FI123344B - Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi - Google Patents
Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI123344B FI123344B FI20115668A FI20115668A FI123344B FI 123344 B FI123344 B FI 123344B FI 20115668 A FI20115668 A FI 20115668A FI 20115668 A FI20115668 A FI 20115668A FI 123344 B FI123344 B FI 123344B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- bleaching
- fibers
- process according
- cellulose
- fiber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
- D06L4/00—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs
- D06L4/20—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs using agents which contain halogen
- D06L4/27—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs using agents which contain halogen using organic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B16/00—Regeneration of cellulose
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
- D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/001—Modification of pulp properties
- D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
- D21C9/166—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peracids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Paper (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Description
Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi Keksinnön kohde 5 Keksinnön kohteena on menetelmä selluloosapohjaisia muuntokuituja ja muokattuja muuntokuituja käsittävän kuitumateriaalin valkaisemiseksi.
Keksinnön taustaa 10 Muuntokuituja, joita voidaan nimittää myös regeneroiduiksi kuiduiksi, voidaan valmistaa kemiallisella prosessilla luonnosta saatavista suurimolekyylisistä raaka-aineista, kuten selluloosasta. Tällaisia selluloosapohjaisia muuntokuituja eli selluloosamuuntokuituja ovat esimerkiksi viskoosi-, modaali-, kupro-, karbamaatti-, biocelsol- ja lyocellkuidut. Muuntokuituja voidaan myös edel-15 leen muokata esimerkiksi kemiallisilla käsittelyillä. Muokkauksella voidaan saavuttaa esimerkiksi erikoiskuituja, joilla on erilaisia toiminnallisia ominaisuuksia, kuten palonsuojaominaisuuksia, sähkönjohtokykyä tai antibakteeri-suutta. Tällaisia muokattuja muuntokuituja (erikoiskuituja) ovat esimerkiksi selluloosapohjaiset hybridikuidut, kuten silikaattipitoiset viskoosikuidut, jotka 20 ovat huonosti tai ei ollenkaan syttyviä.
Tavanomaisesti kuitujen valmistus sisältää myös jälkikäsittelyvaiheita, kuten valkaisun, jonka tarkoituksena on esimerkiksi kuidun vaaleuden lisääminen tai sen pysyvyyden parantaminen. Valkaisu tapahtuu joko poistamalla tai 25 vaalentamalla kuidun kromoforisia yhdisteitä. Eräs tapa valkaista erilaisia ^ tekstiilikuituja, kuten selluloosapohjaisia muuntokuituja on happikemikaali- ™ valkaisu vetyperoksidilla (H202). Tällainen menetelmä on esitetty esimerkiksi o julkaisussa US 5071439.
CO
C\l £ 30 Keksinnön lyhyt yhteenveto Q_ 00 ci Nyt esiteltävän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu mene- telmä selluloosamuuntokuituja käsittävän kuitumateriaalin valkaisemiseksi. ^ Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada valkaisumenetelmä, jossa voidaan 35 käyttää useammista selluloosapitoisista raaka-aineista valmistettuja selluloosamuuntokuituja. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on parantaa kuitumateriaa- 2
Iin laatua, kuten vaaleustasoa, säilyttäen selluloosamuuntokuidun toiminnalliset ominaisuudet, kuten lujuus ja/tai palonsuojaominaisuudet.
Tämän tarkoituksen aikaansaamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle 5 on pääasiassa tunnusomaista se, että epätyypillisestä selluloosapitoisesta raaka-aineesta valmistettua selluloosamuuntokuitua käsittävää kuitumateriaalia valkaistaan menetelmällä, jossa käytetään perhappoa sisältävää val-kaisuliuosta. Epätyypillisillä selluloosapitoisilla raaka-aineilla tarkoitetaan esimerkiksi luonnonkuituja sisältäviä biomassoja ja/tai sellumassoja kuten ns. 10 paperisellu. Nämä epätyypilliset raaka-aineet poikkeavat liukosellusta, joka on esimerkiksi viskoosiprosessille tyypillinen raaka-aine. Epätyypilliset raaka-aineet sisältävät yleensä epäpuhtauksia, kuten ligniinijäämiä, korkean hemi-selluloosapitoisuuden ja/tai muita epäpuhtauksia. Niillä voi olla myös alhaisempi vaaleus, suurempi moolimassa, laajempi moolimassajakauma, suu-15 rempi viskositeetin hajonta tai ne voivat olla kustannuksiltaan edullisempia.
Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksinnön mukaisen menetelmän edullisia suoritusmuotoja.
20 Epätyypillinen raaka-aine voi olla selluloosapitoista raaka-ainetta, joka sisältää korkean hemiselluloosapitoisuuden ja/tai muita epäpuhtauksia, ja joka on käsitelty esimerkiksi alkaliliuoskäsittelyllä ja/tai entsyymeillä. Käsittely voidaan suorittaa myös muulla menetelmällä, jolla voidaan parantaa raaka-aineen soveltuvuutta selluloosamuuntokuitujen valmistukseen. Käsittely voi-25 daan suorittaa joko erillisenä käsittelyvaiheena ennen selluloosapitoisen ^ muuntokuidun valmistusta tai muuntokuidun valmistuksen yhteydessä.
O
C\J
o Keksinnön mukaisella menetelmällä valkaistavat selluloosapohjaiset muunto- oj kuidut voivat olla ionisiin liuottimiin perustuvia kuituja, viskoosikuituja, mo- = 30 daalikuituja, karbamaattikuituja tai entsyymikäsittelyn avulla valmistettuja Q_ kuituja, kuten ns. biocelsolkuituja. Selluloosapohjaiset muuntokuidut voivat g olla myös muokattuja muuntokuituja (erikoiskuituja), kuten selluloosapohjai-
LO
siä hybridikuituja, jotka sisältävät silikaattia, δ
CM
35 Keksinnön mukainen valkaisuliuos voi sisältää esimerkiksi yhtä seuraavista perhapoista: peretikkahappo, permuurahaishappo tai perrikkihappo (Caron 3 happo). Valkaisuliuoksen perhapon pitoisuus voi olla välillä 0,06-2000 mmol/l. Valkaisuliuos voi sisältää lisäksi 2,2'-bipyridiiniä. Valkaisuliuos voi sisältää myös perhappojen kanssa yhteensopivia siirtymämetallien kelatoijia ja/tai muita stabilisaattoreita. Valkaisuliuoksen pH voi olla välillä 1-11, edulli-5 sesti väillä 2-11, edullisimmin välillä 5-7. Valkaisuliuoksen lämpötila voi olla välillä 20-100°C, edullisesti välillä 50-70 °C.
Käsiteltävän kuitumateriaalin pH-arvo ennen valkaisua voi olla välillä 1-14, edullisesti välillä 7-14, edullisimmin välillä 8-9.
10 Keksinnön mukainen valkaisumenetelmä voidaan suorittaa jatkuvana prosessina.
Piirustusten kuvaus 15 Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheiseen kuvaan, joka kuva 1 esittää kaavion eräästä keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodosta.
20 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
Keksinnössä on huomattu, että epätyypillisistä raaka-aineista valmistettujen selluloosamuuntokuitujen ja niitä käsittävän kuitumateriaalin ongelmana on tavanomaisen vetyperoksidivalkaisun riittämätön valkaisuteho. Keksinnössä 25 on lisäksi huomattu, että kyseisten selluloosamuuntokuitujen ja selluloosa-^ pohjaisten erikoiskuitujen vetyperoksidivalkaisun ongelmana on kuitujen omi- ™ naisuuksien heikkeneminen valkaisukäsittelyn aikana. Esimerkiksi tekstiili- o käyttöön tarkoitettujen epätyypillisistä raaka-aineista valmistettujen vis- oj koosikuitujen lujuus heikkenee vetyperoksidivalkaisussa. Lisäksi silikaattiin 30 pitoisilla muuntokuiduilla, kuten viskoosikuiduilla, on ongelmana silikaatin
CL
liukeneminen kuiduista valkaisukäsittelyn aikana vetyperoksidivalkaisun op-g timiolosuhteissa. Silikaatin liukeneminen näkyy mm. kuidun huonompana
LO
palonkestävyytenä. Keksinnön mukaista valkaisumenetelmää voidaan käytti tää erilaisten kuitumateriaalien, erityisesti selluloosamuuntokuituja käsittävän 35 kuitumateriaalin valkaisemiseen. Tällaisia selluloosamuuntokuituja ovat esimerkiksi viskoosi-, modaali- ja karbamaattikuidut. Menetelmä sopii myös N- 4 metyylimorfoliinioksidi- tai muihin ionisiin liuottimiin perustuvien prosessien tai entsyymikäsittelyprosessin avulla valmistettujen kuitujen, kuten biocelsol-kui-dut, valkaisuun.
