FI79566B

FI79566B - Blekmedel foer traemassa.

Info

Publication number: FI79566B
Application number: FI861481A
Authority: FI
Inventors: Harald Beurich; Margarete Scholl
Original assignee: Benckiser Knapsack Gmbh
Priority date: 1985-09-04
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1989-09-29
Also published as: FI861481A; US4752354A; FI861481A0; SE8603593L; SE467162B; CA1332665C; DE3531563C2; SE8603593D0; FI79566C; DE3531563A1

Description

1 79566

Puumassan valkaisuaine.

Blekmedel för trämassa.

i

Keksintö kohdistuu apuaineisiin kuumahierteen, kemiallisen kuumahierteen (TMP, CTMP), puuhiokkeen, sellun ja jätepaperin valkaisemiseksi peroksidien tai ditionihapoista tai sen johdannaisista saatujen suolojen ja rikin hapoista sekä niiden johdannaisista saatujen suolojen avulla. Puumassan valkaisu, joka on välttämätöntä puumassan käyttämiseksi raaka-aineena paperinvalmistuksessa, toteutetaan yleisesti ottaen hapettavan tai pelkistävän valkaisun avulla. Valkaisu voidaan suorittaa sekä yksi- että kaksivaiheisena.

Valkaisuaineeseen vaikuttavat puulaji, puun esikäsittely, valkaisuaineen määrä, veden laatu, annostelutapa sekä lisäaineiden tyyppi. Valkoisuus kasvaa yksivaiheisessa valkaisussa keskimäärin 8...10 pistettä, kaksivaiheisessa valkaisussa 16...18 pistettä.

Tekniikan tämänhetkisen tilan mukaisesti valkoisuuden toivotun kasvamisen saavuttamiseksi välttämätön valkaisuliuoksen stabilointi vetyperoksidin tapauksessa toteutetaan vesilasin avulla. Vesilasin käyttö johtaa kuitenkin prosessiteknisiin ongelmiin, jotka todetaan esimerkiksi kerrostumien muodostumisena laitteiston osiin sekä vaikeutena jätevesiä puhdistettaessa. Nämä ongelmat edellyttävät pienentyäkseen kemiallisten apuaineiden suurempaa käyttöä, mikä puolestaan johtaa kiertokulun sulkeutumisen vuoksi uusiin vaikeuksiin tekniikan tämänhetkisen tilan mukaisesti.

DE patenttijulkaisussa 33 38 260 selitetään siten stabilisaattoreina tai kompleksinmuodostajia, jotka muodostuvat fosfoni-happojen, polyhydroksikarboksyylihappojen ja fosfaattien seoksesta, jotka yhteisvaikutuksena tuottavat erinomaisen stabi-lointivaikutuksen ja hyvän valkaisuvaikutuksen sekä hapetta- i 2 79566 vassa että pelkistävässä valkaisussa. Kuitenkin on edelleen toivottavaa saavuttaa vielä parempi valkoisuus varsinkin yksivaiheisessa valkaisussa. Hakijan tehtävänä on näin ollen ollut aikaansaada valkaisuaine, jolla on suurempi valkaisuteho.

Yllättäen tämä tehtävä on voitu ratkaista oheisten patenttivaatimusten määrittelemillä toiminnoilla.

On yllättävää, että pelkistävän aineen läsnäolo hapettavassa valkaisumenetelmässä parantaa valkaisutehoa eikä vain johda haptettavan aineen (vetyperoksidi, H2O2) lisäkulutukseen.

Mikäl'i toivotaan erityisen voimakasta valkaisutehoa, on myös mahdollista liittää menetelmään pelkistävä valkaisumenettely, kuten esimerkiksi valkaisu rikin hapolla tai ditioniitilla, kuten esimerkiksi julkaisusta Wochenblatt fur Papierfabrika-tion ( 1982), He ft 6, s. 179...180, on tunnettu. Keksinnön mukainen pelkistävien aineiden lisääminen hapetusvaiheeseen johtaa myös kaksivaiheisessa menetelmässä parempaan valkoisuuteen, eikä se luonnonmukaisesti häiritse pelkistävää valkaisu-menetelmää.

Fosfonihappoina voidaan käyttää Ν,Ν-bis(karboksimetyyli)-1-: amino-etaani-1,1-difosfonihappoa, N-2-karboksietyyli-1-amino- etaani-1,1-difosfonihappoa, Ν,Ν-bis(hydroksimetyyli)-1-amino-. etaani-1,1-difosfonihappoa ja 1,2,1-trikarboksibutaani-2-fos-fonihappoa; dietyleenitriamiinipentametyleenifosfonihappoa (DTPMP), hydroksietaanidifosfonihappoa ja aminotrismetyleeni fosfonihappoa tai näiden happojen vastaavia suoloja. Polyhydr-oksikarboksyylihappona voidaan käyttää glukonihappoa, sitruunahappoa, Ν,Ν-dihydroksietyleeniglysiiniä, dietyleenitriamii-nipentaetikkahappoa, etyleenidiamiinitetraetikkahappoa, nitri-lotrietikkahappoa tai näiden happojen vastaavia suoloja. Fos-faattikomponentteina voidaan käyttää ortofosforihapon tai polyfosforihapon vastaavia alkali- ja maa-alkalimetallien suoloja.

li 3 79566

Mainitut komponentit ovat osoittautuneet erityisen sopiviksi käytettäessä niitä seossuhteessa 60:10:10 tai 10:10:80 ja 10:80:10. Näiden aineiden yhteisellä käytöllä saadaan aikaan synenergistinen vaikutus (katso esim. hakemusjulkaisu DE-OS 33 38 260).

