KR101525273B1

KR101525273B1 - 펄프의 표백 방법

Info

Publication number: KR101525273B1
Application number: KR1020107009591A
Authority: KR
Inventors: 매튜 로버트 길스; 니콜라스 존 딕슨
Original assignee: 이노스펙 리미티드
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-11-03
Publication date: 2015-06-02
Also published as: CN101842533B; EP2205789B1; JP2011503369A; CA2703023A1; WO2009056893A3; WO2009056893A2; KR20100072327A; JP5319690B2; MX2010004913A; AU2008320611A1; CN101842533A; EP2205789A2; CA2703023C; US20100236734A1; ZA201002731B; US8906199B2; AR069148A1; GB0721587D0; BRPI0817776A2; AU2008320611B2

Abstract

본 발명은 (a) 에틸렌디아민-N,N-디숙신산, 메틸글리신디아세트산, 글루탐산 N,N-디아세트산, 이미노 디숙신산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 킬레이팅제; 및 (b) 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산, 에틸렌디아민 테트라아세트산, 디에틸렌트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 킬레이팅제를 포함하는 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 것을 포함하는, 하나 이상의 과산화물 산화제를 이용하여 목재 펄프를 표백하는 방법을 제공한다.

Description

펄프의 표백 방법 {PROCESS FOR BLEACHING PULP}

본 발명은 목재 펄프의 표백 방법에 관한 것이다. 목재 펄프는 종이를 만드는데 사용된다. 목재를 펄핑하는 통상적인 방법으로는 기계적 및 화학적 펄핑이 있다.

탄화 규소 또는 산화 알루미늄이 내포된 숫돌을 이용하여 작은 목재 통나무를 분쇄한 것인 돌 분쇄 목재 펄프 (stoneground wood pulp; SGW); 목재를 분쇄하기 전에 스팀을 가한 것인 압력 분쇄 목재 펄프 (PGW); 목재 조각을 리파이너 플레이트로 알려진 이랑형 금속 디스크로 분쇄한 것인 리파이너 기계적 펄프 (RMP); 및 조각을 리파이너하면서 스팀을 가한 것인 열기계적 펄프 (TMP)를 비롯해서 다양한 유형의 기계적 펄프를 형성할 수 있다.

화학적 펄프를 형성하기 위해서는 목재 조각을 화학물질과 함께 가열하여 리그닌을 부수며, 이는 탈리그닌 공정으로도 알려져 있다.

혼성 방법은 순한 화학물질로 목재 조각을 전처리한 후 표준 기계적 밀링에서 사용되는 방법으로 리파이닝하는 화학열기계적 펄프법 (CTMP)이다. 이 경우 화학물질은 리그닌을 제거하기 위해 사용되는 것이 아니고, 섬유소들을 리파이닝하기 쉽게 만들기 위해 사용된다.

또한, 폐지 및 폐판지로부터 재생 펄프를 제조하는 것도 가능하다.

이러한 방법 중 임의의 방법에 의해 제조된 펄프를 표백하여 백지 제품을 제공할 수 있다. 종래에는 표백제로서 염소가 사용되어 왔지만, 환경적인 이유로 인해 근년에는 이산화 염소, 산소, 오존 및 과산화 수소를 비롯한 대안이 되는 표백제를 사용하여 왔다.

본 발명은 특히 과산화물 종을 이용하여 표백하는 방법에 관한 것이다. 과산화물은 'P' 단계로도 알려져 있는 펄프 처리의 표백 단계에서 사용된다. 몇몇 경우에서는, 'Q' 단계로 알려져 있는 사전 킬레이팅 단계가 존재한다.

과산화물은 금속 이온과의 반응에 의해 분해될 수 있고, 이는 표백을 비효율적이게 할 수 있다. 따라서, 킬레이팅제를 첨가하여 금속 이온과 결합되도록 하는 것이 통상적이다. 그러나, 이것의 문제점은 종래의 비-생분해성 킬레이팅 종이 갖는 환경적인 영향이다.

