KR101602121B1 - 리그노셀룰로오스 섬유 다발 물질의 화학적 처리, 및 그것과 관련된 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 리그노셀룰로오스 물질이 화학적 함침 없이 섬유화를 겪는 동안, 펄프가 화학 기계적 펄프화 공정을 이용하여 제조되는 방법 및 시스템을 개시한다. 리그노셀룰로오스 물질의 화학적 처리는 섬유 다발이 되기 위한 상기 물질의 섬유화 동안 또는 그 후에 수행된다.
Description
본 발명은 2012년 9월 27일에 출원된 미국 가출원 61/706,238의 이익을 주장하는 것이며, 이 내용은 전체가 여기에 참조로 인용된다.
본 발명은 일반적으로 펄프가 화학 기계적 펄프화 절차를 이용하여 제조되고, 리그노셀룰로오스 물질이 섬유 다발로 변형되기 전에 화학적 함침(chemical impregnation)을 겪지 않는 방법 및 시스템을 개시한다. 리그노셀룰로오스 물질은 섬유 다발로 변형되는 동안 또는 후에, 및 더 이상의 탈섬유화 (defiberization) 및/또는 소섬유 형성 (fibrillation) 전에 화학적 처리를 겪는다.
기계적 펄프화 공정은 펄프를 제조하기 위해 리그노셀룰로오스 물질의 섬유를 따로 분리하기 위해 기기를 이용하는 것으로 알려져 있다. 일부 공정은, 화학 기계적 펄프화(CMP)로 알려진 기계적 정련(mechanical refining) 및 화학적 처리를 조합한다. 일 양태에서, CMP 공정은, 예컨대 공정으로부터 방출되는 열 에너지 및 물리적 마모에 기인하여 기계적 펄프화 동안 일어나는 리그노셀룰로오스 물질의 역효과의 가능성을 감소시키고, 일부 경우에 정련 에너지를 감소시키고 펄프 강도 특성을 개선하는 것으로 알려져 있다.
종래의 CMP 공정은 섬유 다발을 형성하고, 섬유를 분리하기 위해 섬유화(Fiberization) 전에 리그노셀룰로오스 물질의 전처리를 포함할 수 있다. 섬유화는 리그노셀룰로오스 물질을 섬유 성분 엘리먼트로 기계적으로 감소시킨다. 전처리 공정의 하나의 형태로, 칩은, 포화된 스팀이 존재하는 압축 스크류 장치를 통해 공급됨으로써 전처리될 수 있다. 압축 후, 리그노셀룰로오스 물질은, 선택적으로 화학물질로 처리된 후, 소섬유 형성되는 섬유화 장치로 공급된다. 소섬유 형성이란, 섬유의 표면층들 사이의 측면 결합의 외부 분열을 포함하여, 섬유 내에 인접한 층들 사이에서 내부 또는 측면 결합 및 섬유 외부층의 작은 피스 또는 섬유의 부분 분리를 일으키고, 일반적으로 펄프 슬러리의 기계적 정련 동안 일어날 수 있는 공정을 말한다. 다른 형태의 CMP 공정에서, 펄프는 압축 후, 섬유화 장치에 들어가기 전에 전처리한 리그노셀룰로오스 물질을 통해 제조될 수 있다.
섬유화 전 리그노셀룰로오스 물질의 화학적 전처리 공정의 이용은, 우수한 표백성, 섬유-결합 강도, 및 광학 특성을 갖는 더 많은 양의 품질 있는 펄프를 얻는 것으로 알려져 있다. 화학적 전처리 화학물질은, 이 내용 전체가 여기에 참조로 인용되는 미국 특허 제8,092,647에 반영된 알칼리성 퍼옥사이드, 알칼리성 설파이트, 가성 소다, 및 옥살산을 포함할 수 있다. 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질을 이용하는 리그노셀룰로오스 물질의 화학적 전처리는 알칼리성 퍼옥사이드 기계적 펄프화(APMP)로 알려져 있다.