5 Selluloosamuuntokuitujen raaka-aineena voidaan käyttää liukosellua. Liuko-sellulle on tyypillistä ns. paperiselluun verrattuna pienen hajonnan alhainen viskositeettitaso, korkea vaaleustaso, ja alhainen epäpuhtauksien pitoisuus, kuten esimerkiksi jäännösligniinipitoisuus, hemiselluloosapitoisuus, pihka- ja hartsiyhdisteiden pitoisuus.
10
Keksinnön mukainen menetelmä on edullisimmillaan silloin, kun sitä käytetään sellaisten muuntokuitujen valkaisemiseen, joiden raaka-aineena on käytetty luonnonkuituja sisältäviä biomassoja ja/tai sellumassoja, kuten ns. paperisellua. Tällaisia raaka-aineita voidaan kutsua myös epätyypillisiksi 15 raaka-aineiksi tai epätyypillisiksi selluloosapitoisiksi raaka-aineiksi, kuten esimerkiksi viskoosiprosessille epätyypillisiksi raaka-aineiksi. Luonnonkuidut voivat olla peräisin esimerkiksi lehti- ja/tai havupuista, sokeriruoko-bagassis-ta, oljesta, muista maatalouden kuitupitoisista sivutuotteista, ruokokasveista, kuten järviruoko, ruokohelpi, bambu tai muista käyttökelpoisista biomassan 20 lähteistä. Tällaiset epätyypilliset raaka-aineet sisältävät yleensä epäpuhtauksia, liukosellua korkeamman hemiselluloosapitoisuuden, laajemman mooli-massajakautuman sekä suuremman viskositeetin hajonnan. Esimerkiksi epätyypillisten raaka-aineiden alkaliresistanssi R18% voi olla alle 93%. R18 arvolla tarkoitetaan tässä sellun 18%:een NaOH-liuokseen +20 °C:ssa liu-25 kenematonta sellun osaa (%). Viskositeetti voi olla esimerkiksi yli 900 ^ kg/dm3.
CV
o Epätyypilliset selluloosapitoiset raaka-aineet voidaan esikäsitellä esimerkiksi cv alkaliliuoskäsittelyllä ennen raaka-aineen johtamista varsinaiseen selluloo- 30 samuuntokuidun valmistusprosessiin, kuten viskoosin valmistukseen. Alkali-
CL
liuoskäsittely voidaan suorittaa joko erillisenä vaiheena ennen selluloosa-g pitoisen muuntokuidun valmistusta tai muuntokuidun valmistuksen yhteydes-
LO
^ sä. Epätyypillistä raaka-ainetta voidaan käsitellä myös entsyymeillä tai muulla ° menetelmällä, joka parantaa raaka-aineen soveltuvuutta selluloosapohjaisten 35 muuntokuitujen valmistukseen. Käsittelyllä voidaan esimerkiksi poistaa raaka-aineesta epäpuhtauksia, nostaa raaka-aineen alfaselluloosapitoisuutta 5 ja/tai pienentää hemiselluloosapitoisuutta. Sellumassat voivat olla paperinvalmistuksessa raaka-aineina tunnettuja kemiallisilla valmistusmenetelmillä valmistettuja massoja, kuten sulfaattiselluloosaa ja/tai sulfiittiselluloosaa. Jos raaka-aineena käytetään valkaistua sellua, se voi olla esimerkiksi ECF (ele-5 mental chlorine free) tai TCF (total chlorine free) sellua. Selluloosamuunto-kuitua käsittävän kuitumateriaalin raaka-aineena voidaan käyttää myös seoksia, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta erilaisesta selluloosapitoisesta raaka-aineesta.
