:a valmistetaan massan pinnalla, kelatointlainetta käytetään 5 x 10'6 - 1,0 %:n, edullisesti 20 x 10"6 - 0,25 %:n määrä laskettuna täysuunikuivan massan painosta.

5 Vaikka liuoksen pH:ta TUDO:n valmistuksessa ei tar vitse erityisesti säätää, se säädetään edullisesti välille 1-4, edullisemmin välille 2-3 reaktion päätyttyä.

Seuraavaksi, jotta TUDO-valkaisulla saataisiin tyydyttävä valkaisuvaikutus, on yleensä edullista säätää pH 10 alkuvalkaisussa suunnilleen välille 9-11. Kun massan pH on tämän alueen ulkopuolella, käytetään tavallisesti menetelmää, jossa pH säädetään TUDO-valkaisulle edulliseen pH-arvoon lisäämällä etukäteen alkaalista ainetta massaan. Toisena menetelmänä on myös mahdollista säätää pH alkuval-15 kaisussa arvoon 9 tai yli sen lisäämällä alkaalista ainetta TUDO-nesteen valmistushetkellä ja massan valkaisuhet-kellä samalla, kun tuotetaan TUDO:a massan pinnalla.

Alkaalisiin aineisiin kuuluvat tässä tapauksessa esimerkiksi vahvasti emäksiset alkaaliset aineet, kuten 20 natriumhydroksidi yms., niiden vesiliuokset, heikosti emäksiset alkaaliset aineet, kuten natriumkarbonaatti, natriumboraatti , natriumsilikaatti, natriumfosfaatti, nat- riumpolyfosfaatti yms., ja niiden vesiliuokset. Mitä ta- : ,·, hansa alkaalista ainetta voidaan käyttää sikäli kuin se on • · » 25 yhdiste, jolla on alkaalinen vaikutus.

Käytetty alkaalisen aineen määrä vaihtelee riippuen ·;;* massan pH-tilasta ja käytetyn alkaalisen aineen alkaali- "·' ’ suudesta ja alkaalista ainetta käytetään sellainen määrä, että pH-arvoksi alkuvalkaisureaktiossa tulee 9 - 11. Kun 30 valkaistavan massan pH on jo välillä 9-11, tai kun mas-san pH on säädetty etukäteen ja erikseen TUDO-valkaisua varten, edellä esitetty alkalin lisäysmenettely ei ole ♦ » » tarpeen.

♦ t

Seuraavaksi laitteiston kemikaalien sekoittamiseen 35 ja reagointiin TUDO-nesteen valmistusta varten ja lait- 13 114486 teistona kemikaalien sekoittamiseen massan kanssa voidaan käyttää mitä tahansa laitteistoa, mikäli ne tekevät mahdolliseksi tasaisen sekoitusreaktion ja kemikaalien tasaisen ja nopean diffundoitumisen massaan ja käytössä on ta-5 vanomaisen laitteiston, kuten kemikaalien sekoitussäiliön, staattisen sekoittimen, linjassa olevan sekoittimen, vat-kaimen, diffusöörin, kaksoisroottorisekoittimen jne. yhdistelmä .

Kun kyseessä on menetelmä TUDO-nesteen valmistami-10 seksi, on mietitty menetelmää, jossa varastoidaan valmistettua TUDO-nestettä varastosäiliössä ja lisätään nestettä massaan vähitellen massan valkaisemiseksi; ja menetelmää, jossa samalla, kun valmistetaan TUDO-nestettä jatkuvasti käyttäen staattista sekoitinta, linjassa olevaa sekoitin-15 ta, kaskadityyppistä kemikaalien sekoitusreaktiokonetta jne., massaa valkaistaan lisäämällä TUDO:a massaan jatkuvasti. Kumpaa tahansa näistä menetelmistä voidaan käyttää.

Jäähdytys ei ole aina välttämätön TUDO-nesteen valmistukseen, vaikka koska se on eksoterminen reaktio, val-20 mistus voidaan edullisesti suorittaa samalla, kun reaktio-liuos jäähdytetään 5 - 80 °C:seen, edullisemmin 20 - 60 °C.-seen ja suojaten N2-kaasulla tai C02-kaasulla ilmassa ,V. olevan hapen aiheuttaman saastutuksen estämiseksi.

