KR20180061089A - 수성 펄프를 표백하는 방법 및 이러한 방법에 사용하기 위한 조성물 - Google Patents
수성 펄프를 표백하는 방법 및 이러한 방법에 사용하기 위한 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 수성 펄프 표백 공정에 사용하기 위한 조성물로서, 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물 및/또는 하나 이상의 알칼리 토금속 수산화물; 하나 이상의 알칼리 토금속 염; 및 선택적으로, 하나 이상의 피치 조절제를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물의 형성을 위한 방법 및 키트는 또한 상기 조성물, 방법 및 키트의 사용과 마찬가지로 본 발명의 일부이다.
Description
본 발명은 펄프 표백에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다. 특히, 조성물은 펄프 표백 단계 동안 펄프 슬러리 내의 pH 조절 및/또는 원치않는 물질의 제어를 위한 첨가제로서 사용하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 일부는 상기 조성물의 용도, 예를 들어, 펄프 제조 또는 제지 공정뿐만 아니라 상기 조성물을 사용하는 펄프의 표백 방법에서의 상기 조성물의 용도이다. 마지막으로, 본 발명에 따른 조성물을 형성하기 위한 또는 본 발명에 따른 방법에 사용하기 위한 구성요소의 키트가 또한 본 발명의 일부이다.
전통적인 펄프 표백 공정은 일반적으로 표백제로서 알칼리성 과산화수소를 사용한다. 이러한 효과를 위해, 과산화수소 및 수용성 알칼리 화합물 예컨대, 수산화 나트륨 및 물유리가 목재 펄프, 재활용된 종이 펄프 또는 임의의 기타 화학 또는 기계 펄프 예컨대, 제지 공정용 펄프의 백색도 및/또는 밝기를 개선하기 위해 펄프 내로 도입된다. 과산화물의 첨가 전 펄프로부터 금속 이온의 일부를 제거하기 위한 EDTA와 같은 킬레이트제의 사용은 과산화물이 보다 효율적으로 사용되도록 한다. 마그네슘 염 및 소듐 실리케이트는 또한 알칼리성 과산화물로 표백을 개선시키기 위해 첨가될 수 있다. 마그네슘 염은 또한 전형적으로, 너무 과도한 분해로부터 셀룰로스 섬유를 보호하고 따라서, 탈리그닌 및 표백 공정 단계 동안 강도 손실로부터 보호하기 위해 사용된다.
더욱 최근에는, 알칼리 토금속 수산화물 및/또는 알칼리 토금속 산화물이 수산화 나트륨 및 물유리를 대체하고 킬레이트제 및 소듐 실리케이트에 대한 필요성을 감소시키기 위해 사용되었다 (예를 들어, 문헌[Li et al., Pulp & Paper Canada 106:6 (2005), pages T125 to T129 “Using magnesium hydroxide (Mg(OH)2) as the alkali source in peroxide bleaching at Irving paper”]에 기재된 바를 참조). WO 2014/195478 A1은 종이 펄프에서 마그네슘 기재의 지방산 염 및 수지의 형성을 피하기 위해 종이 표백 펄프에서 Mg(OH)2 및/또는 MgO와 함께 피치 조절 첨가제의 사용을 개시한다.
알칼리 토금속 수산화물 및 알칼리 토금속 산화물은 단지 수용액에 거의 용해되지 않으며, 이는 표백 효율의 감소 및 감소된 섬유 보호 효율로 이어질 수 있다. 또한, 종이 표백 펄프에서 라디칼 스캐빈저 및 슬러리 안정화제로서 MgSO4를 사용하는 것은 공지되어 있다. MgSO4는 고가이며 그 흡습성으로 인해 보관하기 어렵다.
최종적으로, 펄프 점도를 높게 유지하는 것은 펄프 표백을 포함하는 펄프 공정에서 고려사항이다. 펄프 점도는 섬유의 강도를 나타내는 측정값이다. 예를 들어, 펄프 표백 설비와 같은 펄프 처리 설비의 설치는 특히 요망되는 표백 결과를 달성하면서 펄프 점도를 유지하도록 설계된다. 따라서, 펄프 점도의 변화는 문제가 될 수 있다.
따라서, 당해 기술 수준은 여러 문제점을 제기한다.
발명의 간략한 설명
본 발명은 첨부된 청구범위에서 규정된다.
특히, 본 발명은 수성 펄프 표백 공정에 사용하기 위한 조성물로서, (i) 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물 및/또는 하나 이상의 알칼리 토금속 수산화물; (ii) 하나 이상의 알칼리 토금속 염; 및 (iii) 선택적으로, 하나 이상의 피치 조절 첨가제를 포함하는 조성물에 의해 구현된다. 알칼리 토금속 염 예컨대, 알칼리 토금속 설페이트의 존재하에, 기술된 화학 제조물의 알칼리성이 감소되어, 다음에 펄프에 투여되는 이러한 제조물에서 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물의 개선된 용해도를 유도하는 반면, 동시에 알칼리 토금속 염, 예컨대, 알칼리 토금속 설페이트의 유익한 라디칼 스캐빈징 및 슬러리 안정화 효과가 수득되었음이 밝혀졌다. 예를 들어, 알칼리 토금속은 마그네슘, 칼슘, 또는 마그네슘과 칼슘의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
한 구체예에 따르면, 알칼리 토금속 염은 예를 들어, 칼슘 설페이트 또는 마그네슘 설페이트와 같은 알칼리 토금속 설페이트이다.