10 Epätyypilliset raaka-aineet, jotka on esikäsitelty ennen muutokuidun valmistusprosessia, sisältävät tyypillisesti sellaisia kromoforisia yhdisteitä, joita ei voida poistaa riittävän tehokkaasti vetyperoksidivalkaisun optimiolosuhteissa. Nämä vetyperoksidivalkaisulle vastustuskykyiset (resistentit) kromoforiset yhdisteet voivat muodostua esimerkiksi selluraaka-aineen epäpuhtauksista 15 esikäsittelyn ja/tai alkalikäsittelyvaiheen (merserointi) aikana. Tästä syystä kyseisten epätyypillisten raaka-aineiden käyttö voi johtaa kuitumateriaalin alhaiseen vaaleuteen ja siten aiheuttaa myös merkittävän laatuongelman. Kuitumateriaalin alhainen vaaleus voi johtua myös paperisellulle ominaisesta liukosellua alhaisemmasta vaaleustasosta.
20
Valkaisumenetelmä soveltuu erityisesti myös muokattujen muuntokuitujen, kuten alkalilabiilien erikoiskuitujen valkaisuun. Tällaisia kuituja ovat selluloo-sapohjaiset hybridikuidut, esimerkiksi silikaattipitoiset muuntokuidut, kuten silikaattipitoiset viskoosi-, modaali- ja karbamaattikuidut sekä ionisiin liuotti-25 miin perustuvat tai entsyymikäsittelyn avulla valmistetut kuidut. Silikaattipitoi-^ silla viskoosikuiduilla tarkoitetaan viskoosiprosessilla valmistettuja selluloo-
O
^ sa/silikahybridikuituja, joihin on viskoosikuidun valmistuksen yhteydessä li- o sätty vesilasia palonsuojaominaisuuksien aikaansaamiseksi eli kuidut ovat c3 huonosti tai ei ollenkaan syttyviä. Tällaisia kuituja voidaan kutsua myös mo- g 30 nikomponenttituotteiksi tai -kuiduiksi. Piioksidin (Si02) määrä voi olla välillä 5-50 paino-% ja edullisesti n. 20-40 paino-% laskettuna kuidun kuiva-ai-§ neesta. Muokkaus voidaan suorittaa esimerkiksi ennen regenerointia lisättä- m villä aineilla, kuten vesilasilla, jolla saadaan aikaan kuituun palonsuoja-° ominaisuus.
35 6
Kuitumateriaalin valkaisun lisäksi keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää myös muiden regeneroitujen selluloosapohjaisten tuotteiden, kuten kalvojen, rakeiden tai muiden kiinteiden aineiden valkaisemiseen, joiden valmistuksessa on käytetty epätyypillistä selluloosapitoisia raaka-ainetta. Myös 5 nämä tuotteet voivat olla edelleen kemiallisesti muokattuja, esimerkiksi pa-lonsuojaominaisuuksien aikaansaamiseksi.
Kuitumateriaalin valkaisu, joka on yksi kuidunvalmistuksen jälkikäsittely-vaiheista, voidaan suorittaa kuitujen kehruun jälkeen. Kuvassa 1 on esitetty 10 kaavio viskoosin kehruusta ja kuitujen valmistuksesta. Kuitumateriaalin valmistus aloitetaan valmistamalla monikomponettiliuos 2, jossa on sekoitettu yhteen piidioksidin emäsliuosta ja viskoosia, joka on liuenneena ja edullisesti jälki kypsytettynä ja suodatettuna. Valmistus jatkuu joko reittiä A filamenteiksi eli jatkuviksi kuiduiksi tai reittiä B katkokuiduiksi. Monikomponenttiliuos 2 voi-15 daan esimerkiksi puristaa suulakkeen läpi yhdeksi tai useammaksi kuiduksi kehruuhauteessa 4,25 happamassa regenerointiliuoksessa eli kehruuhau-teena käytettävässä kehruuliuoksessa, jossa tapahtuu esimerkiksi kiinteiden piidioksidia piihappomuodossa sisältävien selluloosakuitujen muodostuminen. Suulake voidaan valita siten, että myös kalvojen tai muiden monikom-20 ponenttituotteiden valmistaminen on mahdollista. Kuitujen tai muiden tuotteiden kiinteytyminen tapahtuu tällöin automaattisesti siten, että hapan re-generointiliuos on välittömästi suuttimen ulostulopuolella. Kehruuhauteessa muodostuvat tuotteet, edullisimmin filamenttikuidut, kerätään suulakkeen läpi vetotelojen ympärille ja vedetään 27. Venytyksellä voidaan lisätä kuitujen 25 lujuutta. Kuidut voidaan myös pestä vedon yhteydessä 6 tai sen jälkeen. Kat-^ kokuituja valmistettaessa kuidut leikataan 29 vedon jälkeen halutun pituisiksi.