Seuraavaksi mitä tulee massan muihin valkaisuolo- ”,V 25 suhteisiin kuin käytettyihin kemikaalimääriin ja niiden * · ”j sekoitusmenetelmään ja lisäysmenetelmään, valkaisu suori- • t * ···* tetaan tavanomaisissa Na2S204-valkaisuolosuhteissa tai TUDO- • tt » · i * valkaisuolosuhteissa.

Esimerkiksi massan konsistenssi, joka on sovellet- i 30 tavissa valkaisuun, on alhaisista, PC 3 - 5 %:n konsis-tensseista tavanomaisella Na2S204-valkaisulla korkeisiin, PC Λ 20 %:n tai suurempiin konsistensseihin viimeaikaisella M TUDO-valkaisulla. Vaikka valkaisulämpötila riippuu massa- *;·’ lajista ja valkaisun tarkoituksesta, se on tavallisesti ! ' ; 35 huoneenlämpötila tai korkeampi, edullisesti 40 - 100 °C, 14 114486 ja valkaisuaika on 5 minuuttia tai pitempi, edullisesti 30 - 120 minuuttia. Nämä olosuhteet valitaan riippuen mas-salajista, valkaisun tarkoituksesta ja valkaisulaitteiston muodosta ja tilasta eivätkä näin ollen ole kriittisiä.

5 Tässä keksinnössä hyödylliseksi valkaisulaitteis- toksi soveltuu mikä tahansa laitteisto, mikäli se on tavanomaista tyyppiä oleva laitteisto, jota käytetään Na2S204-valkaisuun, TUDO-vaikaisuun, NaClO-valkaisuun tai H202-val-kaisuun.

10 Tämä keksintö tekee mahdolliseksi merkittävän val- kaisukustannusten alentamisen verrattuna tavanomaiseen menetelmään, jossa valkaisu suoritetaan ostamalla kallista TUDO-tuotetta, koska tämä keksintö on menetelmä, jossa käytetään suhteellisen halpaa erillistä TU:aa ja peroksi-15 dia TUDO:n lähtöaineina, se ei vaadi kallista laitteistoa, tuottaa TUDO:a pääasiassa käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella ja käyttää TUDO:a valkaisuun ilman TUDO:n puhdistusta ja erottamista. Lisäksi tämän keksinnön menetelmän mukaisesti käsittelykustannuksia voidaan voimakkaasti 20 alentaa ei vain massan valkaisussa vaan myös aloilla, joilla suoritetaan TUDO-käsittelyjä, kuten kuidun värjäys- :V: tä ja valkaisua.

.’·* Esimerkit * * · > · : ,·, Tätä keksintöä valaistaan seuraavassa yksityiskoh- • I · I ) ) · t<*.< 25 taisemmin esimerkein ja vertailuesimerkein. On tarpeetonta

• I

“! sanoa, etteivät seuraavassa kuvatut esimerkit rajoita tätä * keksintöä millään tavoin. Yksityiskohdat esimerkeissä ja • » · ‘ vertailuesimerkeissä koskien kemikaalien väkevyyksiä, val koisuutta, massalajin lyhenteitä jne., ovat seuraavat.

3 0 1. Kemikaalien väkevyydet » * » g/1, kun kyseessä on TUDO-nesteen valmistus ja paino-% laskettuna massan täysuunikuivasta painos-ta, kun kyseessä on lisääminen massaan.

* » 15 114486 2. Valkoisuus

Valkaisun päätyttyä massaa kerättiin talteen 15 g:n määrä laskettuna täysuunikuivana painona laimennettuna PC-arvoon 1,0 % ionivaihdetulla vedellä hajottamista varten 5 ja säädettiin sitten pH-arvoon 5,0 rikkihapokkeen vesi-liuoksella. Tämän jälkeen laimennettu massaliuos suodatettiin imulla, siitä tehtiin kaksi massa-arkkia ja kuivattiin sitten ilmassa yli yön, minkä jälkeen valkoisuus mitattiin menetelmän JIS-P8123 mukaisesti (Hunterin menetel-10 mä valkoisuuden mittaamiseksi).