한 구체예에 따르면, 피치 조절 첨가제는 활석, 벤토나이트, 제올라이트, 규조토, 양이온성 운모, 소수성 카보네이트, 수지-분해 효소, 섬유 표면 상의 수지 또는 수지 성분을 포획 및 고정하도록 고안된 양이온성 중합체, 알루미늄 설페이트, 폴리알루미늄 클로라이드, 및 수지 및 수지 성분의 분산을 위해 특별히 고안된 분산제, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 이러한 피치 조절제는 종이 펄프 중 지방산염 및 수지의 감소로 이어지는 것으로 밝혀졌다. 한 구체예에 따르면, 피치 조절제는 예를 들어, 미분된 활석, 바이모달 활석, 양이온성 활석, 또는 이들의 혼합물과 같은 활석이다. 한 구체예에 따르면, 피치 조절 첨가제는 벤토나이트 예컨대, 활성화된 벤토나이트이다. 특정 구체예에서, 벤토나이트는 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물 및/또는 알칼리 토금속 염에 의해 활성화된다. 벤토나이트는 종이 표백 조성물 중의 중금속에 결합하고, 예를 들어, 표백 공정을 담당하는 과산화물을 분해함으로써 표백 공정에 대한 이들의 간섭을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 조성물은 건조 미립자 조성물일 수 있거나, 조성물은 수성 슬러리일 수 있거나, 조성물은 다른 성분을 포함하는 수성 슬러리의 구성 성분으로서 존재할 수 있는데, 예를 들어, 조성물은 수성 종이 표백 펄프의 구성 성분으로 존재할 수 있다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 미립자 조성물은, 또한 본 발명의 일부인 수성 슬러리를 제조하기 위해 물과 혼합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 조성물은 슬러리의 총 중량을 기준으로 하여, 예를 들어, 10 내지 75 중량%와 같은 75 중량% 이하의 고형물 함량을 갖는 수성 슬러리일 수 있다.
본 발명에 따르면, 한편으로는, (i) 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물 및 다른 한편으로는, (ii) 알칼리 토금속 염의 중량비는 1:10 내지 100:1이다. 성분이 이러한 비율로 존재하는 경우 본 발명에 따른 유리한 효과가 가장 우수하게 달성됨이 밝혀졌다. 예를 들어, 상기 중량비는 1:5 내지 50:1의 범위, 예컨대, 1:2 내지 25:1 또는 1:1 내지 10:1의 범위, 예컨대, 약 2:1, 또는 약 70:30 또는 약 80:20, 또는 약 90:10일 수 있다.
한 구체예에 따르면, 조성물은 하기 첨가제 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다: 분산제; 충전제; 계면활성제; 표백제; 킬레이트제; 및 pH 완충제.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 포함하는 제1 컨테이너와, 무기산 수용액을 포함하는 제2 컨테이너 및 이산화황 또는 이산화탄소를 포함하는 제3 컨테이너 중 어느 하나 또는 이 둘 모두를 포함하는, 구성요소의 키트가 제공된다. 본 발명에 따른 조성물이 상기 키트를 사용하여 용이하게 수득될 수 있음이 밝혀졌다. 한 구체예에서, 수성 무기산은 수성 황산이다.
또한, 본 발명의 조성물을 생성하는 방법으로서, 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 산 예컨대, 무기산, 예컨대, 황산, 또는 이산화황, 또는 이산화탄소, 또는 알칼리 토금속 염 예컨대, 알칼리 토금속 설페이트 또는 알칼리 토금속 카보네이트와 선택적으로, 하나 이상의 피치 조절제의 존재하에 혼합시키는 단계를 포함하는 방법이 본 발명의 일부이다. 알칼리 토금속은 예를 들어, 마그네슘, 칼슘 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 방법은 수성 펄프 표백 조성물 내에서 원위치에서 수행될 수 있다. 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물이 산 예컨대, 무기산 예컨대, 황산 및/또는 이산화황 또는 이산화탄소와 원위치에서 효율적으로 반응하여 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물과 알칼리 토금속 염 예컨대, 알칼리 토금속 설페이트의 혼합물을 원위치에서 형성한다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 포함하는 종이 표백 펄프에 무기산 예컨대, 황산, 또는 이산화탄소, 또는 이산화황을 첨가함으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물과 산성 펄프 조성물의 첨가에 의해 수행될 수 있다 (여기에서, 예를 들어, 산성 펄프 조성물에 존재하는 유일한 산은 펄프 조성물 (즉, 목재로부터 유래된 조성물)에 자연적으로 존재하는 산이거나 외부 산이 첨가되지 않는다).
본 발명의 한 양태에 따르면, 방법은 알칼리 토금속 수산화물을 무기산과 혼합하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때 염기-산 노르말농도, 즉, 알칼리 토금속 수산화물 중의 수산화물 이온 및 무기산 중의 수소 양이온의 몰 비가 10:1 내지 1:5, 예컨대, 약 10:1, 또는 약 5:1, 또는 약 4:1, 또는 약 3:1, 또는 약 2:1, 또는 약 1.5:1, 또는 약 1:1, 또는 약 1:1.5, 또는 약 1:2 또는 약 1:5이다. 상응하는 산/염기 비율이 예를 들어, 알칼리 토금속 산화물, 및 이산화탄소 또는 이산화황의 경우에 사용될 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 방법은 본 발명의 한 양태에 따른 키트의 구성요소를 종이 표백 펄프에 혼합함으로써 수행될 수 있다. 상기 키트가 본 발명의 방법에 사용하기 위해 용이하게 운반되고, 저장되고 적용되는 것으로 밝혀졌다.
또한, 본 발명의 일부는 본 발명에 따라 기술된 바와 같은 조성물, 방법 또는 키트의 펄프 표백 공정에의 용도이다. 펄프 표백 공정은 본 발명의 사용에 의해 보다 간단하고 효율적이며 비용이 덜 들게 할 수 있는 반면, 동시에 고가의 원료 또는 복잡한 공정의 필요성을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
일부 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물, 방법 또는 키트는 펄프의 피치를 감소시키는 공정 및/또는 펄프의 탈중합 및/또는 분해(예를 들어, 점착물 형성을 초래함)로부터 펄프를 보호하는 공정에 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 펄프의 탈중합 및/또는 분해를 감소시키고/거나 분해 생성물(예를 들어, 점착물)의 형성으로부터 펄프를 보호하는 방법이 또한 본 발명의 일부이다. 탈중합 또는 분해가 셀룰로스 분자로의 표백 화학물질의 공격으로 인해 발생하며, 이는 중합체 사슬 길이의 감소 및 결과적으로 펄프의 강도 특성 저하를 초래한다. 매우 종종 이러한 분해는 섬유 점도로 측정된다. 탈중합 또는 분해에 의한 더 짧은 사슬 길이는 더 낮은 점도 값으로 이어지며, 따라서 생성된 펄프의 가치를 감소시키는 더 낮은 강도 특성으로 이어진다.
본 발명의 일부 추가의 구체예에 따르면, 본 발명의 구체예에 따른 조성물 또는 방법의 생성물 또는 키트의 구성요소 중 하나 이상이 임의의 기타 알칼리 표백제 예컨대, 물유리, NaOH, 소듐 실리케이트, 및/또는 과산화수소의 첨가 전에 표백될 펄프에 첨가된다.