통상적으로 사용되며 매우 효과적인 킬레이팅제 중 하나는 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산 (또는 DTPA)이다. 또다른 유용한 킬레이팅제는 에틸렌디아민 테트라아세트산 (또는 EDTA)이다. 포스포네이트-계 킬레이팅제, 예를 들어 디에틸렌트리아민-펜타-메틸렌 포스폰산 (DETPMP)이 또한 통상적으로 사용되는 효과적인 킬레이팅제이다. 그러나, 이들 종은 통상적인 폐수의 처리 동안 분해되거나 제거되지 않기 때문에, 현재 유럽의 표면수 중에서 대량 발견되고 있다. 이들 킬레이팅제의 존재는 강 퇴적물 및 처리된 슬러지로부터 중금속을 전이시킬 잠재력을 갖는다. 고농도의 킬레이팅제는 플랑크톤 및 조류의 성장을 방해하고, 박테리아에 대해 독성을 갖는다.

가능한 대안적인 킬레이팅제 중 하나는 생분해성 에틸렌디아민-N,N'-디숙신산 (또는 EDDS)으로, 이는 [S,S] 거울상 이성질체로 존재할 때 용이하게 생분해될 수 있다.

또다른 생분해성 킬레이팅제로는 메틸글리신 디아세트산 (MGDA), 글루탐산, N,N-디아세트산 (GLDA) 및 이미노 디숙신산 (IDS)이 있다.

놀랍게도, 본 발명자들은 특정 생분해성 킬레이팅제를 선택된 비-생분해성 킬레이팅제와 함께 사용하는 것이, 펄프 표백 공정에서 사용할 경우, 개별 킬레이팅제를 유사량으로 단독 사용하는 경우에 상대적인 효과로부터 기대되는 것에 비해, 향상된 성능을 나타낸다는 것을 발견하였다. 향상된 성능은, 예를 들어 공정의 막바지에서의 증가된 잔여 과산화물 수준에 의하거나, 처리된 생성물의 향상된 ISO 광도에 의하거나, 또는 동등한 표백 효과를 달성하는데 필요한 과산화물의 양의 감소로 측정할 수 있다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 하나 이상의 과산화물 산화제를 이용하여 목재 펄프를 표백하는 방법이 제공되며, 이 방법은

(a) 에틸렌디아민-N,N'-디숙신산, 메틸글리신디아세트산, 글루탐산 N,N-디아세트산, 이미노 디숙신산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 킬레이팅제; 및

(b) 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산, 에틸렌디아민 테트라아세트산, 디에틸렌트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 킬레이팅제

를 포함하는 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 것을 포함한다.

이들의 음이온 및 혼합물이란, (a) 및 (b)의 각 성분이 열거된 종들 중 하나 이상을 임의로 함유할 수 있으며, 그러한 종 또는 그러한 종들 각각은 음이온으로서 존재할 수 있음을 의미한다. 음이온은 염의 형태로 혼합물에 첨가될 수 있다.

적합하게는, 성분 (a) 대 성분 (b)의 중량비는 100:1 내지 1:100이고, 바람직하게는 50:1 내지 1:50, 보다 바람직하게는 20:1 내지 1:20, 바람직하게는 10:1 내지 1:10, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 예를 들어 3:1 내지 1:3이다.

바람직하게는 성분 (a) 대 성분 (b)의 중량비는 적어도 1:1이다.

바람직하게는 성분 (a) 대 성분 (b)의 중량비는 50:1 내지 1:1이고, 바람직하게는 30:1 내지 1:1, 보다 바람직하게는 20:1 내지 1:1, 바람직하게는 15:1 내지 1:1, 예를 들어 12:1 내지 1:1, 보다 바람직하게는 10:1 내지 1:1, 바람직하게는 8:1 내지 1:1, 예를 들어 6:1 내지 1.1:1, 5:1 내지 1.2:1 또는 4:1 내지 1.5:1이다. 비는, 예를 들어 12:1 내지 2:1 또는 10:1 내지 1.5:1일 수 있다.

몇몇 실시양태에서, 킬레이팅제의 혼합물은 당업자에게 널리 알려져 있는 것으로부터 선택된 킬레이팅제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는 성분 (a) 및 성분 (b)는 함께 킬레이팅제 혼합물의 적어도 70 중량％를 차지하며, 바람직하게는 적어도 90 중량％, 보다 바람직하게는 적어도 95 중량％를 차지한다. 가장 바람직하게는 킬레이팅제의 혼합물은 본질적으로 성분 (a) 및 성분 (b)로 이루어진다.

