FI91545C - Parannettu peroksidivalkaisumenetelmä - Google Patents

Description

91545

Parannettu peroksidivalkaisumenetelmå

Puumassan valkaisu peroksideilla on vakiintunut tekniikka valkaistun massan valmistuksessa, vetyperoksi-5 dien ollessa kaikkein yleisin tållaisiin sovellutuksiin kåytetty reagenssi. Koko joukossa patentteja ja tiedonan-toja on kuvailtu tåmån tekniikan ja sen lukuisten haarojen erilaisia yksityiskohtia.

Vetyperoksidin yhdistelmåt erilaisten orgaanisten 10 happojen kanssa ovat erityisen merkittåviå peroksidival-kaisutekniikan muotoja. Kåsittely suoritetaan pH-skaalan happamalla alueella, mikå helpottaa valkaisuprosessissa kemiallisena lajina vaikuttavien peroksihappojen muodos-tumista. Vastakohtana tålle tavalliselle tavalle valkaisu 15 suoritetaan peroksideilla lievåsti emåksisisså olosuhteis-sa, jolloin vaikuttavana ionisena lajina olevien peroksi-dianionien H02~muodostus kasvaa. Suurempia emåksisyyksiå on våltettåvå, koska vetyperoksidi hajoaa tålloin hapeksi.

Tåmån esityksen tarkoitus on kuvailla yksinkertai-20 nen menetelmå vetyperoksidin valkaisutehon lisååmiseksi lisååmållå valkaisuliuokseen mååråttyjå huokeita orgaani-sia happoja. Kyseiset hapot ovat muurahais-, etikka-, mai-to-, maleiini- ja ftaalihappo; niitå voidaan kåyttåå yksin tai erilaisina yhdistelminå. Vastakohtana samankaltaisille 25 vetyperoksidien seoksille sellaisten happojen kanssa, joi-den on esitetty parantavan valkaisuprosessin tehokkuutta, vertaa esimerkiksi patenttijulkaisu AT-203.454, kåytetåån esityksen seoksia pH-skaalan emåksisellå alueella eikå happamalla puolella. Kåsittelyliuoksen emåksisyys on påå-30 ominaispiirre tåsså keksinnosså, joka liittyy peroksidi-- * valkaisumenetelmåån edellå lueteltujen orgaanisten happo jen, se on, muurahais-, etikka-, maito-, maleiini- ja ftaalihappo tai niiden seokset, låsnåollessa.

Samanlaisia esityksiå, kuin patenttijulkaisussa AT-35 203 454, jotka liittyvåt mååråttyjå orgaanisia happoja si-

OO

• « 2 91545 såltåvien vetyperoksidien kåyttoon happamissa olosuhteis-sa, esiintyy myos joukossa muita patentteja, vertaa esi-merkiksi patenttijulkaisut US-2 720 441, FR-1 565 397 ja JP-77 120 104. Siksi on jopa vielå håmmåstyttåvåmpåå, ettå 5 valkaisutehossa voidaan saada merkittåvå parannus pH-skaa-lan emåksisellå alueella, jossa sellaista valkaisutehoa ei tavallisesti olisi odotettavissa. Vetyperoksidin paran-tunut valkaisuteho mååråttyjen orgaanisten happojen låsnå-ollessa happamissa olosuhteissa saattaa liittyå peroksi-10 happojen muodostumiseen. Tåsså keksinnosså mååritellyisså olosuhteissa peroksihapoilla ei kuitenkaan ole tårkeåå merkitystå, koska emåksinen ympåristd ei suosi sellaisia peroksihappoja muodostavia reaktioita.

Keksinnon mukaisesti on keksitty, ettå peroksidien 15 valkaisutehoa voidaan parantaa mikåli valkaisuprosessi suoritetaan yhden tai useamman luetellun hapon alhaisen konsentraation låsnåollessa pitåen pH-arvo emåksisellå pH-alueella 8 - 13, mikå pH-arvo saadaan aikaan lisååmållå alkalimetallihydroksidia kuten natriumhydroksidi tai ka-20 liumhydroksidi.

Kåytettåesså peroksidia ja alkalimetallihydroksidia massan valkaisuun lueteltujen happojen pienien konsentraa-tioiden lisåyksellå saavutetaan huomattavasti parantunut valkaisu verrattuna valkaisuun, joka suoritetaan peroksi-. 25 dilla ja alkalimetallihydroksidilla mainittuja happoja kåyttåmåttå.

Tåmån keksinndn mukainen menetelmå sallii valkaisun alemmilla happo- ja peroksidikonsentraatioilla kuin kåytettåesså yleisiå peroksihappomenetelmiå siten, ettå saa-30 daan sama valkaisuvaikutus.

• Kåyttåmållå keksinndn mukaista menetelmåå våltetåån edelleen yleisten peroksidistabilisaattorien kåyttoon liittyvåt ongelmat. Nåistå voidaan mainita ensisijassa si-likaatit, jotka saattavat aiheuttaa ei-toivottuja kerros-35 tumia (scaling) kåytettåesså sellaisiin menetelmiin perus-tuvia valkaisumenetelmiå teknillisesså mittakaavassa.