하기 상세한 설명 및 도면에 대한 언급은 본 발명의 예시적인 구체예에 관한 것이며, 청구 범위를 제한하지 않는 것으로 이해된다.
발명의 상세한 설명
첨부된 청구범위에 따른 본 발명은 예를 들어, 표백 예컨대, 산소 표백, 과산화물-산소 표백, 산소-과산화물 표백 또는 산소 탈리그닌화를 포함하는 종이 펄핑 공정을 대한 개선점을 제공한다. 개선점은 첨부된 청구 범위에 규정된 바와 같은 생성물 및 키트 뿐만 아니라 첨부된 청구 범위에 규정된 바와 같은 방법 및 용도에 따른 이들의 적용에 의해 수득될 수 있다.
알칼리 토금속 수산화물 및/또는 알칼리 토금속 산화물과 특정 알칼리 토금속 염 및 선택적으로 피치 조절제의 조합은 종래 기술에 비해 많은 장점을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
한 장점은 펄프에서 유해한 침전물 형성의 감소이다. 이는 한편으로는, 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물과 알칼리 토금속 염의 조합물의 사용에 의해, 다른 한편으로는, 특정 피치 조절제의 존재에 의해 달성된다.
또한, 특정 알칼리 토금속 염의 존재는 표백 공정에서 형성된 라디칼의 감소로 이어진다는 것 또한 밝혀졌다. 라디칼의 존재는 한편으로는 표백에 바람직하지만, 예를 들어, 펄프의 탈중합 및/또는 분해로부터의 원치않는 부산물 예컨대, 피치 또는 "점착물"의 형성으로 이어질 수 있으며, 이는 슬러리의 응고를 초래할 수 있고, 다운스트림 종이 처리 시설을 손상시킬 수 있다.
또한, 알칼리 토금속 설페이트와 같은 특정 알칼리 토금속 염의 존재는 펄프 점도의 안정화 및 펄프 강도 특성의 개선으로 이어진다. 이는 종이 및 보드 생산 및 기타 펄프 최종 용도에서 펄프의 유용성에 중요하다. 본 발명의 일부 양태에 따르면, 점도 안정성은 본 발명의 조성물 또는 키트의 사용에 의해 얻어지며, 점도의 유지 또는 점도 저하의 감소로 이어진다. 예를 들어, 본 발명에 따르면, 키트의 조성물 또는 구성요소의 사용은 10% 이하, 예컨대, 5% 이하, 또는 4% 이하, 또는 3% 이하, 또는 2% 이하, 또는 1% 이하, 또는 0.5% 이하인 점도 변화를 유도하거나, 본질적으로 점도의 측정 가능한 변화를 초래하지 않는 점도 변화를 유도한다.
점도의 이러한 "보호"는 슬러리 중 자유 알칼리 토금속 이온 예컨대, 마그네슘 이온의 존재로 인한 것으로 여겨진다. 제지 펄프 중의 알칼리 토금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 산화물 및 산으로부터의 알칼리 토금속 염의 형성은 자유 알칼리 토금속 이온 예컨대, 마그네슘 이온의 형성 및 종이 펄프 점도의 안정화를 유도한다.
또한, 본 발명에서 알칼리 토금속 염의 사용은 펄프 표백 제조물의 pH 값을 맞출 수 있게 한다. 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물의 존재로 인해, 10 또는 그 초과, 또는 11 또는 그 초과의 증가된 pH를 갖는 알칼리성 슬러리가 일반적으로 수득된다. 본 발명에 따르면, 알칼리 토금속 염의 사용은 펄프 표백 제조물에서 알칼리성의 조절을 유도하며, pH를 7 내지 10.5의 값, 예를 들어, 약 8.5의 값으로 감소시키는 것이 가능하다. 알칼리 변성으로부터 장비를 보호하기 위해 그리고, 분명하게는, 안전상의 이유로 10 미만의 pH 영역 또는 중성 pH 값 영역 근처에서 작업하는 것이 유리하다. 또한, 더 낮은 pH는 더욱 우수한 표백 성능 및/또는 펄프 탈중합 및/또는 분해의 감소를 유도한다. 따라서, 제지 펄프 중의 알칼리 토금속 수산화물 및/또는 알칼리 토금속 산화물의 로딩은 본 발명에 따라 감소될 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 키트 또는 방법과 같은 본 발명의 일부 구체예에 따르면, 상기 알칼리 토금속 염은 원위치에서 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물과 무기산 또는 이산화황 또는 이산화탄소와의 조합에 의해 표백 공정 전 또는 동안 수득된다. 따라서, 예를 들어, 수산화 마그네슘 및 황산 마그네슘을 포함하는 조성물은 수산화 마그네슘 및 황산과 같은 산을 하기 반응에 따라 도입함으로써 펄프 표백 제조물 내에서 수득될 수 있다:
Mg(OH)2 + H2SO4(aq) -> MgSO4 + 2 H2O
수성 황산과 같은 산은 용이하게 입수가능하며 제지 공장에서 장기간에 걸쳐 대량으로 보관하기 쉽다. 다른 한편으로, 알칼리 토금속 염, 예를 들어, 황산 마그네슘은 종종 이들의 낮은 내구성 또는 흡습성으로 인해 조달 및 보관에 비용이 많이 들고 다루기가 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 방법 및 키트는 본 발명에 따른 조성물의 형성을 유도하며, 이들은 또한 본 발명의 일부를 형성하고 종래 기술에 비해 추가적인 이점을 제공한다.
알칼리 토금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 산화물은 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 산화 마그네슘 및 산화 칼슘, 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 알칼리 토금속 산화물이 사용되는 경우, 이는 수성 매질에서 상응하는 알칼리 토금속 수산화물의 형성에 의해 알칼리성 작용제와 동일한 방식으로 작용한다. 이들 화합물은 물에 대한 용해도가 낮으며, 따라서 표백 공정 동안 이들이 소모되는 속도로만 펄프 내로 방출된다. 본 발명에 따르면, pH 조절이 개선되는데, 이는 본 발명의 구체예에 따라 알칼리 토금속 염 또는 산의 첨가에 의해 조절될 수 있기 때문이다.