킬레이팅제의 혼합물은 적합하게는 성분 (a)를 1 내지 99 중량％ 및 성분 (b)를 1 내지 99 중량％ 포함할 수 있다.

킬레이팅제의 혼합물은 바람직하게는 성분 (a)를 50 내지 99 중량％ 및 성분 (b)를 1 내지 50 중량％ 포함한다.

바람직하게는 킬레이팅제의 혼합물은 성분 (a)를 적어도 25 중량％ 포함하고, 바람직하게는 성분 (a)를 적어도 40 중량％, 예를 들어 적어도 50 중량％, 바람직하게는 적어도 55 중량％, 보다 바람직하게는 적어도 60 중량％, 바람직하게는 적어도 65 중량％ 및 가장 바람직하게는 적어도 70 중량％ 포함한다.

킬레이팅제의 혼합물은 성분 (a)를 최대 98 중량％ 포함할 수 있고, 바람직하게는 성분 (a)를 최대 95 중량％, 보다 바람직하게는 최대 92 중량％, 바람직하게는 최대 90 중량％, 예를 들어 최대 85 중량％ 또는 최대 80 중량％ 포함할 수 있다.

킬레이팅제의 혼합물은 바람직하게는 성분 (b)를 적어도 2 중량％ 포함하며, 보다 바람직하게는 성분 (b)를 적어도 5 중량％, 바람직하게는 적어도 7 중량％, 바람직하게는 적어도 10 중량％, 예를 들어 적어도 15 중량％ 또는 적어도 20 중량％ 포함한다.

킬레이팅제의 혼합물은 적합하게는 성분 (b)를 최대 75 중량％ 포함하며, 바람직하게는 성분 (b)를 최대 60 중량％, 예를 들어 최대 50 중량％, 바람직하게는 최대 40 중량％, 예를 들어 최대 35 중량％ 포함하고, 가장 바람직하게는 최대 30 중량％ 포함한다.

본 명세서에서 제시하는 정의 중에서, 제시하는 양은 등가의 유리 산(들)로서 측정된 각 성분의 중량을 말한다. 그러나, 킬레이팅제가 존재하는 경우 이들 각각은 유리산 또는 염 또는 염의 혼합물로서 제공될 수 있다. 염의 경우, 산 잔기는 음이온으로 존재할 것이다. 등가의 유리산의 중량을 얻기 위해, 임의의 카운터이온의 질량은 무시하고, 명목상의 양성자(들)로 대체한다.

킬레이팅제의 혼합물의 성분은, 예를 들어 시중에서 구입가능한 용액의 형태로 공급될 수 있지만, 상기에서 제시하는 정의는 임의의 희석제가 제거된 경우에 잔류하게 될 활성 킬레이팅제의 양 만을 말한다.

에틸렌디아민 디숙신산 (EDDS)은 하기 화학식 1로 도시되는 구조를 갖는다:

EDDS는 두 개의 입체 중심을 포함하며, 3가지의 가능한 입체이성질체가 존재한다. 특히 바람직한 배열은 [S,S]-에틸렌디아민 디숙신산으로, 이는 용이하게 생분해될 수 있다.

성분 (a)는 임의의 입체이성질체를 포함할 수 있다. 즉, 이는 [R,R]-EDDS, [R,S]-EDDS, [S,S]-EDDS 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

바람직하게는 성분 (a)가 EDDS를 포함하는 경우, 적어도 50％는 [S,S]-EDDS로 존재하며, 바람직하게는 적어도 70％, 보다 바람직하게는 적어도 90％, 가장 바람직하게는 적어도 95 중량％, 예를 들어 약 98 중량％가 [S,S]-EDDS로 존재한다. 몇몇 바람직한 실시양태에서, 성분 (a) 중에 존재하는 모든 EDDS는 본질적으로 [S,S]-EDDS로 이루어진다.

상기에서 상술한 바와 같이, 성분 (a)가 EDDS를 포함하는 경우, 이는 화학식 1에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (a)는 1, 2, 3 또는 4개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 EDDS 염을 포함할 수 있다.