I! 3 91545

Toinen keksinnon mukainen håmmåstyttavå keksinto on, etta kaliumhydroksidi antaa valkaistulle materiaalille merkittSvSsti suuremman valkoisuusasteen kuin natriumhyd-roksidi. Ero oli suuruudeltaan 2-8 SCAN-valkoisuusaste-5 yksikkGS.

Vetyperoksidin valkaisutehon parantaminen edellå luetelluilla hapoilla kSyttåen KOH:ta pH-arvon saåtbon ku-vaillaan nyt joidenkin esimerkkien avulla. Kokeet suori-tettiin valkaisemattomalla mekaanisella massalla (mSnty).

10 Kemikaalit (peroksidi ja happo) lisattiin samanaikaisesti massan 2-% suspensioon vedessS, minka jMlkeen pH-arvo såa-dettiin vMlittdmåsti arvoon 9-10 lisSamaiia K0H:ta 60 eC:ssa, sekoitettiin 1 h. Kåsittelyn loppuun saattamisen jaikeen massa muodostettiin laboratorioarkeiksi vakiotyo-15 tapoja kåyttåen (SCAN Cll:75). Valkoisuusastemittaukset suoritettiin SCAN Cll:75 mukaisesti, valkoisuusaste il-maistiin IS0-yksik6isså. Valkaisemattoman massan valkoisuusaste oli 57 - 60.

Keksintoa kuvaillaan seuraavien esimerkkien avulla.

20 Esimerkki 1

Valkaisuseos, joka sisalsi 4 % ^2°2' 1 ^ etikkahap-poa ja 1 % muurahaishappoa (jårjestelmåsså olevan massan painon perusteella) antoi edellå kuvaillun menetelman mu-kaisen valkaisun jalkeen valkoisuusasteen 78 %, saavutetun 25 valkoisuusasteen paranemisen ollessa 18 yksikkOS.

Esimerkki 2

Suoritettaessa valkaisu alhaisemmilla peroksidi-ja happokonsentraatioilla, nimittåin 1,5 % 0,75 % etikkahappoa ja 0,75 % muurahaishappoa, saatiin valkoi-30 suusaste 72 % (parannus 15 yksikkdå). Konsentraatioarvot . : ovat jålleen reaktiossa kåytetyn massan perusteella. Olo- suhteet olivat kaikissa muissa suhteissa samanlaiset kuin esimerkisså 1 kaytetyt.

OO

4 91545

Esimerkki 3

Reaktioseoksella, jossa oli 4 % 1^02 ja 4 % maito-happoa, saavutettiin valkoisuusaste 78 %. Tåmå arvo nousi 81,4:ddn lisåttåessd magnesiumyhdistettd (0,4 % Mg^+ = 5 4 % MgS04x7H20). Peroksidi- ja maitohappokonsentraatioiden alentaminen 1,5 %:iin antoi valkoisuusastelukeman 72 %, joka voitiin nostaa 75:een, kun Idsnå oli 0,4 % Mg^+ (= 4 % MgS04x7H20).

H202/maleiinihappo-seoksilla saatiin samanlaiset 10 tulokset.

I^Oz/ftaalihappo-seoksilla saatiin samanlaiset tulokset.

Edella esitetyt tulokset optimoitiin reaktioseoksen pH-arvon suhteen, pH-arvon sdStSminen suoritettiin 15 K0H:lla. Kuten jo mainittiin, NaOH:n kdytto samassa pH:ssa tuotti alhaisemman valkoisusasteen. Massakonsentraatioiden suhteen ei kuitenkaan suoritettu optimointia. Suurempia massakonsentraatioita kåytettdesså voidaan olettaa saavu-tettavan valkoisuusasteen paranevan ainakin 6 yksikolld 20 (vertaa "The Bleaching of Pulp", L.A. Beeman ja J.S.Reichert, Tappi monografia no. 10, 210 (1953)). Tåmån menetelmån tehokkuus on siten ilmeisesti esitetty riittd-vån selvåsti.

Mainittakoon, ettå kokeet, joissa happo lisåttiin 25 massasuspensioon emdksen ja peroksidin lisdyksen jalkeen, tuottivat samanlaiset tulokset.

0o li

Claims (4)

91545

1. Menetelma puumassan valkaisemiseksi kayttamatta peroksihappoja kayttamaiia 0,1 - 10 % massan kuivapainosta 5 vetyperoksldia, tunnettu slita, etta samassa vai-heessa kuln vetyperoksidilisMys, valkaistavaan massasus-pensioon llsataan orgaanista happoa joukosta muurahaishap-po, etlkkahappo, maitohappo, maleiinihappo ja ftaalihappo tal mika hyvansa naiden seos yhdessa sellalsen maaran 10 kanssa alkallmetallihydroksidia, etta suspension pH-arvo on emaksiselia alueella 8,0 - 13.

2. Patenttlvaatimuksen 1 mukainen menetelma, tunnettu slita, etta happoa kaytetaan maarassa 0,25 - 10 % massan kulvapalnosta.

3. Patenttlvaatimuksen 1 tal 2 mukainen menetelma, tunnettu slita, etta alkalimetallihydroksldi on kaliumhydroksidl.

4. Jonkin edellisen patenttlvaatimuksen mukainen menetelma, tunnettu slita, etta kaytetty 20 emaksinen pH-alue on 9 - 10. ·> 91545