Seuraavaksi kuidut valkaistaan 8,31 käyttäen keksinnön mukaista valkaisu-
CD
o menetelmää. Ennen valkaisua kuitumateriaalin pH säädetään haluttuun ar- oj voon. Valkaisun jälkeen kuidut voidaan myös käsitellä erilaisilla viimeistelyjä 30 aineilla 33, jonka jälkeen ne kuivataan 10,35 ja kerätään esimerkiksi fila-
CL
mentteina 12 tai katkokuituina 37.
00
CO
CO
LO
Keksinnön mukaisessa kuitumateriaalin valkaisumenetelmässä käytetään cvj valkaisuliuoksessa valkaisevana kemikaalina perhappoa, kuten peretikka- 35 happoa (CH3COOOH). Vastaavaan lopputulokseen päästään myös muilla perhapoilla, kuten esimerkiksi permuurahaishapolla tai perrikkihapolla (Caron 7 hapolla). Valkaisuliuoksen perhapon, kuten peretikkahapon, pitoisuus voi olla esimerkiksi 0,06-2000 mmol/l .
Valkaisuliuos voi sisältää tislattua peretikkahappoa tai vetyperoksidia ja etik-5 kahappoa sisältävää peretikkahapon tasapainoseosta. Valkaisukemikaalina käytettävä peretikkahappo voidaan valmistaa myös entsymaattisesti tai akti-vaattorikemikaalien, kuten esimerkiksi tetra-asetyylietyleenidiamiinin (TAED) tai penta-asetyyliglukoosin avulla, tai vetyperoksidista ja asetanhydridista prosessissa in situ. Valkaisu voidaan toteuttaa myös esimerkiksi 2,2'-bipyri-10 diinikatalysoituna peretikkahappovalkaisuna. Peretikkahappoa sisältävässä valkaisuliuoksessa voidaan käyttää lisäksi perhappojen kanssa yhteensopivia stabilointiaineita, kuten siirtymämetallien kelatoijia tai muita stabilisaattoreita. Valkaisuliuos voi sisältää esimerkiksi peretikkahapon ja vetyperoksidin hajoamista katalysoivien siirtymämetalli-ionien kelatoijia ja/tai muita stabilisaat-15 toreita, kuten esimerkiksi tetranatriumpyrofosfaattia tai aspartiinihapon dietoksisukkinaattia (AES) sisältävää valmistetta. Kelatointiaineet voidaan lisätä myös erillisessä esikelatointivaiheessa ennen varsinaista valkaisu-käsittelyä.
20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä valkaisuliuoksen pH voi olla välillä 1 - 11. Edullisesti liuoksen pH on välillä 2-11, edullisimmin välillä 5-7 . Liuoksen pH voi olla esimerkiksi välillä 5,0-5,5. Valkaisuliuoksen lämpötila voi olla esimerkiksi välillä 20-100°C, edullisesti välillä 50-70 °C.
25 Kuitujen valkaisulopputulokseen voidaan vaikuttaa myös yhdellä tai useam-^ maila seuraavista parametreista: kuitumateriaalin, kuten useista yksittäisistä ™ kuiduista muodostuvan kuitumaton esimerkiksi viiralla liikkuvan kuitu-vesi-
CD
9 suspension, pH-arvolla ennen valkaisua, valkaisuliuoksen perhappopitoisuu- oj della tai vetyperoksidin ja perhapon pitoisuuksien yhteisvaikutuksella, kuitu- £ 30 materiaalin lämpötilalla ennen valkaisua, valkaisun viipymäajalla, valkaisun
CL
kiertoliuosvirtaaman määrällä, valkaisuliuoksen sisältämän kelatointiaineen oo S ja/tai stabilisaattorin määrällä. Käsiteltävien kuitujen, kuten kuidusta muo- dostuneen kuitumaton, pH-arvo ennen valkaisua voi olla esimerkiksi välillä 1-^ 14, edullisesti välillä 7-14 ja edullisimmin välillä 8-9. Käsiteltävän kuitumate- 35 riaalin pH voidaan säätää tavoitearvoon esimerkiksi natriumhydroksidilla tai 8 natriumkarbonaatilla. Valkaisuliuoksen peretikkahappopitoisuus voi olla esimerkiksi noin 6 mmol/l. Kuitumaton lämpötila voi olla esimerkiksi noin 80°C.