3. Massalajin lyhenteet TMP: termomekaaninen massa - eräs laji suurisaan- toista massaa.

Sanomalehtijätepaperi DIP: massa, joka on saatu 15 siistaamalla sanomalehtijätepaperista.

Puuvapaa tai mekaaninen jätepaperi DIP: massa, joka on saatu siistaamalla puuvapaasta tai mekaanisesta jätepaperista .

4. Pelkistävä ekvivalenttisuhde TUDO: Na2S204 20 Kun kumpaakin näistä kahdesta yhidsteestä hydroly soidaan seuraavasti vesiliuoksessa, H2S02-määrä, jonka ole- ,' , tetaan muodostuvan, on sama ekvivalenttinen paino yhtä moolia kohti yhdistettä.

:;V 2 5 (NH2)2CS02 + H20 = (NH2)2CO + H2S02 t ·

Na2S204 + H20 = Na2S03 + H2S02 \ : Tämän vuoksi pelkistävä ekvivalenttisuhde niiden välillä painosta laskettuna on seuraava: 30 TUDO :Na2S204 = 1:0,62

Esimerkit 1-6 (TUDO-nesteen valmistus) *’ 1 litra TUDO-nestettä valmistettiin lisäämällä 36 g : 35 35-%:ista H202:a vesiliuokseen, joka sisälsi 14,1 g TU:aa 16 114486 ja 50 mg yhtä seuraavista katalyyteistä, muodostetun TU-DO:n teoreettisen väkevyyden säätämiseksi arvoon 20 g/1 ja sekoittamalla niitä. Tulokset esitetään taulukossa 1.

5 1. Na4Ti04, 2. Na2Se04, 3. NaV03, 4. Na2W04, 5. Na2Mo04, 6. (NH4) Mo7024.

Vertailuesimerkki 1 (TUDO-nesteen valmistus) TUDO-nestettä valmistettiin samalla tavoin kuin 10 esimerkissä 1, paitsi että katalyyttiä ei ollut läsnä. Tulos esitetään taulukossa 1.

Vertailuesimerkki 2 (TUDO-nesteen valmistus) 1 litra TUDO-nestettä valmistettiin lisäämällä 36 g 35-%:ista H202:a vesiliuokseen, joka sisälsi 14,1 g TU:aa 15 ja 1,46 g ammoniumbikarbonaattia, muodostetun TUDO:n teoreettisen väkevyyden säätämiseksi arvoon 20 g/1 ja sekoittamalla niitä. Tulos esitetään taulukossa 1.

Taulukko 1 2 0 Tuotettu TUDO-määrä

Katalyytti (tuotteen saanto)

Esimerkki 1 1. Na4Ti04 18,50 g/1 (92,5 %)

Esimerkki 2 2. Na2Se04 19,02 g/1 (95,1 %) • > * ; t-§ Esimerkki 3 3. NaV03 18,88 g/1 (94,4 %) 2 5 Esimerkki 4 4. Na2W04 19,28 g/1 (96,4 %)

Esimerkki 5 5. Na2Mo04 18,38 g/1 (91,9 %) ·;;; Esimerkki 6 6. (NH4)No7024 17,98 g/1 (89,9 %) i · · *·' * Vertailu- esimerkki 1 Ei katalyyttiä 14,92 g/1 (74,6 %) 3 0 Vertailu- Ammoniumbikar- i > i < esimerkki 2 bonaatti 13,51 g/1 (67,9 %) * » · # I »

Esimerkit 7-11 (TUDO-nesteen valmistus) t t ''y’ 1 litra TUDO-nestettä valmistettiin lisäämällä j ' : 35 63,0 g 35-%:ista H202:a vesiliuokseen, joka sisälsi 24,7 g » · · 17 114486 TU:aa, 100 mg NaV03: a katalyyttinä ja 400 mg kutakin seu-raavista kelatointiaineista, muodostetun TUDO:n teoreettisen väkevyyden säätämiseksi arvoon 35 g/1 ja sekoittamalla niitä. Tulokset esitetään taulukossa 2.