EDDS의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염, 트리염, 또는 테트라염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염 또는 디염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 디나트륨 마그네슘 염 또는 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, EDDS 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

시중에서 구입가능한 물질 중 하나는 트리나트륨 에틸렌디아민 디숙시네이트로, 이는 상표명 엔비오메트 (Enviomet) C140으로 구입할 수 있다. 엔비오메트 C140은 [S,S] EDDS (유리산으로 표현됨)를 30 중량％, 즉 트리나트륨 EDDS (카운터이온 포함)를 37 중량％ 포함하는 수용액이다.

에틸렌디아민 디숙신산도 또한 상표명 엔비오메트 C265로 시중에서 구입가능하다. 엔비오메트 C265는 산으로서 고체 [S,S] EDDS를 65 중량％, 및 결정수를 함유한다. 이 물질은 고체 파우더 형태로 구입할 수 있다.

바람직하게는 EDDS는 트리나트륨 염으로서 존재한다.

메틸글리신디아세트산 (MGDA)은 하기 화학식 2로 도시되는 구조를 갖는다:

성분 (a)가 MGDA를 포함하는 경우, 이는 화학식 2에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (a)는 1, 2 또는 3개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 염을 포함할 수 있다.

MGDA의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염 또는 트리염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염 또는 디염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, MGDA 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

성분 (a)가 MGDA 또는 그의 염을 포함하는 경우, 이는 거울상이성질체 또는 그의 혼합물로 존재할 수 있다. 바람직하게는 라세미 혼합물로 존재한다.

MGDA는 시중에서 트리나트륨 염을 40 중량％ 포함하는 용액으로서 구입가능하며, 상표명 트릴론 (Trilon) M으로 판매된다.

글루탐산 N,N-디아세트산 (GLDA)은 하기 화학식 3으로 도시되는 구조를 갖는다:

성분 (a)가 GLDA를 포함하는 경우, 이는 이는 화학식 3에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (a)는 1, 2, 3 또는 4개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 염을 포함할 수 있다.

GLDA의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염, 트리염 또는 테트라염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염 또는 디염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 디나트륨 마그네슘 염 또는 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, GLDA 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

성분 (a)가 GLDA 또는 그의 염을 포함하는 경우, 이는 거울상이성질체 또는 그의 혼합물로 존재할 수 있다. 바람직하게는 성분 (a)가 GLDA를 포함하는 경우, 적어도 50％는 [S]-GLDA로 존재하며, 바람직하게는 적어도 70％, 보다 바람직하게는 적어도 90％, 가장 바람직하게는 적어도 95 중량％, 예를 들어 약 98 중량％가 [S]-GLDA로 존재한다. 몇몇 바람직한 실시양태에서, 성분 (a) 중에 존재하는 모든 GLDA는 본질적으로 S 거울상이성질체로 이루어진다.

GLDA는 시중에서 테트라나트륨 염을 38 중량％ 포함하는 용액으로서 구입가능하며, 상표명 디솔빈 (Dissolvine) GL-38로 판매된다.

이미노디숙신산 (IDS)은 하기 화학식 4로 도시되는 구조를 갖는다:

성분 (a)가 IDS를 포함하는 경우, 이는 이는 화학식 4에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (a)는 1, 2, 3 또는 4개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 염을 포함할 수 있다.

IDS의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염, 트리염 또는 테트라염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염 또는 디염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 디나트륨 마그네슘 염 또는 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, IDS 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

성분 (a)가 IDS 또는 그의 염을 포함하는 경우, 이는 거울상이성질체 또는 그의 혼합물로 존재할 수 있다. 바람직하게는 라세미 혼합물로 존재한다.

IDS는 시중에서 테트라나트륨 염을 34 중량％ 포함하는 용액으로서 구입가능하며, 상표명 베이퓨어 (Baypure) CX100으로 판매된다.

상기에서 상술한 바와 같이, 성분 (a)는 EDDS, MGDA, GLDA 및 IDS 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 성분 (a)는 EDDS 및/또는 MGDA를 포함한다. 가장 바람직하게는, EDDS를 포함한다.