Keksinnön mukaisen valkaisumenetelmän etuna on, esimerkiksi vetyperoksi-5 divalkaisuun nähden, että heikentämättä liuoksen valkaisutehokkuutta voidaan säätää liuoksen pH ja lämpötila sellaiselle alueelle, että säilytetään kuitujen lujuusarvot ja toiminnallisuus, kuten palonsuojaominaisuus, halutulla tasolla. On havaittu, että optimaalisissa valkaisuolosuhteissa, kuten esimerkiksi neutraalilla pH alueella, peretikkahappo ei reagoi kuitujen hiilihydraatti-10 rakenteiden kanssa. Lisäksi menetelmän mukaan valkaistulla kuidulla ei ole merkittävää neutralointitarvetta, kuten vetyperoksidivalkaisun jälkeen tehtävä neutralointi orgaanisella hapolla. Menetelmällä voidaan näin ollen aikaansaada myös kustannussäästöjä.
15 Kokonaiskustannussäästöjä voidaan aikaansaadaan myös sillä, että menetelmällä pystytään valmistamaan laadultaan hyvää muuntokuitua, kuten esimerkiksi viskoosikuitua, epätyypillisistä raaka-aineista, joiden raaka-aine-kustannukset ovat oleellisesti alhaisemmat kuin esimerkiksi liukosellua käytettäessä.
20
Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan tehostaa kuitumateriaalin valkaisua ja parantaa kuitumateriaalin vaaleustasoa. Kuitumateriaalin vaaleus, joka voidaan mitata esimerkiksi standardin IS011475 ClE-valkoisuutena tai ISO vaaleutena ISO3688/ISO2470 standardin mukaisesti, voi nousta jopa yli 25 10 %-yksikköä perinteiseen vetyperoksidivalkaisulla aikaansaatuun kuitu- ^ materiaalin vaaleuteen nähden, o
CVJ
CD
o Keksinnön mukaisella valkaisumenetelmällä voidaan esimerkiksi viskoosini kuituun muodostuneet vetyperoksidivalkaisulle resistentit kromoforiset yh- 30 disteet hävittää tehokkaasti. Tämä voi johtua esimerkiksi perhappojen vety-
CL
peroksidia korkeammasta hapetuspotentiaalista tai optimaalisissa valkaisuko olosuhteissa valkaisuliuoksessa vallitsevista perhapon nukleofiilisten ja elek in trofiilisten spesiesten yhteisvaikutuksesta, δ
Ovi 35 Menetelmän etuna on myös pienemmät kuituvauriot käsittelyn yhteydessä, jolloin voidaan saavuttaa kuitulujuuden säilyminen ennallaan tai jopa lujuu- 9 den nouseminen verrattuna vastaavan tuotteen prosessointiin mahdollisimman optimaalisessa vetyperoksidivalkaisuprosessissa.
Esimerkiksi viskoosikuidulle, joka on valmistettu viskoosiprosessille epätyy-5 pillisestä raaka-aineesta kuten paperisellusta, on ominaista alhaisempi murtolujuus verrattuna kuituun, joka on valmistettu liukosellusta. Tämä voi johtua esimerkiksi paperiselluraaka-aineen tavanomaiseen käyttötarkoitukseen normaalisti hyväksyttävästä laajemmasta moolimassajakauman vaihtelusta, viskositeetin suuremmasta hajonnasta tai kuidun korkeammasta he-10 miselluloosapitoisuudesta. Alhaisempi murtolujuus voi johtua myös kuidun kehruuta vaikeuttavista korkeista viskoosin selluloosaksantogenaattiliuoksen partikkelipitoisuuksista sekä epäedullisesta partikkelikokojakaumasta. Käyttämällä valkaisuliuosta, joka sisältää perhappoa, voidaan esimerkiksi vähentää tai estää kuitujen hiilihydraattirakenteiden hajoamista ja näin ollen säilyt-15 tää kuitujen riittävä murtolujuus, Epäselektiivisen valkaisun kuten vetyperok-sidivalkaisun on todettu tuhoavan kuitujen hiilihydraattirakenteita ja heikentävän kuitujen murtolujuutta.