5 1. EDTA.4Na, 2. DTPA.5Na, 3. EDTMP.4Na, 4. DTPMP.5Na, 5. Na-tripolyfosfaatti.

Esimerkki 12 (TUDO-nesteen valmistus) 10 Valmistettiin TUDO-nestettä samalla tavoin kuin esimerkissä 7, paitsi että kelatointiainetta ei ollut läsnä. Tulos esitetään taulukossa 2.

Vertailuesimerkki 3 (TUDO-nesteen valmistus) Valmistettiin TUDO-nestettä samalla tavoin kuin 15 esimerkissä 7, paitsi että enempää kelatointiainetta kuin katalyyttiäkään ei ollut läsnä. Tulos esitetään taulukossa 2 .

2 0 Taulukko 2

Nesteen Tuotettu TUDO-määrä

Katalyytti väri (tuotteen saanto)

Esimerkki 7 1. EDTA·4Na Hieman 33,22 g/1 (94,9 %) sininen 25 Esimerkki 8 2. DTPA· 5Na - " - 34,30 g/1 (98,0 %) * “f Esimerkki 9 3. EDTMP·4Na - " - 33,78 g/1 (96,5 %) t t • Esimerkki 10 4. DTPMP·5Na - " - 33,57 g/1 (95,9 %) '·' ’ Esimerkki 11 5. Na-tripoly- - " - 33,35 g/1 (95,4 %) fosfaatti ,/·* 30 Esimerkki 12 6. Ei kela- Tumman- 32,69 g/1 (93,4 %) : tointi- sininen » * · ainetta * i * M Vertailu- Ei kelatointi- ;*’ esimerkki 3 ainetta eikä Väritön 24,36 g/1 (69,9 %) > 35 katalyyttiä » » I I » 18 114486

Esimerkki 13 (Massan valkaisu TUDO-nesteellä, joka on saatu käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella)

Na2C03 :a lisättiin sanomalehtipaperiin tarkoitetun valkaisemattoman TMP:n (valkoisuus: 49,3 %) lietteeseen, 5 jonka pH oli 5,5 ja PC 4 %, pH:n säätämiseksi alkuvalkai-sussa arvoon 10, minkä jälkeen vertailuesimerkissä 1 käyttöpaikalla valmistettua TUDO-nestettä lisättiin 0,55 %:n määrä (100-%:sinä kiintoaineina) laskettuna täysuunikuivan massan painosta, mitä seurasi sekoitus ja valkaisua suori-10 tettiin 60 °C:ssa 90 minuutin ajan. Tulos esitetään taulukossa 3 .

Esimerkki 14 (Massan valkaisu TUDO-nesteellä, joka on saatu käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella)

Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 13, 15 paitsi että vertailuesimerkissä 1 käyttöpaikalla valmistetun TUDO-nesteen sijasta käytettiin esimerkissä 1 käyttöpaikalla valmistettua TUDO-nestettä 0,55 %:n määrä (100-%:sinä kiintoaineina) laskettuna massan täysuunikui-vasta painosta. Tulos esitetään taulukossa 3.

20 Vertailuesimerkki 4 (Valkaisu kaupallisella TUDO- tuotteella)

Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 13, « , paitsi että käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella \ saadun TUDO-nesteen sijasta lisättiin kaupallista TUDO- • · · 25 tuotetta (valmistaja Degussa; puhtaus 99,55 %) 0,55 %:n • » ••j* määrä (100-%: sinä kiintoaineina) laskettuna massan täys- ·>·· uunikuivasta massasta, ja Na2C03: a sellainen määrä, että ·.* * pH-arvoksi TUDO-valkaisun alussa tuli 10. Tulos esitetään taulukossa 3.