특정 구체예에서, 알칼리 토금속 수산화물은 수산화 마그네슘일 수 있다. 일부 구체예에서, 수산화 마그네슘은 결정질일 수 있다 (예를 들어, 브루사이트). 다른 구체예에서, 수산화 마그네슘은 비정질 형태일 수 있다.
특정 구체예에서, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘 및 이들의 혼합물은 백운석 석회암을 백운석 석회로 전환시키고, 그 후,백운석 석회를 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 및 이들의 혼합물로 전환시킴으로써 제공될 수 있다. 수산화 마그네슘 및 수산화 칼슘을 포함하는 이러한 구체예는 본원에 기술된 펄프 표백 이점뿐만 아니라 침전물 (예를 들어, 칼슘 옥살레이트 침전물)의 감소 및/또는 가용성 수산화물 이온의 보다 높은 이용가용성을 제공할 수 있다. 이러한 구체예에서 수산화 마그네슘 대 수산화 칼슘의 비는 10:1 내지 1:10, 예컨대, 5:1 내지 1:5의 범위, 예컨대, 1:2 내지 2:1의 범위일 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 알칼리 토금속 염은 예를 들어, 알칼리 토금속 설페이트, 예를 들어, 마그네슘 설페이트일 수 있다. 마그네슘 설페이트는 흡습성 미립자 염이다. 알칼리 토금속 염의 사용은 슬러리의 pH를 조절하는 것을 돕고 또한, 슬러리를 안정화시킬 수 있다. 대안적으로, 염화 마그네슘 또는 질산 마그네슘이 사용될 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따른 조성물에 사용하기 위한 피치 조절제는 활석 즉, 판상 구조를 갖는 천연 마그네슘 실리케이트일 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 특정 구체예에 따른 조성물에 사용하기 위한 피치 조절제는 벤토나이트 즉, 몬트모릴로나이트를 포함하는 흡수성 알루미늄 필로실리케이트일 수 있다. 특정 구체예에서, 벤토나이트는 알칼리 토금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 산화물 (예를 들어, Mg(OH)2 또는 Mg(OH))에 의해 활성화될 수 있다. 특정 구체예에서, 벤토나이트는 중금속 예컨대, Mn, Cr, Fe, 및/또는 Ni을 위한 이온 교환기로서 작용할 수 있으며, 이는 이들 이온이 표백 공정을 방해하는데 덜 이용되게 하는 이점을 제공한다. 다른 구체예에서, 벤토나이트는 표백에 사용된 과산화물을 안정화시키고/거나 실리케이트 함량을 감소시킬 수 있다.
특정 구체예에서, 피치 조절제는 활석 및 벤토나이트의 블렌드일 수 있다. 예를 들어, 이러한 구체예에서 활석 대 벤토나이트의 비는 10:1 내지 1:10, 예컨대, 5:1 내지 1:5의 범위, 예컨대, 2:1 내지 1:2의 범위일 수 있다. 두 가지의 상이한 피치 조절제의 이러한 블렌드는 두 물질 모두가 상이한 흡착 특성을 가지므로 공정에서 더욱 광범위한 유해 물질을 처리하는 이점을 나타낸다. 활석의 소수성 표면은 소수성 물질을 우선적으로 흡착시키는 반면, 벤토나이트는 친수성 물질에 더 많은 인력을 갖는다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 펄프의 표백에 사용하기 위한 조성물은 수성 슬러리로서 존재할 수 있다. 수성 슬러리는 펄프에 고형물을 도입하기 위해, 예를 들어, 제지에서 일반적으로 사용된다. 따라서, 과산화수소 표백을 지지하기 위해, 수성 슬러리 형태의 본 발명의 특정 구체예에 따른 조성물이 펄프에 도입될 수 있다. 본 발명의 조성물의 특정 구체예를 슬러리의 형태로 두면, 조성물의 전체 중량이 증가된다. 중량 증가를 제한하기 위해, 예를 들어, 조성물의 운반 효율을 유지하기 위해, 본 발명의 특정 구체예에 따른 조성물을 포함하는 수성 슬러리는 슬러리의 총 중량을 기반으로 하여 10 중량% 또는 그 초과, 예컨대, 30 중량% 또는 그 초과, 또는 30 중량% 또는 그 초과, 또는 40 중량% 또는 그 초과, 또는 45 중량% 또는 그 초과, 또는 50 중량% 또는 그 초과, 또는 심지어 60 중량% 또는 그 초과, 예컨대, 70 중량%, 또는 72 중량% 또는 75 중량% 이하의 고형물 함량을 갖는다. 높은 고형물 함량 슬러리를 획득하기 위해, 슬러리에 분산제를 포함시켜야 할 수 있다. 슬러리는 또한 추가의 성분 예컨대, 충전제, 계면활성제, 표백제, pH-완충제 또는 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
특정 구체예에서, 조성물은 건조 미립자 분말 형태를 갖는다. 조성물의 중량을 감소시키고 수송성을 개선하기 위해, 조성물은 건조 분말로서 수송될 수 있고 슬러리는 표백 공정에서 조성물의 사용 위치에서만 형성될 수 있다. 상기 건조 미립자 분말은 예를 들어, 분무-건조 공정의 사용에 의해 수득될 수 있다. 본 발명의 특정 양태에 따른 분무-건조된 미립자 조성물은 낮은 또는 매우 낮은 수분 함량, 예컨대, 분무-건조된 미립자 분말 중의 고형물의 총 양을 기준으로 하여 5중량% 또는 그 미만의 수분, 또는 4 중량% 또는 그 미만의 수분, 또는 3 중량% 또는 그 미만의 수분, 또는 심지어 2 중량% 또는 그 미만의 수분, 예를 들어, 약 1 중량%의 수분 또는 0.5 중량%의 수분을 가질 수 있다. 건조 조성물은 또한, 추가의 성분 예컨대, 분산제, 충전제, 계면활성제, 표백제, 킬레이트제, pH-완충제, 또는 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
특정 구체예에서, 조성물은 펠렛 형태로 존재한다. 한 양태에 따르면, 펠렛은 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 내지 25 중량%, 예를 들어, 2 중량% 내지 20 중량%, 또는 5 중량% 내지 15 중량%, 예를 들어, 약 15 중량%의 수분 함량을 가질 수 있다. 추가의 양태에 따르면, 펠렛은 펠렛의 총 고형물 함량을 기준으로 하여 2 중량% 내지 50 중량%의 피치 조절 첨가제 및 98 중량% 내지 50 중량%의 미립자 알칼리 토금속 산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 펄프의 표백에 사용하기 위한 조성물은 1:1 내지 100:1, 예를 들어, 2:1 내지 50:1의 범위, 예를 들어, 3:1 내지 25:1 또는 5:1 내지 10:1의 범위, 예를 들어, 약 70:30 또는 약 80:20 또는 약 90:10의, 한편으로는, 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물, 및 다른 한편으로는, 알칼리 토금속 염의 중량비를 가질 수있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 구성요소의 키트는 상기 기술된 바와 같은 중량비가 얻어질 수 있는 양의 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 기술된 바와 같이, 예를 들어, 황산 마그네슘을 수득하기 위한 수산화 마그네슘과 황산의 반응의 결과로서 이러한 중량비는 많은 인자, 예를 들어, 농도, 온도, 구성요소의 상대적인 양, 반응 전의 산도/알칼리도 등에 의존적일 수 있음이 당업자에게 이해된다. 본 발명의 특정 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물을 수득하는 방법은 상기 기술된 바와 같은 중량비가 얻어질 수 있는 방식으로 수행될 수 있다.