Jo mainittujen kiertokulkujen sulkeutumisen vaikutuksesta raskasmetallien pitoisuus kasvaa vedessä siten, ettei valkoisuus ole tyydyttävää komplekseja muodostavista aineista huolimatta. Tähän myötävaikuttaa se, että raskasmetallien ionit estävät niiden toiminnan irreversiibelisti. Raskasmetallien pitoisuuden suuruus aiheuttaa paperin vanhenemista, johon liittyy valkoisuuden huomattavaa vähenemistä. Tätä ilmiötä ei saada poistetuksi lisäämällä suuria määriä komplekseja muodostavia aineita. Yllättävästi osoittautui, että tämä ilmiö on estettävissä pelkistäviä aineita lisäämällä.

Täysin odottamattomasti todettiin, että pelkistävä aine voidaan sisällyttää vaikeuksitta komplekseja muodostavaan aineeseen. Tämä yksinkertaistaa edelleen menetelmää. Täten muodostettu tuote mahdollistaa moitteettoman peroksidivalkaisun, jolloin paperin kyky vastustaa vanhenemista säilyy.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat lähemmin keksinnön mukaisia riippuvuuksia.

Koejärjestelyt

Valkäisuohjeen koostumus voi tekniikan tason mukaan olla seu-raava: a) Peroksidivalkaisuaine

Vetyperoksidia 1,5...2 %

Natriumlipeää 1,5...2 %

Stabilisaattoria 1,0...5 % (seur. esimerkkien mukaan) « 79566 b) Pelkistävä valkaisuaine

Natriumditioniitti 0,5...2 %

Kokeissa meneteltiin seuraavasti: a) 100 g vesipitoista sulppua, jossa sulpputiheys oli 3.. .10 %, valkaistiin hapettavasti 40...100 °C:n mieluiten 55.. .65 °C:n lämpötilassa, pH-arvossa 8...12, ja vetyperoksi-dilisäyksen ollessa 1,5...2 %. Viiveaika oli jopa 8 tuntia, mieluiten 2 tuntia. Tämän jälkeen seos tehtiin happamaksi rikkihapolla.

b) Tämän jälkeen pelkistävää ainetta lisättiin pitoisuuksina, jotka olivat 0,5...5 % sulpusta laskien. Käytetyn veden raskasmetallipitoisuus oli 100 ppm. Tässä pelkistämällä toteutetussa valkaisussa keksinnön mukaista seosta käytettiin menetelmän yhdessä vaiheessa. Kuten jäljempänä esitetyt esimerkit osoittavat, keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan saavuttaa selvästi korkeampi valkoisuusaste kuin vertailukokeessa.

Vertailuesimerkit * \

Esimerkki 1: hapettava valkaisu menettelyn a) mukaisesti, stabilisaattori: 4 % vesilasia - 8 valkoisuuspistettä

Esimerkki 2: kuten esimerkki 1, stabilisaattorina käytettiin kuitenkin 1 % seuraavia yhdisteitä DTPA - 6,6 pistettä EDTA - 6 pistettä NTA - 7 pistettä .* Alkaliortofosfaatti - 6,4 pistettä i 5 79566

Esimerkki 3: kuten esimerkki 1, kuitenkin 4 % vesilasia korvattiin 1 prosentilla seuraavien yhdisteiden yhdistelmää 45 osaa Ν,Ν-bis(hydroksimetyyli)-1-aminoetaani-1/1-di fosfonihappoa 16 osaa fosforihappoa 15 osaa KOH, loput vettä Valkoisuuden nousu 7 pistettä.

Esimerkki 4: Koe toteutettiin esimerkin 1 tavoin, käyttäen kuitenkin kolmen aineen yhdistelmää 1 a) 20 osaa DTPMP

16 osaa £os£orihappoa 27 osaa vettä

10 osaa KOH

10 osaa DTPA

Valkoisuuden nousu 13,4 pistettä.

b) 20 osaa Ν,Ν-bis(hydroksimetyyli)-1-amino-etaani-1,1-difosfonihappoa 20 osaa H3PO4 20 osaa polyfosfaattia 8 osaa DTPA, loput vettä Valkoisuuden nousu 13,7 pistettä.

c) 25 osaa DTPMP

20 osaa polyfosfaattia

20 osaa EDTA

20 osaa KOH, loput vettä

Valkoisuuden nousu 10,5 pistettä.