바람직하게는 성분 (a)는 EDDS 및/또는 MGDA를 적어도 50 중량％ 포함하고, 보다 바람직하게는 적어도 70 중량％, 바람직하게는 적어도 90 중량％, 예를 들어 적어도 95 중량％ 포함한다. 몇몇 바람직한 실시양태에서, 성분 (a)는 본질적으로 EDDS 및/또는 MGDA로 이루어진다.

바람직하게는 성분 (a)는 EDDS를 적어도 50 중량％ 포함하고, 보다 바람직하게는 적어도 70 중량％, 바람직하게는 적어도 90 중량％, 예를 들어 적어도 95 중량％ 포함한다. 몇몇 바람직한 실시양태에서, 성분 (a)는 본질적으로 EDDS로 이루어진다.

DTPA는 하기 화학식 5로 도시되는 구조를 갖는다:

성분 (b)가 DTPA를 포함하는 경우, 이는 화학식 5에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (b)는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 염을 포함할 수 있다.

DTPA의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염, 트리염, 테트라염 또는 펜타염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염 또는 디염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 디나트륨 마그네슘 염 또는 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, DTPA 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

바람직하게는 DTPA가 존재할 경우, 이는 펜타나트륨 염으로서 존재한다.

EDTA는 하기 화학식 6으로 도시되는 구조를 갖는다:

성분 (b)가 EDTA를 포함하는 경우, 이는 화학식 6에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (b)는 1, 2, 3 또는 4개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 염을 포함할 수 있다.

EDTA의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염, 트리염 또는 테트라염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염 또는 디염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 디나트륨 마그네슘 염 또는 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, EDTA 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

바람직하게는 EDTA가 존재할 경우, 이는 테트라나트륨 염으로서 존재한다.

DETPMP는 하기 화학식 7로 도시되는 구조를 갖는다:

성분 (b)가 DETPMP를 포함하는 경우, 이는 화학식 7에 도시된 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있거나, 또는 다수의 수소 원자가 치환된 동일한 구조를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 성분 (b)는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 산기가 중화되거나 부분적으로 중화된 염을 포함할 수 있다.

DETPMP의 염을 포함하는 경우, 이는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 암모니아 또는 적합한 아민의 염일 수 있다.

1가 카운터이온이 사용된 경우, 염은 모노염, 디염, 트리염, 테트라염, 펜타염, 헥사염, 헵타염, 옥타염, 노나염 또는 데카염일 수 있다. 2가 양이온의 경우, 모노염, 디염, 트리염, 테트라염 또는 펜타염이 존재할 수 있다. 또한, 혼합염도 존재할 수 있으며, 예를 들어 디나트륨 마그네슘 염 또는 나트륨 마그네슘 염이 존재할 수 있다. 바람직하게는, DETPMP 잔기에 대한 카운터이온(들)은 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨, 리튬, 암모늄, 및 4급 암모늄 이온 중 하나 이상으로부터 선택된다.

바람직하게는 DETPMP가 존재할 경우, 이는 헵타나트륨 염으로서 존재한다.

상기에서 상술한 바와 같이, 성분 (b)는 DTPA, EDTA 및 DETPMP 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.

바람직하게는 성분 (b)는 DTPA 및/또는 EDTA를 포함한다.

상기에서 제시한 정의 중에서, 성분 (b)의 양은 존재하는 DTPA, EDTA 및 DETPMP의 총량을 말한다.

몇몇 실시양태에서, 성분 (b)는 DTPA를 적어도 50 중량％ 포함하고, 바람직하게는 적어도 70 중량％, 예를 들어 적어도 90 중량％ 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 성분 (b)는 본질적으로 DTPA로 이루어진다.

몇몇 실시양태에서, 성분 (b)는 EDTA를 적어도 50 중량％ 포함하고, 바람직하게는 적어도 70 중량％, 예를 들어 적어도 90 중량％ 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 성분 (b)는 본질적으로 EDTA로 이루어진다.

몇몇 실시양태에서, 성분 (b)는 DETPMP를 적어도 50 중량％ 포함하고, 바람직하게는 적어도 70 중량％, 예를 들어 적어도 90 중량％ 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 성분 (b)는 본질적으로 DETPMP로 이루어진다.