피치 조절제가 본 발명에 사용되는 경우, 한편으로는 알칼리 토금속 산화물, 알칼리 토금속 수산화물 및 알칼리 토금속 염 및 다른 한편으로는, 피치 조절제의 중량비가 1:9 내지 9:1, 예를 들어, 3:7 내지 7:3의 범위, 예를 들어, 2:3 내지 3:2의 범위, 예를 들어, 1:2 또는 1:1 또는 2:1의 중량비일 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 펄프의 표백에 사용하기 위한 조성물은 조성물의 총 고형물 함량의 10 중량% 내지 90 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 30 중량% 내지 70 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 40 중량% 내지 60 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 50 중량%의 양으로 하나 이상의 미립자 알칼리 토금속 산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 펄프의 표백에 사용하기 위한 조성물은 조성물의 총 고형물 함량의 0.1 중량% 내지 50 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 1 중량% 내지 30 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 5 중량% 내지 15 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 10 중량%의 양으로 알칼리 금속 염을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 펄프의 표백에 사용하기 위한 조성물은 조성물의 총 고형물 함량의 1 중량% 내지 90 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 10 중량% 내지 70 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 20 중량% 내지 60 중량%의 양, 예를 들어, 조성물의 총 고형물 함량의 50 중량%의 양으로 하나 이상의 피치 조절 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 제지용 펄프의 표백 공정에서와 같이 펄프의 표백 공정에서 본 발명의 특정 구체예에 따른 구성요소의 키트 또는 조성물의 용도이다. 예를 들어, 본 발명의 특정 구체예에 따른 조성물은 제지 공정의 펄프 표백 공정에서 과산화수소, 착화제, 물유리 또는 기타와 같은 다른 첨가제와 함께 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 NaOH와 같은 공지된 알칼리성 조성물을 완전히 또는 부분적으로 대체할 수 있다. 예를 들어, NaOH는 H2O2-표백 공정에서 알칼리제로서 완전히 생략될 수 있거나, NaOH의 양은 본 발명에 따른 조성물의 동시 첨가에 의해 감소될 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 한편으로는, 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 또는 이들의 혼합물 및 다른 한편으로는, 하나 이상의 알칼리 토금속 염은 표백될 펄프에 도입되기 전에 함께 혼합될 필요는 없다. 본 발명의 추가의 양태는 조성물의 성분 중 하나 이상(예를 들어, 전부)을 제지 펄프에 별도로 도입하거나 구성요소의 키트의 성분 중 하나 이상(예를 들어, 전부)을 제지 펄프에 별도로 도입하여, 상기 펄프의 표백 동안 펄프 내에 조성물을 형성시킴으로써 수득된 조성물의 용도이다.
표백 공정에서, 본 발명의 특정 구체예에 따른 구성요소의 키트 또는 조성물은, 펄프 중 하나 이상의 미립자 알칼리 토금속 산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 또는 이들의 혼합물의 양이 표백 동안 펄프의 총 고형물 함량의 0.1 중량% 내지 8 중량%, 예를 들어, 표백 동안 펄프의 총 고형물 함량의 0.2 중량% 내지 4 중량%, 예를 들어, 펄프의 총 고형물 함량의 0.5 중량% 내지 2.5 중량%, 예를 들어, 펄프의 총 고형물 함량의 1 중량% 내지 2 중량%가 되고, 펄프 중 하나 이상의 알칼리 토금속 염의 양이 표백 동안 펄프의 총 고형물 함량의 0.01 중량% 내지 5 중량%, 예를 들어, 표백 동안 펄프의 총 고형물 함량의 0.02 중량% 내지 1 중량%, 예를 들어, 펄프의 총 고형물 함량의 0.05 중량% 내지 0.5 중량%, 예를 들어, 펄프의 총 고형물 함량의 약 0.1 중량% 또는 약 0.25 중량%가 되는 그러한 양으로 펄프 내로 도입될 수 있다.
본 발명의 특정 구체예에 따르면, 제지 펄프의 표백에 사용하기 위한 구성요소의 키트의 구성요소 또는 조성물은 예를 들어, 표백 단계 동안, 또는 표백 단계의 시작시에, 또는 표백 단계 전에 상기 펄프에 포함될 수 있다. 이는 또한 탈리그닌화 단계 동안 또는 전에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제지 펄프의 표백에 사용하기 위한 조성물은 펄프 성분이 분쇄되는 분쇄 단계에서 일찍이 또는 분쇄 단계 내지 표백 단계 사이의 임의의 시간에 상기 펄프에 포함될 수 있다. 본 발명의 특정 구체예에 따른 조성물의 다양한 성분이 또한 별도의 단계 예컨대, 분쇄 단계 동안 및/또는 표백 단계 또는 탈리그닌화 단계 시작 직전에 제지 펄프에 첨가될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 한 구체예에 따르면, 본 발명의 일부 구체예에 따른 제지 펄프의 표백에 사용하기 위한 구성요소의 키트의 구성요소 또는 조성물이 표백될 펄프에 임의의 알칼리성 표백제 예컨대, NaOH, 물유리, 소듐 실리케이트, 및/또는 과산화수소의 도입 전에 도입될 수 있다. 이러한 경우, 알칼리 토금속 산화물 또는 알칼리 금속 수산화물은 표백 공정의 시작 전에 알칼리 토금속 염(예컨대, 토금속 설페이트), 및/또는 펄프 혼합물에 존재하는 목재 기원의 유기산, 및/또는 무기 산의 존재에 의해 활성화되었다. 예를 들어, 본 발명의 한 구체예에 따르면, 알칼리 토금속 수산화물 및/또는 알칼리 토금속 산화물은 표백 공정의 시작 전에 및/또는 임의의 알칼리 표백제의 첨가 전에 산성 펄프 혼합물에 첨가된다 (예를 들어, 존재하는 유일한 산은 펄프에서 자연적으로 발견되는 산이고/거나 외부 산이 첨가되지않음).