Menetelmän mukaisella valkaisulla voidaan myös alentaa kuitujen jäännös-20 rikkipitoisuutta, esimerkiksi viskoosikuitujen valmistuksen yhteydessä.
Menetelmän etuna on lisäksi kuitumateriaalin vähäisempi turpoaminen H202-valkaisuun verrattuna, jolloin aikaansaadaan kuitumateriaalin parempi kostuminen ja siten valkaisukemikaalin tehokkaampi vuorovaikutus kuidun 25 kanssa.
δ ^ Lisäksi keksinnön mukaisen valkaisumenetelmän etuna on, että esimerkiksi
CD
9 silikaatin liukeneminen muokatuista muuntokuiduista, kuten silikaattipitoi- c3 sesta viskoosikuidusta oleellisesti estyy tai vähenee, jolloin kuidun toiminnalla 30 lisuus eli palonsuojaominaisuudet säilyvät.
CL
00 § Rajoittamalla silikaatin liukenemista kuiduista valkaisuliuokseen voidaan
LO
myös vähentää saostumien kertymistä valkaisukiertoihin. Jätevesien silikaat-° tikuormaa voidaan myös vähentää. Tämä lisää myös osaltaan menetelmän 35 tuomia kokonaiskustannussäästöjä.
10
Keksinnön mukainen valkaisuprosessi voidaan toteuttaa vähäisillä muutoksilla olemassa oleviin valkaisulaitteistoihin. Sitä voidaan myös helposti soveltaa jo olemassa oleviin muuntokuitua valmistaviin laitoksiin, joissa on käytössä vetyperoksidivalkaisuprosessi. Valkaisu voidaan suorittaa myös 5 jatkuvana prosessina. Valkaisun reaktioaika jatkuvassa prosessissa on esimerkiksi noin 4 minuuttia.
δ
(M
i
CD
O
co
(M
X
en
CL
00
CD
CD
m δ
(M
Claims (12)
1. Menetelmä muusta kuin liukosellua olevasta epätyypillisestä, luonnonkuituja sisältävää biomassaa tai sellumassaa olevasta 5 selluloosapitoisesta raaka-aineesta, edullisesti sellaisesta jonka alkaliresistanssi R18 on alle 93%, valmistettua selluloosamuuntokuitua käsittävän kuitumateriaalin valkaisemiseksi, tunnettu siitä, että kuitumateriaalia käsitellään valkaisuliuoksella, joka sisältää perhappoa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epätyy pillinen selluloosapitoinen raaka-aine on korkean hemiselluloosapitoisuuden ja/tai muita epäpuhtauksia omaavaa raaka-ainetta, joka on esikäsitelty alkali-liuoskäsittelyllä ja/tai entsyymeillä ennen selluloosamuuntokuidun valmistusta. 15
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sel-luloosamuuntokuidut ovat ionisiin liuottimiin perustuvia kuituja, entsyymi-käsittelyprosessilla valmistettuja kuituja, viskoosi-, modaali- tai karbamaatti-kuituja. 20
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosamuuntokuidut sisältävät silikaattia.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että valkaisuliuos sisältää vähintään yhtä seuraavista perhapoista: peretikka- happo, permuurahaishappo tai perrikkihappo.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuliuos sisältää 2,2'-bipyridiiniä. 30
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuliuos sisältää perhappojen kanssa yhteensopivia siirtymämetal-lien kelatoijia ja/tai muita stabilisaattoreita.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että perhapon pitoisuus on 0,06-2000 mmol/l. 4
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuliuoksen pH on välillä 1-11, edullisesti välillä 2-11, edullisimmin välillä 5-7. 5
10. Jokin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävän kuitumateriaalin pH-arvo on ennen valkaisua välillä 1-14, edullisesti välillä 7-14, edullisimmin välillä 8-9.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valkaisuliuoksen lämpötila on välillä 20-100°C, edullisesti välillä 50-70 °C.