적합하게는, 본 발명의 제1 측면의 방법은 과산화 수소, 유기 과산 또는 이들의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 과산화물 산화제를 이용하여 목재 펄프를 표백하는 것을 포함한다. 사용될 수 있는 유기 과산으로는 과산화아세트산이 있다.

본 발명의 방법은 상술한 바와 같이, 기계적 펄프, 화학적 펄프, 화학열기계적 펄프 또는 재생 펄프 중 하나 이상으로부터 선택된 목재 펄프를 표백하는 것을 포함할 수 있다

본 발명의 방법은 다양한 범위의 pH 값을 갖는 조성물과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 킬레이팅제의 혼합물을 pH가 1 내지 12, 예를 들어 2 내지 10 또는 3 내지 9인 조성물에 첨가할 수 있다.

본 발명의 방법에서, 펄프는 상기에서 정의한 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 방법 중 임의의 단계에서 처리할 수 있다. 본 방법은 과산화물 산화제를 첨가하기 이전에, 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

이와 달리 및/또는 부가적으로, 본 방법은 과산화물 산화제가 존재하는 표백 단계 동안에 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

펄프를 표백하는 방법은 과산화물 표백제를 첨가하기 이전 단계에서 킬레이팅제의 혼합물을 첨가하는 것 및/또는 과산화물 산화제가 존재하는 표백 공정 동안에 킬레이팅제의 혼합물을 첨가하는 것을 포함할 수 있다.

킬레이팅제의 혼합물에 의한 처리는 'Q' 단계 동안 및/또는 'P' 단계 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 방법에서, 킬레이팅제의 혼합물은 수용액으로서 'Q' 단계 및/또는 'P' 단계 동안 펄프에 첨가될 수 있다.

킬레이팅제의 혼합물은 별개로 또는 함께 첨가될 수 있다. 이들은 무용매로서, 또는 담체를 더 포함하는 용액으로서 첨가될 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따르면,

를 포함하는 조성물이 제공된다.

성분 (a) 및 (b)의 바람직한 중량비는, 제1 측면에서 정의한 바와 같은 것이 바람직하다.

몇몇 실시양태에서, 제2 측면의 조성물은 본질적으로 성분 (a) 및 (b)로 이루어지고, 그의 바람직한 특성은 제1 측면에서 킬레이팅제의 혼합물에 관하여 서술한 바와 같다.

대안적 실시양태에서, 조성물은 희석제를 포함한다. 적합한 희석제로는 물 및 알코올이 있다.

그러한 실시양태에서, 제2 측면의 조성물은 킬레이팅제의 혼합물을 바람직하게는 0.5 내지 80 중량％ 포함하고, 바람직하게는 10 내지 60 중량％, 보다 바람직하게는 30 내지 45 중량％ 포함한다.

또한, 본 발명은 제1 측면의 방법에서 사용하기 이전에 희석시킬 수 있는, 농축된 전구체 조성물을 제공한다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 목재 펄프의 표백 방법에 있어서의

의 조합물의 용도가 제공된다.

제3 측면의 바람직한 특성은 제1 및 제2 측면에서 정의한 바와 같다.

본 발명의 제4 측면에 따르면, 본 발명의 제1 측면의 방법에 의해 수득된 표백된 목재 펄프가 제공된다.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해 표백된 펄프로부터 형성된 표백된 종이 제품을 제공한다.

본 발명의 방법은 성분 (a) 또는 (b) 중 한 성분 만을 사용한 방법에 비해 유의한 이점을 제공한다. 공정 막바지에 표백 조성물 중의 잔여 과산화물 수준은 성분 (a) 만을 사용한 경우에 얻어지는 것보다 더 높고, 낮은 수준의 성분 (b)를 사용한 경우의 환경적 이점은 상당하다.

본 발명의 방법에 의해 표백된 펄프는 또한 향상된 특성을 가지며, 예를 들어 광도가 보다 높다. 광도를 판단하는 적합한 방법은 ISO 3688 ("Pulps - preparation of laboratory sheets for the measurement of diffuse blue reflectance factor (ISO 광도)")이다.