상기 논의된 바와 같이, 점도의 이러한 "보호"는 펄프 혼합물 또는 슬러리에서 자유 알칼리 토금속 이온 예컨대, 마그네슘 이온의 존재로 인한 것으로 여겨진다. 이러한 효과는 알칼리 토금속 이온이 임의의 알칼리 표백제의 도입에 의한 표백 시작 전에 형성되는 경우 향상된다.
본 발명의 추가의 구체예에 따르면, 구성요소의 조성물 또는 구성요소의 키트의 구성요소는 EDTA 또는 이산화 염소와 같은 킬레이트제를 첨가하는 동안, 산성 표백 단계 동안과 같은 초기 단계에서 첨가될 수 있다. 이러한 구체예는 pH 7 또는 그 미만에서 발생하는 표백 단계에서 구성요소의 키트의 구성요소 또는 구성요소의 조성물의 모든 사용을 포함한다.
혼동을 피하기 위해, 하기 번호가 매겨진 문장에 따른 구체예 모두는 본 발명의 일부를 형성한다:
1.
펄프 표백 공정에 사용하기 위한 조성물로서, 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물 및/또는 하나 이상의 알칼리 토금속 수산화물; 하나 이상의 알칼리 토금속 염; 및 선택적으로, 하나 이상의 피치 조절 첨가제를 포함하는 조성물.
2.
문장 번호 1에 있어서, 상기 피치 조절 첨가제가 활석, 벤토나이트, 제올라이트, 규조토, 양이온성 운모, 소수성 카보네이트, 수지-분해 효소, 섬유 표면 상의 수지 또는 수지 성분을 포획 및 고정하도록 고안된 양이온성 중합체, 알루미늄 설페이트, 폴리알루미늄 클로라이드, 및 수지 및 수지 성분의 분산을 위해 특별히 고안된 분산제, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
3.
상기 문장 번호들 중 어느 하나에 있어서, 알칼리 토금속이 마그네슘, 칼슘, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 조성물.
4.
상기 문장 번호들 중 어느 하나에 있어서, 상기 피치 조절 첨가제가 미분화된 활석, 바이오달 활석, 및 양이온성 활석으로부터 선택되는 조성물.
5.
상기 문장 번호들 중 어느 하나에 있어서, 상기 피치 조절 첨가제가 벤토나이트 예를 들어, 활성화된 벤토나이트인 조성물.
6.
상기 문장 번호들 중 어느 하나에 있어서, 수성 슬러리인 조성물.
7.
문장 번호 6에 있어서, 상기 수성 슬러리가 슬러리의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 75 중량%의 총 고형물 함량을 갖는 조성물.
8.
상기 문장 번호 중 어느 하나에 있어서, (i) 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물 및 (ii) 알칼리 토금속 염의 중량비가 1:2 내지 100:1인 조성물.
9.
상기 문장 번호들 중 어느 하나에 있어서, 하기 첨가제 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 조성물: (a) 분산제; (b) 충전제; (c) 계면활성제; (d) 표백제; (e) 킬레이트제; 및 (f) pH-완충제.
10.
제1 컨테이너에 저장된 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물, 및 제2 컨테이너에 저장된 무기산 수용액 및 제3 컨테이너에 저장된 이산화황 및/또는 이산화탄소를 갖는 상기 제2 컨테이너 및 상기 제3 컨테이너 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 구성요소의 키트.
11.
문장 번호 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 조성물을 형성하는 방법으로서, 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 무기산, 또는 이산화황, 또는 이산화탄소와 선택적으로 하나 이상의 피치 조절제의 존재하에 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
12.
문장 번호 11에 있어서, 수성 펄프 표백 조성물 내에서 수행되는 방법.
13.
문장 번호 12에 있어서, 혼합 단계가 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 포함하는 종이 표백 펄프에 황산 또는 이산화황 또는 이산화탄소의 첨가함으로써 수행되는 방법.
14.
문장 번호 11 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 문장 번호 10의 키트의 구성요소를 종이 표백 펄프 또는 탈리그닌화 펄프에 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
15.
펄프 표백 공정 또는 펄프 탈리그닌 공정에서 상기 문장 번호중 어느 하나에 따른 조성물 또는 방법 또는 키트의 용도.
16.
문장 번호 15에 있어서, 펄프에서 피치를 감소시키기 위한 공정에서의 용도.
17.
문장 번호 15에 있어서, 탈중합 및/또는 분해로부터 펄프를 보호하기 위한 공정에서의 용도.
18.
문장 번호 15에 있어서, 산성 표백 단계에서의 또는 산성 표백 단계 후에서의 용도.
19.
문장 번호 15 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물 또는 상기 방법의 생성물 또는 상기 키트의 성분이 임의의 기타 알칼리 표백제 예컨대, 물유리, 소듐 실리케이트, NaOH, 및/또는 과산화수소의 첨가 전에 표백될 펄프에 첨가되는 용도.
20.
문장 번호 15 내지 19 중 어느 하나에 따른 용도를 포함하는 펄프에서 피치를 감소시키는 방법.
실시예
본원에 사용된 펄프 점도는 TAPPI T 230 om-08에 따라 측정하였다. 또한, 본원에 사용된, 펄프에서 리그닌의 잔량을 나타내는 카파 값은 ISO-302:2012에 따라 측정하였다.
표백제로서 수산화 나트륨을 사용하는 종이 펄프의 표백 공정에서, 첨가제로서의 수산화 마그네슘의 사용을 무기산과 조합된, 뿐만 아니라 무기산 및 킬레이트제로서 EDTA와 조합된 수산화 마그네슘의 사용과 비교하였다.