한 형태의 APMP는 산업에서 "P-RC APMP" 공정으로 알려질 수 있는 AP 정련-화학적 처리 단계와 AP(알칼리성 퍼옥사이드) 화학적 전처리(pretreatment)(또는 전처리(pre-conditioning))의 조합을 포함한다. AP 화학물질은, 정련에 요구되는 에너지 소비를 감소시키고, 기계적 정련을 겪는 리그노셀룰로오스 물질에 대한 가혹한 조건에서의 영향을 줄이기 위해, 공정 동안 분배될 수 있다(예컨대 함침 단계에서, 정련 전에, 및 정련 후에). 전처리 단계에서 효율성 및 화학적 분배를 얻는 것의 가능한 어려움에 기인하여, 화학물질은, 상당량의 에너지가 섬유화 및 소섬유 형성에 소모되는 최초 정련 단계 후에 추가될 수 있다. 결과적으로, 최초 정련 단계 후에 추가되는 AP 화학물질은, 최초 정련 단계에서 섬유화 및 소섬유 형성에 요구되는 에너지 소모의 감소에 도움을 줄 수 없을 수 있다.
공지의 P-RC APMP 공정은 전처리 단계에서 칩 프레스, 스크류 압축, 및/또는 다른 형태의 압축 장치를 사용할 수 있다. P-RC APMP 공정은, 정련 전인 리그노셀룰로오스 물질의 화학적 함침을 위한 전처리 장치를 이용하여 기기의 효율성 및 화학적 분배를 개선함으로써 개선된 APMP 공정을 갖는 것이 알려져 있다. 그러나, P-RC APMP 공정에서의 이러한 전처리는, 해리(Maceration)의 정도 및 리그노셀룰로오스 물질의 크기의 변화에 기인하여 화학물질의 불균일한 및 고르지 않은 분배의 잠재적 문제가 제기되는 것이 알려져 있다. 해리는, 물리 기계적 처리의 적용에 의해 목재 칩 또는 섬유 다발이 그 성분 부분으로 분리 및 연화되는 것을 포함할 수 있는 공정을 말한다.
공지의 공정은 미국 특허 제7,300,541; 7,300,540; 7,300,550; 8,048,263; 및 8,216,423에 반영된다.
현재 P-RC APMP 및 다른 APMP 공정의 잠재적 단점을 강조하려는 노력으로, 본 발명은 화학 기계적 펄프화를 위한 개선된 시스템 및 방법을 제공하려고 한다.
본 발명은 일반적으로 종래의 화학 기계적 펄프화 공정의 가능한 단점을 강조 및 개선하기 위한 노력에 관한 것이다. 실시형태는, 리그노셀룰로오스 물질을 수용하도록 구성되는 섬유화 장치; 체류 장치에 작용적으로 연결된 섬유화된 리그노셀룰로오스 물질에 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질을 추가하고, 섬유화된 리그노셀룰로오스 물질을 수용하도록 구성되는 혼합 장치를 갖거나 또는 갖지 않는, 상기 섬유화 장치에 작용적으로 연결된 섬유화된 리그노셀룰로오스 물질을 수용하도록 구성되는 체류 장치; 및 상기 혼합 장치에 작용적으로 연결된 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 리그노셀룰로오스 물질을 수용하도록 구성된 체류탑;을 포함할 수 있다. 리그노셀룰로오스 물질, 예컨대 목재 칩은, 섬유화 장치에 들어갈 때, 및/또는 직전에 화학적으로 함침되지 않는다. 또한, 화학적으로 미처리된 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화 장치에 들어가기 전에 압축 세정 및 탈수와 같은 다른 전처리를 겪을 수 있다.
따라서, 본 발명은 섬유화 장치로 리그노셀룰로오스 물질을 공급하는 단계; 섬유 다발을 형성하기 위해, 리그노셀룰로오스 물질을 섬유화하는 단계; 웨트 섬유 다발의 집합을 형성하기 위해 섬유 다발을 희석하는 단계; 제1 소정 시간 동안 웨트 섬유 다발의 집합을 유지하는 단계; 상기 웨트 섬유 다발의 집합에 소정의 퍼옥사이드 안정화제 및 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질을 추가하는 단계; 및 제2 소정 시간 동안 체류탑에서 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합을 유지하는 단계;를 포함하는 화학 기계적 펄프화 시스템의 실시형태를 이용하는 화학 기계적 펄프화 방법을 개시한다. 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화 전에 화학적으로 함침되지 않는다. 또한, 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화 전에 압축 세정 및 탈수와 같은 다른 전처리를 겪을 수 있다.