예를 들어, 잔여 과산화물 수준 또는 ISO 광도를 측정했을때, 본 발명자들은 본 발명에 따른 킬레이팅제의 혼합물을 사용한 경우의 결과가 개별 성분을 단독으로 사용하여 얻은 결과의 가중 평균을 고려한 것으로부터 기대되는 것보다 더 우수하다는 것을 확인하였다. 실제로, 몇몇 실시양태에서, 혼합물의 성능이 성분을 개별적으로 사용한 경우보다 더 우수하다는 것을 확인하였다.

본 발명의 제2 측면의 조성물은 과산화물 종, 특히 과산화 수소를 안정화시키는데 유용하다. 이에, 본 발명은 과산화물 산화제를 안정화시키기 위한 제2 측면의 조성물의 용도를 추가로 제공한다. 안정화란, 과산화물의 분해를 방지, 감소 및 억제하는 것을 의미한다.

펄프 표백 방법에서 본 발명의 제2 측면의 조성물을 사용하는 것은 등량의 과산화 수소를 사용한 경우에 성분의 가중 평균을 고려하여 기대되는 것보다 우수한 표백 성능을 나타낼 수 있다.

펄프 표백 방법에서 본 발명의 제2 측면의 조성물을 사용하는 것은 방법에서 등량의 성분 (a) 또는 성분 (b)를 단독으로 사용할 경우에 요구되는 것보다 낮은 수준의 과산화물을 사용하여 동일한 표백 효과를 달성하게 할 수 있다.

본 발명은 이하의 비제한적인 실시예에 의해 더욱 한정될 것이다.

이들 실시예에서, EDDS는 [S,S]-트리나트륨 염으로서 공급되었고, DTPA는 테트라나트륨 염으로서 공급되었다. EDTA는 테트라나트륨 염으로서 공급되었고, MGDA는 트리나트륨 염으로서 공급되었고, DETPMP는 헵타나트륨 염으로서 공급되었다. 제시하는 중량비는 등가의 유기산으로서 존재하는 양을 말한다. 투여량이 Kg/tp로 주어지는 경우, 이는 건조 펄프의 톤 당 활성물질의 킬로그램을 말한다. CS (％)는 펄프의 컨시스턴시 (consistency)를 말한다.

실시예 1

카파값이 10.1이고, 점도가 883 dm³/Kg이고, 광도가 43.8％ ISO인 화학적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다.

펄프 샘플을 Q-단계 및 P-단계를 표시한 표 1 및 2에 기술한 4개의 조성물을 이용하여 처리하였다.

상기 결과로부터, 펄프 D에서 관찰되는 잔여 과산화물 수준 및 ISO 광도는 펄프 B 및 펄프 C로부터의 결과에 기초하여 계산한 가중 평균을 고려한 것으로부터 기대되는 것보다 더 크다는 것을 알 수 있다.

실시예 2

광도가 58.3％ ISO인 기계적으로 분쇄된 목재 펄프를 표 3에 기술한 바와 같이 P-단계에서 처리하였다.

실시예 3

카파값이 10.0이고, 광도가 49.1％ ISO인 화학적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다.

펄프 샘플을 Q-단계 및 P-단계를 표시한 표 4 및 5에 기술한 3개의 조성물을 이용하여 처리하였다.

상기 결과로부터, 펄프 C에서 관찰되는 잔여 과산화물 수준 및 ISO 광도는 펄프 A 및 펄프 B로부터의 결과에 기초하여 계산한 가중 평균을 고려한 것으로부터 기대되는 것보다 더 크다는 것을 알 수 있다.

실시예 4

화학적 펄프를 다음과 같은 조건을 이용하여 처리하였다:

Q-단계 조건

컨시스턴시 3％

pH = 6.5

온도 65℃

15 분

100％ 산으로서의 킬레이팅제의 수준 0.1 kg/mt

P-단계 조건

컨시스턴시 6％

100％ 활성물질로서 H₂O₂ 35 kg/tp

pH = 11

80℃에서 17 시간

결과를 표 6에 나타내었다.

이러한 결과는, 본 발명의 킬레이팅제의 블렌드를 사용한 경우에 얻어지는 ISO 광도가 EDDS 만을 사용한 경우에 비해 더 크다는 것을 보여준다.