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että valkaisu suoritetaan jatkuvana prosessina. 20
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115668A FI123344B (fi) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi |
| PCT/FI2012/000020 WO2012136878A2 (en) | 2011-04-08 | 2012-04-10 | Method for bleaching fibrous material made from atypical raw material |
| PCT/FI2012/050653 WO2012175815A1 (en) | 2011-06-23 | 2012-06-21 | Method for bleaching fiber material |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115668 | 2011-06-23 | ||
| FI20115668A FI123344B (fi) | 2011-06-23 | 2011-06-23 | Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20115668A0 FI20115668A0 (fi) | 2011-06-23 |
| FI20115668A FI20115668A (fi) | 2012-12-24 |
| FI123344B true FI123344B (fi) | 2013-02-28 |
Family
ID=44206876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20115668A FI123344B (fi) | 2011-04-08 | 2011-06-23 | Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI123344B (fi) |
| WO (1) | WO2012175815A1 (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI127444B (fi) * | 2015-05-27 | 2018-06-15 | Kemira Oyj | Menetelmä massan viskositeetin vähentämiseksi liukoselluloosan valmistuksessa |
| CN112981577A (zh) * | 2019-12-12 | 2021-06-18 | 连津格股份公司 | 完全不含氯地制造莫代尔纤维的方法 |
| JP7550189B2 (ja) | 2022-06-10 | 2024-09-12 | 大王製紙株式会社 | カルバメート化セルロース繊維の製造方法及びカルバメート化セルロース微細繊維の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE570484A (fi) * | 1957-09-06 | |||
| GB926639A (en) * | 1960-05-31 | 1963-05-22 | Courtaulds Ltd | Improvements relating to the treatment of cellulosic fabrics |
| FI91778C (fi) * | 1991-12-31 | 1994-08-10 | Kemira Fibres Oy | Piidioksidia sisältävä tuote ja menetelmä sen valmistamiseksi |
-
2011
- 2011-06-23 FI FI20115668A patent/FI123344B/fi not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-06-21 WO PCT/FI2012/050653 patent/WO2012175815A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012175815A1 (en) | 2012-12-27 |
| FI20115668A (fi) | 2012-12-24 |
| FI20115668A0 (fi) | 2011-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI129086B (fi) | Menetelmä liukosellun valmistamiseksi | |
| US11618978B2 (en) | Recycling of cellulosic textiles | |
| Gehmayr et al. | A precise study on the feasibility of enzyme treatments of a kraft pulp for viscose application | |
| EP2429681B1 (en) | Fibrillated blend of lyocell and cellulosic low dp pulp | |
| KR100834248B1 (ko) | 평균 중합도가 낮은 알칼리성 펄프와 그 제조방법 | |
| AU2008253520B2 (en) | Method to remove hemicellulose from cellulosic fibres using a solution of ammonia and hydrogen peroxide | |
| US9222222B2 (en) | Dried highly fibrillated cellulose fiber | |
| CN101473089A (zh) | 浆粕反应性的提高 | |
| CN105745370A (zh) | 多糖纤维及其制备方法 | |
| CN101736426A (zh) | 以芦苇、秸秆植物纤维浆粕制备再生纤维素纤维的方法 | |
| EP3983583A1 (en) | Fibers produced from recycled cellulosic waste material | |
| FI123344B (fi) | Menetelmä kuitumateriaalin valkaisemiseksi | |
| Bajpai et al. | Production of dissolving-grade pulp | |
| KR102652615B1 (ko) | 용해 펄프의 제조에서 펄프 점도를 감소시키는 방법 | |
| WO2012136878A2 (en) | Method for bleaching fibrous material made from atypical raw material | |
| JP2017535690A (ja) | セルロース生産方法 | |
| Arce Gutiérrez | Estudio y mejora de la reactividad de la pasta dissolving orientado a la producción de fibra de viscosa | |
| WO2024180065A1 (en) | A method of treating regenerated cellulose fiber for textile and non-woven applications | |
| RU2578586C1 (ru) | Способ получения лубяной беленой целлюлозы | |
| CN118556144A (zh) | 包含纤维素的纺织品的混合物的再循环 | |
| CN1117101A (zh) | 生产化学热机制纸浆的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123344 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: SCITECH INNOVATIONS OY LTD |
|
| MM | Patent lapsed |