본 발명은 일반적으로 리그노셀룰로오스 물질이 섬유화를 겪은 후 리그노셀룰로오스 물질의 화학적 처리의 수행을 통해 펄프를 제조하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 섬유화 전에 리그노셀룰로오스 물질의 세정 및 탈수, 및 스티밍(steaming) 단계가 있을 수 있다. 그러나, 섬유화 전에 리그노셀룰로오스 물질의 화학적 함침은 없다. 섬유화 후 얻어진 섬유 다발의 화학적 처리는, 소섬유 형성을 겪기 전에 섬유 다발에 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질의 더욱 균일한 분산을 적용시킬 수 있다. 종래의 P-RC APMP과 비교하는 경우, 개시된 시스템 및 방법은, 유사한 펄프를 제조하기 위해 10 % 내지 30 % 이하의 특정 에너지 소모가 요구될 수 있고, 10 % 내지 20 % 이하의 퍼옥사이드 화학물질이 소비될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 도식 표현이다.
도 2는 본 발명에 따라 수행될 수 있는 방법의 공정의 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따라 수행될 수 있는 방법의 공정의 다이어그램이다.
도 1은 시스템(10)을 개략적으로 나타낸다. 라인(15)을 통해 시스템에 들어가는 리그노셀룰로오스 물질(예컨대 목재 칩, 또는 "칩" 및 리그닌과 셀룰로오스를 갖는 다른 물질)은, 불순물을 제거하기 위해 칩 세정 장치(16)에 들어갈 수 있다. 그 후, 세정된 리그노셀룰로오스 물질은, 섬유화 장치(19)에 들어가기 전에 과도한 액체를 제거하기 위해, 압력 하에 또는 압력 없이 탈수 스크류(17)에 들어갈 수 있다. 시스템의 다른 실시형태는 세정 장치(16) 및 탈수 스크류(17)를 포함할 수 없거나, 리그노셀룰로오스 물질로부터 불순물의 제거를 수행하도록 구성되는 다른 장치를 포함할 수 있다. 또한, 시스템의 다른 실시형태는 섬유화 장치(19)로부터 상류에 리그노셀룰로오스 물질을 수용 및 스티밍하도록 구성되는 스티밍 장치를 포함할 수 있다. 스티밍 및 세정을 겪거나 겪지 않는 섬유화 장치(19)에 의해 수용되는 리그노셀룰로오스 물질은, 화학적으로 함침되지 않고, 섬유화 장치(19)에 들어가기 전에 압축 장치에 의한 압축, 압축 장치에 의한 해리, 또는 이들의 조합을 겪지 않을 수 있다.
일 실시형태에서, 화학적으로 미처리된 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화 장치(19)에 들어가고, 화학물질, 예컨대 알칼리 화학물질 및 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질 없이 섬유화를 겪을 수 있다.
다른 실시형태에서, 소듐 하이드록사이드 또는 퍼옥사이드 없는 다른 형태의 알칼리성 화학물질을 포함하는 화학물질(18), 예컨대 알칼리 화학물질은, 킬레이트제, 예컨대 디에틸렌트리아민 펜타아세트산 (DTPA) 또는 에틸렌디니트릴로테트라아세트산 (EDTA)을 갖거나 또는 갖지 않고, 섬유화 장치의 주입구, 주입구 부근, 예컨대 주입구 직전의 파이프 라인 또는 용기, 또는 섬유화 장치(19)의 정련 영역에서 추가된다. 알칼리 화학물질은 물질의 산기를 중화하고, 추출물을 만드는 섬유벽(fiber wall)과 더욱 가용인 퍼옥사이드 표백에 잠재적으로 유해한 물질 내 및 사이에 헤미셀룰로오스의 가수분해를 증진시킴으로써 리그노셀룰로오스 물질의 섬유 구조의 연화를 도울 수 있다.
다른 실시형태는 섬유화 장치의 주입구, 주입구 부근, 또는 섬유화 장치(19)의 정련 영역에서, 화학물질(18), 예컨대 알칼리 화학물질 및/또는 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질의 추가를 포함할 수 있다. 섬유화 장치(19)는 소정의 압력, 예컨대 약 2 bar 내지 약 4 bar, 및 그 사이에 있는 모든 하부 범위를 포함하는 약 1 bar 내지 약 6 bar 이상의 게이지 값의 압력까지 가압될 수 있다.