실시예 5

광도가 57.2％ ISO인 화학적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다. 펄프 샘플을 Q-단계 및 P-단계를 표시한 표 7 및 8에 기술한 조성물을 이용하여 처리하였다.

상기 결과로부터, 펄프 C에서 관찰되는 ISO 광도는 펄프 A 및 펄프 B로부터의 결과에 기초하여 계산한 가중 평균을 고려한 것으로부터 기대되는 것보다 더 크다는 것을 알 수 있다.

실시예 6

광도가 57.2％ ISO인 화학적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다. 펄프 샘플을 Q-단계 및 P-단계를 표시한 표 9 및 10에 기술한 조성물을 이용하여 처리하였다.

실시예 7

광도가 57.2％ ISO인 화학적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다. 펄프 샘플을 Q-단계 및 P-단계를 표시한 표 11 및 12에 기술한 조성물을 이용하여 처리하였다.

실시예 8

광도가 60.2％ ISO인 화학적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다. 펄프 샘플을 Q-단계 및 P-단계를 표시한 표 13 및 14에 기술한 조성물을 이용하여 처리하였다. 실시예 A는 H₂O₂가 40 kg/mt였고, 실시예 B는 36 kg/mt였다.

더 낮은 과산화물 수준에서 동일한 광도가 관찰되었다.

실시예 9

광도가 65.1％ ISO인 기계적 펄프를 표백 방법을 이용하여 처리하였다. 펄프 샘플을 P-단계를 표시한 표 15에 기술한 조성물을 이용하여 처리하였다.

Claims

(a) 에틸렌디아민-N,N'-디숙신산, 메틸글리신디아세트산, 글루탐산 N,N-디아세트산, 이미노 디숙신산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 킬레이팅제; 및
(b) 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산, 에틸렌디아민 테트라아세트산, 디에틸렌트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 킬레이팅제
를 포함하는 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 것을 포함하는, 하나 이상의 과산화물 산화제를 이용하여 목재 펄프를 표백하는 방법.
제1항에 있어서, 킬레이팅제의 혼합물이 1 내지 99 중량％의 성분 (a) 및 1 내지 99 중량％의 성분 (b)를 포함하는 것인 방법.
제2항에 있어서, 킬레이팅제의 혼합물이 25 내지 98 중량％의 성분 (a) 및 2 내지 25 중량％의 성분 (b)를 포함하는 것인 방법.
제3항에 있어서, 킬레이팅제의 혼합물이 50 내지 99 중량％의 성분 (a) 및 1 내지 50 중량％의 성분 (b)를 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (a)가 에틸렌디아민-N,N'-디숙신산을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (b)가 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산을 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 과산화물 산화제를 첨가하기 이전에 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 과산화물 산화제가 존재하는 표백 단계 동안 킬레이팅제의 혼합물을 이용하여 펄프를 처리하는 것을 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 과산화물 산화제가 등량의 성분 (a) 또는 성분 (b)를 단독으로 사용하여 동일한 표백 효과를 달성하는데 필요한 것보다 낮은 수준으로 존재하는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법에 의해 달성된 표백 효과가 개별 성분 (a) 및 (b)를 단독으로 사용하여 얻은 결과의 가중 평균을 고려한 것으로부터 기대되는 것보다 우수한 것인 방법.
(a) 에틸렌디아민-N,N'-디숙신산, 메틸글리신디아세트산, 글루탐산 N,N-디아세트산, 이미노 디숙신산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 킬레이팅제; 및
(b) 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산, 에틸렌디아민 테트라아세트산, 디에틸렌트리아민 펜타 메틸렌 포스폰산, 및 이들의 음이온 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 킬레이팅제
를 포함하는 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득된, 표백된 목재 펄프.
제12항에 있어서, 펄프의 광도가 개별 성분 (a) 및 (b)를 단독으로 사용하여 얻은 결과의 가중 평균을 고려한 것으로부터 기대되는 것보다 더 큰 것인, 표백된 목재 펄프.
제12항의 펄프로부터 형성된 표백된 종이 제품.
제11항에 있어서, 과산화물 산화제를 안정화시키는데 사용되는 조성물.