·:· 30 Vertailuesimerkki 5 (Na2S204-valkaisu) TUDO:n sijasta Na2S204-pulveria (valmistaja Mitsu-bishi Gas Chemical Co. Inc.; puhtaus 85 %) , jolla oli sama pelkistysekvivalentti kuin TUDO:11a, lisättiin saman val-kaisemattoman TMP:n lietteeseen kuin esimerkissä 13, jonka : · : 35 pH oli 5,5 ja PC 4 %, 1,1 %:n määrä laskettuna massan

• · I

19 114486 täysuunikuivasta painosta, mitä seurasi sekoitus, jonka jälkeen valkaisua suoritettiin 60 °C:ssa 90 minuutin ajan. Tulos esitetään taulukossa 3.

Esimerkki 15 (Massan valkaisu TUDO-nesteellä, joka 5 on saatu käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella)

Puuvapaaseen tai mekaaniseen paperiin tarkoitetun sanomalehtijätepaperin DIP-lietteeseen, jota oli siistat-tu/valkaistu H202:lla edellä kuvatulla siistaus/valkaisu-menetelmällä (valkoisuus: 68,1 %) , jonka lietteen pH oli 10 7,5 ja PC 25 %, lisättiin ulkoilmaan avoimessa systeemissä vertailuesimerkissä 3 käyttöpaikalla valmistettua TUDO-nestettä 0,27 %:n määrä (100-%:sina TUDO:n kiintoaineina) laskettuna massan täysuunikuivasta painosta ja NaOH:a 0,3 %:n määrä laskettuna massan täysuunikuivasta painosta, 15 mitä seurasi sekoitus, ja valkaisua suoritettiin PC-arvol-la 20 % ja 70 °C:ssa 60 minuutin ajan. Tulos esitetään taulukossa 3.

[Kuidutus] - [Laimennus ja veden poisto] -2 0 [Vatkaus] - [Kemikaalien sekoitus] -» [H202-liotus/siistaus/valkaisu] - [Vaahdotus] -[Pesu] - [Veden poisto (PC 25 %) ] .

• · » i ·

Esimerkki 16 (Massan valkaisu TUDO-nesteellä, joka • · · 25 on saatu käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella) » ·

Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 15, < i * paitsi että vertailuesimerkissä 3 käyttöpaikalla valmiste-’ tun TUDO-nesteen sijasta käytettiin esimerkissä 8 käyttöpaikalla valmistettua TUDO-nestettä 0,27 %:n määrä tijj’ 30 (100-%: sinä TUDO:n kiintoaineina) laskettuna täysuunikui- van massan painosta. Tulos esitetään taulukossa 3.

Vertailuesimerkki 6 (Valkaisu kaupallisella TUDO-tuotteella) ·;·’ Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 15, | 35 paitsi että käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella

* I

> I * 20 114486 saadun TUDO-nesteen sijasta kaupallista TUDO-tuotetta, jolla oli sama pelkistävä ekvivalentti kuin TUDO-nesteel-lä, lisättiin 0,27 %:n määrä (100-%:sina TUDO:n kiintoaineina) laskettuna massan täysuunikuivasta painosta. Tulos 5 esitetään taulukossa 3.

Vertai lues imerkki 7 (Na2S2o4-valkaisu)

Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 15, paitsi että käyttöpaikalla tapahutvalla valmistuksella sadun TUDO-nesteen ja NaOH:n sijasta 85-%:ista Na2S204-pullo veria, jolla oli sama pelkistävä ekivalentti kuin TUDO-nesteellä, lisättiin 0,55 %:n määrä laskettuna massan täysuunikuivasta painosta. Tulos esitetään taulukossa 3. Valkaisun aikana ilman hapettavalla vaikutuksella syntyneen Na2S204:n hajoamistuotteen paha haju leijui ympärillä, 15 joten työympäristö huononi merkittävästi.