섬유화 장치(19)로부터 배출되는 리그노셀룰로오스 물질은 실질적으로, 화학적 투과 및 분배를 쉽게 하기에 충분히 작을 수 있는, 소섬유 형성이 없거나 약간 있는 섬유 다발로 구성될 수 있다. 본 발명에서 언급되는 섬유 다발은 섬유들 사이에 원래 화학적 결합에 의해 화학적으로 결합되는 둘 이상의 섬유의 군으로 구성된다. 본 발명에서 언급되는 섬유 다발은 이미 화학적으로 분리된 섬유에 의해 형성되는 섬유 다발과 다르다.
알칼리 화학물질(18)을 갖거나 갖지 않는 섬유화 물질, 예컨대 섬유 다발은, 약 1 % 내지 약 25 %, 약 2 % 내지 약 20 %, 약 4 % 내지 약 18 %, 약 8 % 내지 약 12 %, 및 그 사이에 있는 모든 하부 범위를 포함하는 약 1 % 내지 약 30 %의 고형물 농도를 갖는 웨트 섬유 다발의 집합을 제조하기 위해 섬유화 장치(19)의 배출물(discharge)에서 희석될 수 있다. 고형물 농도 10 % 미만의 농도에서, 웨트 섬유 다발의 집합은 슬러리와 관련한 특성을 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 섬유화 장치(19)의 배출물에서, 섬유화 물질은 상술한 범위 내 또는 위의 고형물 농도를 가지고, 희석이 요구되지 않을 수 있다.
웨트 섬유 다발의 집합은 약 1분 이하 내지 약 20분 이상, 약 3분 내지 약 16분, 약 6분 내지 약 10분, 및 그 사이에 모든 하부 범위의 체류 시간 동안 체류 용기(21)에 유지될 수 있다. 체류 시간은, 섬유화 장치(19)에 추가되는 알칼리 화학물질(18)의 양 및 리그노셀룰로오스 물질의 특성에 따라 달라질 수 있다. 체류 단계는, 희석 용기(20), 로터(rotor)를 갖거나 갖지 않는 체류 용기(21), 이송 파이프, 또는 웨트 섬유 다발의 집합을 체류시키고 수용할 수 있는 다른 형태의 도관에서 수행될 수 있다.
희석 후 얻어진 웨트 섬유 다발의 집합은, 임의의 적합한 탈수 기기(22), 예컨대 스크류 프레스 또는 웨트 섬유 다발의 집합으로부터 물을 제거하는 유사 장치를 이용함으로써 세정 및/또는 탈수될 수 있다. 탈수된 웨트 섬유 다발의 집합은 화학적으로 처리된 섬유 다발이 될 수 있다. 탈수 후, 하나 이상의 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23) 및 필요한 안정화제, 예컨대 DTPA, EDTA, 실리케이트, 및 MgSO4은 혼합 장치(24) 내 섬유 다발에 추가된 후, 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23)이 반응을 완료하기에 충분한 시간 동안 체류탑(25)에서 유지될 수 있다.
알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23)의 알칼리성 화학 부분은, 소듐 하이드록사이드(sodium hydroxide), 소듐 카보네이트(sodium carbonate), 또는 다른 알칼리성 화학물질, 예컨대 마그네슘 옥사이드(magnesium oxide), 마그네슘 하이드록사이드(magnesium hydroxide), 및 펄프화 공정으로부터 회복된 백색 또는 녹색 리쿠어일 수 있다. 알칼리성 화학물질은 리그노셀룰로오스 물질의 오븐 건조 중량에 기초하여, 약 2 % 내지 약 8%, 약 4 % 내지 약 6 %, 및 그 사이에 모든 하부 범위를 범위를 포함하는 약 1 % 이하 내지 약 10 % 이상의 양일 수 있다. 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23)의 퍼옥사이드 화학물질 부분은, 리그노셀룰로오스 물질의 오븐 건조 중량에 기초하여, 약 2 % 내지 약 7.5 %, 약 4 % 내지 약 5.5 %, 그 사이에 모든 하부 범위를 범위를 포함하는 약 0.5 % 내지 약 10 % 이상을 양으로 하이드로겐 퍼옥사이드, 또는 다른 적합한 퍼옥사이드 화학물질, 예컨대 퍼아세트산(per-acetic acid) 및 퍼카본산(per-carbonic acid)일 수 있다. 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23)에 존재하는 알칼리성 및 퍼옥사이드 화학물질의 양은, 라인(15)에 들어가는 리그노셀룰로오스의 특정 형태 및 바람직한 펄프 특성, 예컨대 최종 펄프의 밝기 및 강도에 따라 달라질 수 있다.