비표백된 크래프트 침엽수 펄프를 출발 물질로서 사용하였다. 펄프는 연목 크래프트 펄프 제분소에서의 공업 생산으로부터 입수하였다. 이를 제분소에서 세척하고, 그 후 실험실에서 추가의 세척 없이 표백 공정으로 처리하였다. 1mol/L의 농도로 사용전 희석된 시중에서 입수가능한 수산화 마그네슘을 이들 시험에 사용하였다.
비교예 1 및 2에서, 황산 마그네슘 및 수산화 마그네슘 용액을 각각 제지 펄프에 첨가하였다. 실시예 1 및 2에서, 수산화 마그네슘 용액 및 실험실 등급의 황산을 첨가하였다. 실시예 3에서, 실험실 등급 EDTA (10g/L)를 추가로 첨가하였다. 황산 및 EDTA를 시중의 수산화 마그네슘과 먼저 혼합하였다. 첨가 혼합물은 표 I에 나타내었다. 그 후, 이러한 혼합물을 펄프에 혼합하였다. 모든 실시예에서, 펄프 충전량은 120g (오븐 건조)이었다. 표백은 예열된 실리콘 오일 조에 넣은 2L Teflon-라이닝된 오토클레이브에서 수행하였다. 총 반응 시간은 각 경우에 약 2시간 30분이었다.
표 I
중량% 표시는 펄프의 총 건조 중량에 관한 것이다.
펄프 시험은 German Thuenen Institute (Hamburg, Germany)에 따른 일반적인 기준에 따라 수행하였다. 점도는 구리 에틸렌디아민(cuen) 용액을 사용하여 ISO 5351에 따라 측정하였다. 결과는 표 II에 나타냈다.
표 II
(i) 본 발명의 실시예에 대한 점도 값은 비교예 1의 점도 값과 동일한 반면, 황산 마그네슘의 사용은 회피되었음이 수득된 데이터로부터 명백하였다. 동시에, 점도 값 및 카파 값은 비교예 2의 값에 비해 개선되었다. 최종적으로, 밝기 값, 카파 값 및 전체 수율은 비교예 1에 비해 악영향을 받지 않았다.
조합물 Mg(OH)2/H2SO4 이외에 EDTA를 사용하는 실시예 3은 펄프의 예상된 기술적 특성을 실질적으로 변형시키지 않았다.
표백제로서 수산화 나트륨 및 과산화 수소를 사용하는 종이 펄프의 개별 표백 공정에서, 잔여 과산화물 및 밝기에 대한 수산화 나트륨을 대체하는 증가된 양의 수산화 마그네슘의 사용 효과를 측정하였다.
비표백된 크래프트 침엽수 펄프를 출발 물질로서 사용하였다. 펄프는 연목 크래프트 펄프 제분소에서의 공업 생산으로부터 입수하였다. 이를 제분소에서 세척하고, 그 후 실험실에서 추가의 세척 없이 표백 공정으로 처리하였다. 실험실 표백 시험에 사용된 펄프 샘플로부터 압출 제거된 물은 2.8의 pH를 가지며, 따라서 펄프는 분명히 산성이었다. 1mol/L의 농도로 사용전 희석된 시중에서 입수가능한 수산화 마그네슘을 이들 시험에 사용하였다.
표 III에 나타낸 펄프 혼합물은 첨가제 성분과 함께 먼저 혼합하고, 이어서 이 혼합물을 수성 펄프를 첨가함으로써 제조하였다. 표백은 플라스틱 백에서 수행하고, 표백 동안 백 안으로 추가의 물이 들어가지 않도록 백의 구멍을 물 밖에 두면서 70℃의 예열된 수조에 넣었다. 총 반응 시간은 각 경우에 약 2시간이었다.
표 III
약 2시간 동안 표백 후, 잔여 과산화물을 펄프로부터 1ml의 물을 압출 제거하고 본 분야의 전문가에 의해 널리 공지되고 문헌에 기재된 요오드 적정을 이용하여 측정하였다. 펄프 혼합물의 ISO 밝기는 또한, ISO 2469 (R457)에 따라 Konica Minolta CM3700d 분광색도계를 사용하여 표백된 펄프의 건조된 필터 케이크로부터 측정하였다. 결과는 표 IV에 나타냈다. 화학적 산소 요구량(COD)은 Hach Lange 큐벳 테스트 LCK614를 사용한 표백 후 펄프로부터 압출 제거된 물로부터 측정하였다.
표 IV
수산화 마그네슘이 산성 펄프 혼합물을 사용할 경우 표백 공정에서 수산화 나트륨을 대신하여 사용될 수 있음이 밝혀졌다. Mg(OH)2에 의한 NaOH의 비교적 낮은 치환률에서도 COD 값의 현저한 저하가 관찰될 수 있다. 이는 kg당 유도된 COD가 손실된 펄프 수율이기 때문에 펄프 생산에 유리하다. 또한, 폐수 중 COD에 긍정적인 효과를 가지며, 따라서 개선된 환경적 영향을 제공한다.
표백제로서 과산화 수소 및 수산화 나트륨을 사용하는 종이 펄프의 또 다른 표백 공정에서, 수산화 나트륨 및 임의의 기타 알칼리 첨가제 전에 펄프에 수산화 마그네슘을 첨가하는 효과를 측정하였다.
비표백된 크래프트 침엽수 펄프를 출발 물질로서 사용하였다. 펄프는 연목 크래프트 펄프 제분소에서의 공업 생산으로부터 입수하였다. 이를 제분소에서 세척하고, 그 후 실험실에서 추가의 세척 없이 표백 공정으로 처리하였다. 실험실 표백 시험에 사용된 펄프 샘플로부터 압출 제거된 물은 2.8의 pH를 가지며, 따라서 펄프는 분명히 산성이었다. 1mol/L의 농도로 사용전 희석된 시중에서 입수가능한 수산화 마그네슘을 이들 시험에 사용하였다.