Esimerkki 17 (TUDO:n valmistus massan pinnalla ja valkaisu sen avulla)

Kotitalouskäyttöön ajateltuun paperiin tarkoitetun puuvapaan tai mekaanisen DIP-jätemassan lietteeseen, joka 20 oli siistattu edellä kuvatulla siistausprosessilla (valkoisuus: 71,0 %) , jonka lietteen pH oli 11,0 ja PC-arvo ; 30 %, lisättiin tioureaa ja 35-%:ista H202:a 1,10 %:n ja 2,81 %:n määrät samassa järjestyksessä laskettuna massan * * • · : ,·. täysuunikuivasta painosta, mitä seurasi sekoitus, ja val- \W 25 kaisua suoritettiin 60 °C:ssa 180 minuutin ajan. Tulos • · • · "I esitetään taulukossa 3.

i « « • * * · [Kuidutus] - [Alkaliliotus/siistaus] - [Vaahdotus] -* [Pesu] - [Vedenpoisto (PC 30 %) ] 30 : : Esimerkki 18 (TUDO:n valmistus massan pinnalla ja • [•a valkaisu sen avulla)

Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 17, paitsi että tiourean 1,10 %:n ja 35-%:isen H202:n 2,81 %:n • 35 määrien sijasta käytettiin tioureaa, 35-%:ista H202:a, i » * 21 114486

NaS204:a reaktiokatalyyttinä ja Na-tripolyfosfaattia samassa järjestyksessä 0,8 %:n, 2,05 %:n, 0,001 %:n ja 0,005 %-.n määrät, jotka olivat sellaiset, että valmistetun TUDO:n määrä oli yhtä suuri kuin esimerkissä 17. Tulos 5 esitetään taulukossa 3.

Vertailuesimerkki 8 (Valkaisu kaupallisella TUDO-tuotteella)

Suoritettiin sama valkaisu kuin esimerkissä 17, paitsi että tiourean ja H202:n sijasta kaupallista TUDO-10 tuotetta käytettiin 1,08 %:n määrä, joka oli sellainen, että TUDO-tuotteen pelkistävä ekvivalentti oli sama kuin se, joka vastaa esimerkissä 17 käyttöpaikalla tapahtuvalla valmistuksella saadun kaupallisen TUDO:n määrää. Tulos esitetään taulukossa 3.

15 Vertailuesimerkki 9 (Na2S04-valkaisu)

Sama puuvapaa tai mekaaninen jätepaperi DIP kuin esimerkissä 17 säädettiin pH-arvoon 6 rikkihapokkeen vesi-liuoksella, minkä jälkeen esimerkin 17 tiourean ja H202:n sijasta 85-%:ista Na2S204-pulveria lisättiin 2,05 %:n määrä 20 massan määrästä laskettuna, joka oli sellainen, että 85-%:inen Na2S204-pulverin pelkistävä ekvivalentti oli sama V. kuin se, joka vastaa käyttöpaikalla tapahtuvalla valmis- ·.*, tuksella saatua TUDO-määrää, mitä seurasi sekoitus ja val- * kaisua suoritettiin 60 °C:ssa 180 minuuttia. Tulos esite- < · * · · 25 tään taulukossa 3.

• · *·;’ Vertailuesimerkki 10 (Nykyinen NaClO-valkaisu) • * · ··· Esimerkin 18 tiourean ja H202:n sijasta 12-%:ista » » · .* ‘ NaClO-liuosta lisättiin samaan puuvapaan tai mekaanisen jätepaperin DIP lietteeseen 8 %:n määrä massaan täysuuni-3 0 kuivasta painosta laskettuna, mitä seurasi sekoitus, ja valkaisua suoritettiin tavallisessa lämpötilassa 180 mi-nuuttia. Tulos esitetään taulukossa 3.

f · » |

t I I

22 114486

Taulukko 3

Esimerk- Valkaistava Valkaisuaine Valkoi- ki/vertai- massalaji suus-% luesimerkki 5 Esimerkki TMP Käyttöpaikalla 55,9 %