체류탑(25)은 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23) 및 처리로부터 얻어지는 농도에 따라 달라지는 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 섬유 다발을 수용하기 위해 저농도, 중농도, 또는 고농도 용기로 구성될 수 있다. 체류 시간은 공정에서 사용할 라인(15)에 들어가는 리그노셀룰로오스 물질의 형태 및 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(23)의 양 및 농도에 따라 달라진다.
물질이 체류탑(25)에서 벗어난 후, 물질은, 예컨대 스크류 프레스(26) 및 탱크(27)를 이용하여 압축 및 정련되고, 제1 정련기(28), 제2 정련기(29), 탱크 또는 믹서(30), 스크리닝 장치 또는 다른 여과 장치(31 및 32), 탱크를 포함하는 거절 처리 시스템(33), 정련기(34), 탱크(35), 스크리닝 장치(36), 여과 장치(38)를 통과하고, 펄프 저장소(40)로 보내질 수 있다.
다른 실시형태에서, 물질은 스크리닝 장치 또는 다른 여과 장치(31), 여과 장치(38)에 가해지고, 펄프 저장소(40)로 보내질 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 물질은 처음에 여과 장치(38), 액체 저장소(39), 탱크를 포함하는 거절 처리 시스템(33), 정련기(34), 탱크(35), 스크리닝 장치(36), 두번째로 여과 장치(38)에 가해지고, 펄프 저장소(40)로 보내질 수 있다.
추가적인 실시형태에서, 물질은 체류탑을 벗어난 후 제2 알칼리성 퍼옥사이드 처리 공정, 예컨대 제2 혼합 장치를 이용한 제2 알칼리성 퍼옥사이드 추가를 겪고, 물질이 다른 압축 및 정련 및 표백과 같은 다른 처리로 보내지기 전에 제2 체류탑에서 유지될 수 있다. 중농도 표백, 고농도 표백 또는 다른 적합한 표백 단계와 같은 다중 표백 단계가 있을 수 있다.
도 2는 리그노셀룰로오스 물질이 섬유화(57)로 직접 공급(55)될 수 있는 공정을 이용하는 방법(50)을 도시한다. 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화(57) 전에 압축 장치를 이용하여 세정 및 탈수될 수 있다. 세정은 리그노셀룰로오스 물질에서 먼지, 돌, 또는 다른 원치 않는 불순물을 제거하기 위해 수행될 수 있다. 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화 전에 화학적으로 함침되지 않는다.
일 실시형태에서, 화학적으로 미처리된 리그노셀룰로오스 물질은 알칼리 화학물질의 존재 하에 섬유화(57)를 겪는다. 알칼리 화학물질은 물질의 산기를 중화하고, 추출물을 만드는 섬유벽과 더욱 가용인 퍼옥사이드 표백에 잠재적으로 유해한 물질 내 및 사이에 헤미셀룰로오스의 가수분해를 증진시킴으로써 리그노셀룰로오스 물질의 섬유 구조의 연화를 도울 수 있다. 또한, 킬레이트제, 예컨대 DTPA 및 EDTA는 후속 단계에서 금속을 쉽게 제거하기 위한 퍼옥사이드 표백 반응에 유해한 리그노셀룰로오스 내 전이금속을 킬레이팅하기 위해 알칼리 화학물질과 함께 추가될 수 있다. 또는, 킬레이트제는 후속 표백 단계에서 전이금속이 퍼옥사이드 표백제에 불활성화되도록 추가될 수 있다.
다른 실시형태에서, 화학적으로 미처리된 리그노셀룰로오스 물질은 화학물질, 예컨대 알칼리 및 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질의 부재 하에 섬유화될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 화학적으로 미처리된 리그노셀룰로오스 물질은 알칼리 화학물질 및/또는 알칼리성 화학물질의 존재 하에 섬유화될 수 있다.
섬유화(57)로부터 형성된 섬유 다발은, 약 1 % 내지 약 25 %, 약 2 % 내지 약 20 %, 약 4 % 내지 약 18 %, 약 8 % 내지 약 12 %, 및 그 사이에 모든 하부 범위를 포함하는 약 1 % 내지 30 %의 고형물 농도를 갖는 웨트 섬유 다발의 집합을 제조하기 위해 희석 및 유지(59)를 겪을 수 있다. 10 % 미만의 고형물 농도에서, 웨트 섬유 다발의 집합은 슬러리의 특성과 관련될 수 있다. 웨트 섬유 다발의 집합은 약 1분 내지 약 20분, 약 3분 내지 약 16분, 약 6분 내지 약 10분, 그 사이에 모든 하부 범위를 포함하는 약 1분 이하 내지 약 20분 이상의 소정 범위의 시간 동안 유지될 수 있다.