Keksinnön mukainen esimerkki

Esimerkki 5: kuten esimerkki 4 + 0,5 % pelkietintä

a) 20 osaa DTPMP

16 osaa H3PO4 27 osaa vettä 6 79566

10 osaa DTPA

0,5 osaa amidoiminometaanisulfiinihappoa Valkoisuuden nousu 15,4 pistettä.

b) 20 osaa Ν,Ν-bis(hydroksimetyyli)-1-amino-etaani-1,1-difosfonihappo

20 osaa H3PO4 30 osaa KOH

8 osaa DTPA, loput vettä + 0,5 % hydroksyyliammoniumsulfaattia Valkoisuuden nousu 16 pistettä.

c) 20 osaa DTPMP

20 osaa polyfosfaattia , 20 osaa EDTA

20 osaa KOH, loput vettä + 0,5 % hydroksyyliammoniumsulfaattia Valkoisuuden nousu 16 pistettä.

f Esimerkki 6: CTMP (kemiallinen kuumahierre), puuhake kylläs- (Vertailu) tettiin seoksella 2,0 % Na2S03 + 0,6 % DTPA, kuidut rikottiin ja valkaistiin lopuksi seoksella 2 % H202 ja 1% NaOH.

Valkoisuuden nousu 5 pistettä.

Esimerkki 7: kuten esimerkki 6 kuitenkin DTPA korvattiin seoksella, joka käsitti 20 osaa Ν,Ν-bis(hydroksimetyyli)-1-amino-etaani-1,1-difosfonihappoa, 20 osaa H3PO4, 20 . osaa KOH, 8 osaa DTPA ja 42 osaa hydroksyyli ammoniumsulfaattia.

Valkoisuuden nousu 8 pistettä.

Esimerkki 8: 100 g jätepaperia liotettiin veteen siten, että (Vertailu) sulpputiheydeksi saatiin 6 %, ja valkaistiin sitten käyttäen 2 % H202 ja 1 % NaOH, lisäten 0,5 % DTPA.

7 79566

Valkoisuuden nousu 10 pistettä.

Esimerkki 9: kuten esimerkki 8, kuitenkin DTPA korvattiin (Vertailu) 0,2 %:11a seosta, joka käsitti 20 osaa DTPMP, 20 osaa H3PO4, 20 osaa KOH, 10 osaa DTPA, loput vettä.

Valkoisuuden nousu 13 pistettä.

Esimerkki 10: kuten esimerkki 8, kuitenkin DTPA korvattiin seoksella, joka käsitti 20 osaa DTMP, 20 osaa poly fosfaattia, 10 osaa DTPA ja 50 osaa hydrok-syyliammoniumfos faattia.

Valkoisuuden nousu 15 pistettä.

Edellä esitetyt esimerkit osoittavat selvästi, että tämän keksinnön mukaisella valkaisuprosessin apuaineella päästään olennaisesti parempaan valkoisuusasteen nousuun kuin ilman kulloinkin käytettyjä pelkistimiä. Häiritsevä vesilasi voidaan korvata täydellisesti, ja tämän lisäksi tässä menetelmässä päästään erinomaiseen valkoisuuden nousuun myös raskasmetallien ionien suurten pitoisuuksien läsnäollessa. Näin ollen tämän keksinnön mukaisia tuotteita käytettäessä kiertävien vesivirtojen kuormittuminen kemikaaleilla on vähäisempää. Tällä1 päästään yhdessä edellä mainittujen etujen kanssa yleisesti ottaen häiriöttömään toimintaan ja täten parempaan tehokkuuteen.

Claims

1. Menetelmä puumassan hapettavaksi valkaisemiseksi, erityisesti raskasmetallisuolojen läsnäollessa, jossa menetelmässä puumassasta valmistettuun lietteeseen lisätään hapettavaa valkaisuainetta ja kompleksinmuodostajien yhdistelmä, joka sisältää fosfonihappoja, polyhydroksikarboksyylihappoja ja fosfaatteja tai niiden suolojen, määränä, joka on 0,5...5 % puumassan kuivapainosta, ja sekoitetaan, tunnettu siitä,, että käytetään tavanomaista peroksidivalkaisuainetta ja että lisäksi tavanomainen hapettava valkaisu suoritetaan ami-doimidometaanisulfiinihapon tai hydroksyyliamiinin suolojen läsnäollessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että amidoimidometaanisulfiinihapon tai hydrokeyyli-amiinin suoloja käytetään määränä, joka on 0,5...5 % puumassa *: kuivapainosta.

:. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, t u n - n e t t u siitä, että hapettavan valkaisun jälkeen suoritetaan pelkistävä valkaieu ditionihapolla tai rikin hapolla. i Patentkrav 1 Förfarande för oxidativ blekning av trämassa, speciellt i närvaro av tungmetallsalter, i vilket förfarande man tillsät-ter ett oxidativt blekmedel ooh en kombination av komplexbil-dare, innehällande fosfonsyror, polyhydroxikarboxylsyror och fosfater eller deras salter i mängder mellan 0,5...5 % beräk-nat pä trämassans torrvikt, och blandar, känneteck-n a t av, att man använder ett vanligt peroxidblekmedel och genomför den vanliga oxidativa blekningen ytterligare i när-