13 valmistettu TUDO

Esimerkki TMP Käyttöpaikalla 56,1 %

14 valmistettu TUDO

Vert. esi- TMP TUDO-tuote 55,5 % 10 merkki 4

Vert. esi- TMP Na2S204 55,9 % merkki 5

Esimerkki Sanomalehti- Käyttöpaikalla 72,0 %

15 jätepaperi valmistettu TUDO

15 DIP

Esimerkki Sanomalehti- Käyttöpaikalla 72,4 %

16 jätepaperi valmistettu TUDO

DIP

Vert.esi- Sanomalehti- TUDO-tuote 71,8 % 20 merkki 6 jätepaperi

Vert. esi- DIP

merkki 7 Sanomalehti- Na2S204 6 9,5 %

j ätepaperi DIP

Esimerkki Puuvapaa tai Käyttöpaikalla 76,8 %

17 mek. jätepä- valmistettu TUDO

25 peri DIP

Esimerkki Puuvapaa tai Käyttöpaikalla 77,2 %

18 mek. jätepä- valmistettu TUDO

;Y; peri DIP

;.· · 30 Vert. esi- Puuvapaa tai TUDO-tuote 76,7 % ,*··. merkki 8 mek. jätepa-

'···* peri DIP

··· Vert. esi- Puuvapaa tai Na2S204 73,4 % Ύ merkki 9 mek. jätepa-

·,· ·' 3 5 peri DIP

Vert. esi- Puuvapaa tai NaCIO 77,2 % merkki 10 mek. jätepa-

'·· peri DIP

40 * * · I | 23 114486

Teollinen soveltuvuus Tämän keksinnön vaikutuksia selostetaan seuraavas- sa.

Tämän keksinnön mukaisesti TUDO-nestettä valmiste-5 taan valkaisupaikalla ja valmistettua TUDO-nestettä voidaan käyttää suoraan valkaisuun puhdistamatta ja erottamatta TUDO:a ja tästä johtuen voidaan suorittaa halpa TUDO-valkaisu.

Lisäksi tämän keksinnön mukaisesti reaktiokatalyy-10 tin pienen määrän lisäys ja edelleen kelatointiaineen pienen määrän lisäys parantavat reaktion saantoa, tekevät mahdolliseksi valmistaa TUDO:a käyttöpaikalla alhaisin kustannuksin ja sallivat halvemman TUDO-valkaisun.

Tämän keksinnön mukaisesti on mahdollista suorittaa 15 valkaisu, jolla on suurempi valkaisuvaikutus kuin valkaisulla kaupallista TUDO-tuotetta käyttäen, TMP:n valkaisuun, joka vaatii alhaisen valkoisuusasteen liittämistä sanomalehtipaperiin, ja on yhtä tehokas kuin Na2S204-valkaisu. Tämän keksinnön prosessissa syntyy tuskin lainkaan ha-20 joamisesta johtuvaa pahaa hajua toisin kuin Na2S204-val-kaisussa ja tästä johtuen mainitulla prosessilla on suuret .V. ansionsa myös työympäristössä.

Tämän keksinnön menetelmän mukaisesti ilmassa ole- • · · ! van hapen vaikutus vältetään huomattavassa määrin puuva- 25 paaseen tai mekaaniseen paperiin tarkoitetun sanomalehti- · *··;* jätepaperin DIP:n valkaisussa, valkaisuvaikutus on suurem pi kuin se, joka saadaan käyttäen kaupallista TUDO-tuotet- V * ta tai Na2S204:a, itse TUDO:n hinta muodostuu hyvin alhai seksi, koska TUDO valmistetaan valkaisupaikalla, ja TUDO- » 30 valkaisuun tarvittavien kemikaalien kustannuksia voidaan voimakkaasti alentaa. Konsistenssiltaan korkean massan valkaisukäsittelyn tiedetään olevan edullinen säästöjen * » » I,; saavuttamiseksi lämpöenergiassa. Kun tätä keksintöä sovel- letaan konsistenssiltaan korkean massan valkaisukäsitte- t* · j · : 35 lyyn, voidaan suorittaa tehokas ja halpa TUDO-valkaisu, t t * 114486 24 joka vastustaa erittäin hyvin ilmassa olevan hapen vaikutusta ja tästä johtuen lämpöenergiassa saavutetun säästön merkitys kasvaa edelleen.

Tämän keksinnön menetelmän mukaisesti oleellisesti 5 vastaava valkaisu kuin nykyinen NaClO-valkaisu voidaan suorittaa alhaisin valkaisukemikaalikustannuksin kotitalouskäyttöön meneville papereille (esim. WC-paperille) tarkoitetulle puuvapaalle tai mekaaniselle jätepaperi-DlPrlle ja voidaan välttää orgaanisen klooriyhdisteen ποιοι 0 dostuminen, joka on vakava ongelma NaClO-valkaisussa.