웨트 섬유 다발의 집합은, 섬유화(57) 뒤의 용기 또는 이송 파이프, 예컨대 블로우 라인 파이프(blow line pipe)에서 희석 및 유지(59)될 수 있다. 희석 및 유지(59) 후, 웨트 섬유 다발의 집합은, 세정 및 탈수된 섬유 다발을 형성하기 위해, 상기 화학적 처리로부터 추출물 및 전이금속을 제거하도록 세정 및 탈수(61)를 겪을 수 있다.
알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(63) 및 다른 필요한 퍼옥사이드 안정화제의 추가는, 세정 및 탈수된 섬유 다발에 화학물질을 분배하는 혼합 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
단계(63)에서 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질의 알칼리성 부분은, 소듐 하이드록사이드(sodium hydroxide), 소듐 카보네이트(sodium carbonate), 또는 다른 알칼리성 화학물질, 예컨대 마그네슘 옥사이드(magnesium oxide), 마그네슘 하이드록사이드(magnesium hydroxide), 및 펄프화 공정으로부터 회복된 백색 또는 녹색 리쿠어일 수 있다. 리그노셀룰로오스 물질의 오븐 건조 중량에 기초하여, 사용되는 알칼리성 화학물질의 양은 약 2 % 내지 약 8 %, 약 4 % 내지 약 6 %, 및 그 사이에 있는 모든 하부 범위를 포함하는 약 1 % 이하 내지 약 10 % 이상의 범위일 수 있다.
단계(63)에서 알칼리성 퍼옥사이드 화학불질의 퍼옥사이드 부분은, 섬유 물질의 오븐 건조 중량에 기초하여, 약 2 % 내지 약 7.5 %, 약 4 % 내지 약 5.5 %, 그 사이에 모든 하부 범위를 포함하는 약 0.5 % 내지 약 10 % 이상의 하이드로겐 퍼옥사이드, 또는 다른 적합한 퍼옥사이드 화학물질일 수 있다. 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질에 존재하는 알칼리성 및 퍼옥사이드 화학물질의 양은, 공정에서 공급되는(55) 특정 리그노셀룰로오스 물질 및 바람직한 펄프 특성, 예컨대 최종 펄프의 밝기 및 강도에 따라 달라질 수 있다.
알칼리성 퍼옥사이드 추가(63) 후, 알칼리성 퍼옥사이드를 갖는 섬유 다발은 유지(65)할 체류탑으로 들어갈 수 있다. 체류탑은 용기, 용기들 사이를 연결하는 도관, 또는 이들의 조합일 수 있다. 물질은, 추가된 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질(63)이 섬유 다발에 의해 소비되기에 충분한 시간 동안 유지(65)되고, 처리된 섬유 다발이 될 수 있다.
처리된 섬유 다발이 단계(65)의 체류탑을 벗어난 후, 처리된 섬유 다발은 종래의 정련 공정(67)에 들어갈 수 있고, 여기서 처리된 섬유 번들은 저농도, 중농도, 또는 고농도 정련 기기에서 더 정련되고, 종래의 스크리닝을 포함하는 정련 단계, 거절 처리, 농축 및 후 표백을 더 겪을 것이다. 후 표백은, 그것에 한정되지 않지만, 중농도, 고농도 표백, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다중 단계 표백을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 물질은 체류탑(단계(67))을 떠난 후 제2 알칼리성 퍼옥사이드 처리 공정, 예컨대 제2 혼합 장치를 이용한 제2 알칼리성 퍼옥사이드 추가를 겪을 수 있고, 물질이 더 압축 및 정련 되도록 보내지기 전에, 제2 체류탑에서 유지된다.
또한, 본 발명의 바람직한 방법은 리그노셀룰로오스가 섬유화(57)되기 전에, 세정과 함께 또는 세정 없이 리그노셀룰로오스 물질을 스티밍하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 바람직한 방법은, 리그노셀룰로오스 물질이 세정 및 탈수 후, 섬유화(57)를 거치기 전에 유지되는 추가적인 버퍼링 용기를 가질 수 있다.