Kuten edellä esitettiin, tämän keksinnön mukaisesti TUDO:a voidaan saada valkaisupaikalla tehokkaasti alhaisin kustannuksin ja valmistettua TUDO:a voidaan käyttää tehokkaasti valkaisumenettelyssä oleellisesti ilman, että il-15 massa oleva happi hajoittaisi sitä. Näin ollen valkaisu voidaan suorittaa alhaisin kemikaalikustannuksin ja alhaisin lämpöenergiakustannuksin, puuvapaan tai mekaanisen jätepaperimassan valkaisu, joka on oleellisesti vastaava kuin nykyinen NaClO-valkaisu, voidaan suorittaa alhaisin 20 valkaisukustannuksin jopa ulkoilmalle avoimessa laitteistossa, kuten nykyisin käytetyssä NaClO-valkaisulaitteis-tossa, ja orgaanisen klooriyhdisteen muodostuminen sivu-tuotteena voidaan välttää toisin kuin NaClO-valkaisussa.

On tarpeetonta sanoa, että esillä olevan keksinnön • · · ’!!.* 25 TUDO:n valmistusmenetelmällä katalyyttiä käyttäen valmis- * » **;* tettu TUDO on halvempaa kuin tavanomaisella menetelmällä ··* valmistettu ja sitä voidaan käyttää erotuksen ja puhdis- * tuksen jälkeen markkinoille vietävänä TUDO:na.

* f

Claims (8)

25 1 1 4486

1. Menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että sekoite- 5 taan keskenään tioureaa ja peroksidia tioureadioksidines-teen valmistamiseksi, lisätään valmistettu tioureadioksidi massaan suoraan puhdistamatta ja erottamatta sitä kiteinä ja suoritetaan sillä valkaisu.

2. Menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun mas- 10 san valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että tio- ureadioksidinestettä lisätään massaan suoraan ilman puhdistusta ja erotusta ja valkaistaan sillä massa, joka tiou-readioksidineste on valmistettu sekoittamalla tioureaa, peroksidia ja vähintään yhtä reaktiokatalyyttiä, joka on va-15 littu ryhmästä, johon kuuluvat ryhmän IV, V ja VI alkuaineiden oksohapot ja niiden suolat.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että massaan lisättävän tioureadi- 20 oksidinesteen valmistuksen yhteydessä on lisäksi lisätty kelatointlainetta.

4. Menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun mas- V: san valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että sekoite- i taan keskenään tioureadioksidin valmistamiseksi tioureaa, . *·, 25 peroksidia ja vähintään yhtä reaktiokatalyyttiä, joka on '(’j valittu ryhmästä, johon kuuluvat ryhmien IV, V tai VI alku- » aineiden oksohapot tai niiden suolat, sekä massaa, ja valkaistaan massa valmistetulla tioureadioksidilla samanaikaisesti .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä pape- ·,,,· rinvalmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että mainittu reaktiokatalyytti on * * · t!.’_ vähintään yksi jäsen, joka on valittu wolframin, molybdee- * · nin, vanadiinin, seleenin ja titaanin oksohapoista tai nii- • · · • ’,· 35 den suoloista. * · « · 26 1 1 4486

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että kelatointiainetta lisätään tioureadioksidin valmistushetkellä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että kelatointiaine on vähintään yksi jäsen, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat amino-karboksylaattityyppiset kelatointiaineet, polyfosforihappo-10 tyyppiset kelatointiaineet ja aminoalkyylifosforihappotyyp-piset kelatointiaineet, joita edustaa seuraava kaava (I): (X203PCH2)2-N· { (CH2)m-N-CH2P03X2}n-CH2P03X2 (I) 15 jossa X on vetyatomi, ammoniumryhmä tai alkalimetalli, m on kokonaisluku 2 - 3 ja n on kokonaisluku 0 tai 1-3.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä paperinvalmistukseen tarkoitetun massan valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että massa on mekaanista 20 massaa, kemiallista massaa tai jätepaperimassaa. ! * · * » ' · I » I · I i % » · * ·