본 발명은 현재 최상의 실용적인 및 바람직한 실시형태로 간주되는 것과 관련하여 기재되지만, 본 발명은 개시된 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 반대로, 첨부되는 청구항의 정신 및 범위 내에 포함되는 다양한 변형 및 동등한 배열을 커버하는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (24)
- 섬유화 장치로 리그노셀룰로오스 물질을 공급하는 단계;
섬유 다발을 형성하기 위해, 상기 리그노셀룰로오스 물질을 섬유화하는 단계;
웨트 섬유 다발의 집합을 형성하기 위해, 상기 섬유 다발을 희석하는 단계;
제1 소정 시간 동안 상기 웨트 섬유 다발의 집합을 유지하는 단계;
상기 웨트 섬유 다발의 집합에 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질 및 퍼옥사이드 안정화제를 추가하여, 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합을 형성하는 단계; 및
제2 소정 시간 동안 체류탑에서 상기 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합을 유지하는 단계;를 포함하고,
상기 리그노셀룰로오스 물질은 섬유화 전에 화학적으로 함침되지 않고,
상기 섬유 다발의 형성과, 제2 소정 시간 동안 체류탑에서 상기 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합을 유지하는 사이에 정련기가 이용되지 않는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유화 장치로 리그노셀룰로오스 물질을 공급하기 전에 미처리된 리그노셀룰로오스 물질을 세정 및 탈수하는 단계를 더 포함하는, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 집합은, 1 % 내지 30 %의 고형물 농도를 갖는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 집합의 체류 시간은, 1 분 내지 20 분이고, 상기 웨트 섬유 다발의 집합은 용기에 유지되는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질은, 상기 리그노셀룰로오스 물질의 오븐 건조 중량에 기초하여, 1 % 내지 10 % 범위의 알칼리성 화학물질을 포함하는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 알칼리성 화학물질은 적어도 하나의 소듐 하이드록사이드, 소듐 카보네이트, 마그네슘 옥사이드, 마그네슘 하이드록사이드, 백색 리쿠어, 녹색 리쿠어, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질의 추가 전 및 체류 후에 상기 웨트 섬유 다발의 집합을 세정 및 탈수시키는 단계를 더 포함하는, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
저농도 정련,
중농도 정련,
고농도 정련,
저농도 정련과 고농도 정련,
저농도 정련과 중농도 정련, 및
중농도 정련과 고농도 정련으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정련 단계를 더 포함하고,
상기 정련 단계 후에 스크리닝, 거부 처리, 펄프 농축, 및 후 표백하는 단계가 이어지는, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 리그노셀룰로오스 물질이 상기 섬유화 장치에 들어가기 전에 리그노셀룰로오스 물질을 스티밍하는 단계를 더 포함하는, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 리그노셀룰로오스 물질이 상기 섬유화 장치에 들어가기 전에 버퍼링 용기에 리그노셀룰로오스 물질을 유지하는 단계를 더 포함하는, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합에 제2 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질 및 퍼옥사이드 안정화제를 추가하는 단계를 포함하는 제2 알칼리성 처리 공정을 거치는 것을 더 포함하고,
상기 제2 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질 및 퍼옥사이드 안정화제는 체류탑에서 상기 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합을 유지; 및 제3 소정 시간 동안 제2 체류탑에서 상기 웨트 섬유 다발의 알칼리성 퍼옥사이드 처리된 집합 및 제2 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질 및 퍼옥사이드 안정화제를 유지한 후 추가되는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 집합은, 4 % 내지 18 %의 고형물 농도를 갖는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 집합의 체류 시간은, 3 분 내지 16 분이고, 상기 웨트 섬유 다발의 집합은 용기에 유지되는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 알칼리성 퍼옥사이드 화학물질은, 상기 리그노셀룰로오스 물질의 오븐 건조 중량에 기초하여, 2 % 내지 8 % 범위의 알칼리성 화학물질을 포함하는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 집합의 체류 시간은, 1 분 내지 20 분이고, 상기 웨트 섬유 다발의 집합은 이송 파이프에 유지되는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 웨트 섬유 다발의 집합의 체류 시간은, 3 분 내지 16 분이고, 상기 웨트 섬유 다발의 집합은 이송 파이프에 유지되는 것인, 화학 기계적 펄프화 방법.
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