표 V에 나타낸 펄프 혼합물을, 첨가 성분을 혼합한 후 이 혼합물을 수성 펄프에 첨가하거나, 수산화 마그네슘이 먼저 펄프에 첨가되는 경우, 수성 펄프에 수산화 마그네슘을 첨가하고, 펄프 혼합물을 수동으로 약 1분 동안 혼합한 후, 나머지 첨가제 성분을 혼합하고 이러한 혼합물을 수산화 마그네슘 및 펄프 혼합물에 첨가함으로써 제조하였다. 표백은 플라스틱 백에서 수행하고, 표백 동안 백 안으로 추가의 물이 들어가지 않도록 백의 구멍을 물 밖에 두면서 70℃의 예열된 수조에 넣었다. 총 반응 시간은 각 경우에 약 80분이었다.
표 V
약 80분 동안 표백 후, 펄프 혼합물의 잔여 과산화물 및 ISO 밝기를 상기 기술된 바와 같이 측정하였다. 결과를 하기 표 VI에 나타내었다.
표 VI
수산화 마그네슘이 먼저 첨가된 펄프 혼합물의 잔여 과산화물 및 ISO 밝기가 수산화 마그네슘이 다른 첨가제 성분과 동시에 첨가된 펄프 혼합물의 것보다 더욱 우수함이 밝혀졌다.
표백제로서 과산화 수소 및 수산화 나트륨을 사용하는 종이 펄프의 또 다른 표백 공정에서, 수산화 마그네슘과 함께 감소된 양의 과산화 수소를 사용하는 효과를 측정하였다.
비표백된 크래프트 침엽수 펄프를 출발 물질로서 사용하였다. 펄프는 연목 크래프트 펄프 제분소에서의 공업 생산으로부터 입수하였다. 이를 제분소에서 세척하고, 그 후 실험실에서 추가의 세척 없이 표백 공정으로 처리하였다. 실험실 표백 시험에 사용된 펄프 샘플로부터 압출 제거된 물은 2.8의 pH를 가지며, 따라서 펄프는 분명히 산성이었다. 1mol/L의 농도로 사용전 희석된 시중에서 입수가능한 수산화 마그네슘을 이들 시험에 사용하였다.
표 VII에 나타낸 펄프 혼합물을, 첨가 성분을 혼합한 후 이 혼합물을 수성 펄프에 첨가하거나, 수산화 마그네슘이 먼저 펄프에 첨가되는 경우, 수성 펄프에 수산화 마그네슘을 첨가하고, 펄프 혼합물을 수동으로 약 1분 동안 혼합한 후, 나머지 첨가제 성분을 혼합하고 이러한 혼합물을 수산화 마그네슘 및 펄프 혼합물에 첨가함으로써 제조하였다. 표백은 플라스틱 백에서 수행하고, 표백 동안 백 안으로 추가의 물이 들어가지 않도록 백의 구멍을 물 밖에 두면서 70℃의 예열된 수조에 넣었다. 총 반응 시간은 각 경우에 약 80분이었다.
표 VII
약 80분 동안 표백 후, 펄프 혼합물의 잔여 과산화물 및 ISO 밝기를 상기 기술된 바와 같이 측정하였다. 결과를 하기 표 VIII에 나타내었다.
표 VIII
수산화 마그네슘을 먼저 첨가한 경우, 심지어 감소된 양의 과산화 수소를 사용하더라도 유사한 잔여 과산화물 및 ISO 밝기 결과가 수득되었음이 밝혀졌다.
본 발명은 상호 배타적인 그러한 특징의 조합을 제외하고, 본원에 언급된 특징 및/또는 제한의 임의의 조합을 포함할 수 있음을 주지해야 한다. 상기 설명은 본 발명을 설명하기 위한 목적의 본 발명의 특정 구체예에 관한 것이다. 그러나, 본원에 기술된 구체예에 대한 많은 변형 및 변경이 가능함이 당업자에게 자명할 것이다. 모든 이러한 변형 및 변경은 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
Claims (25)
- 펄프 표백 공정에 사용하기 위한 조성물을 형성하는 방법으로서, 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 무기산, 또는 이산화황, 또는 이산화탄소, 또는 알칼리 토금속 염 예컨대, 알칼리 토금속 설페이트 또는 알칼리 토금속 카보네이트와 선택적으로 하나 이상의 피치 조절제의 존재하에 혼합하는 단계를 포함하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수성 펄프 표백 조성물 내에서 수행되는 방법.
- 제2항에 있어서, 혼합 단계가 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물을 포함하는 종이 표백 펄프에 황산 또는 이산화황 또는 이산화탄소를 첨가함으로써 수행되는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이
(i) 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물 및/또는 하나 이상의 알칼리 토금속 수산화물;
(ii) 하나 이상의 알칼리 토금속 염; 및
(iii) 선택적으로, 하나 이상의 피치 조절 첨가제를 포함하는, 방법. - 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 피치 조절 첨가제가 활석, 벤토나이트, 제올라이트, 규조토, 양이온성 운모, 소수성 카보네이트, 수지-분해 효소, 섬유 표면 상의 수지 또는 수지 성분을 포획 및 고정하도록 고안된 양이온성 중합체, 알루미늄 설페이트, 폴리알루미늄 클로라이드, 및 수지 및 수지 성분의 분산을 위해 특별히 고안된 분산제, 및 이들의 혼합물로부터 선택되거나, 예를 들어, 상기 피치 조절 첨가제가 미분화된 활석, 바이모달 활석, 및 양이온성 활석으로부터 선택되거나, 상기 피치 조절 첨가제가 예를 들어, 활성화된 벤토나이트와 같은 벤토나이트인, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 토금속이 마그네슘, 칼슘, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
- 펄프 표백 공정에 사용하기 위한 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 방법으로부터 수득 가능한 조성물로서,
(i) 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물 및/또는 하나 이상의 알칼리 토금속 수산화물;
(ii) 하나 이상의 알칼리 토금속 염; 및
(iii) 선택적으로, 하나 이상의 피치 조절 첨가제를 포함하는 조성물. - 제7항에 있어서, 상기 피치 조절 첨가제가 활석, 벤토나이트, 제올라이트, 규조토, 양이온성 운모, 소수성 카보네이트, 수지-분해 효소, 섬유 표면 상의 수지 또는 수지 성분을 포획 및 고정하도록 고안된 양이온성 중합체, 알루미늄 설페이트, 폴리알루미늄 클로라이드, 및 수지 및 수지 성분의 분산을 위해 특별히 고안된 분산제, 및 이들의 혼합물로부터 선택되거나, 예를 들어, 상기 피치 조절 첨가제가 미분화된 활석, 바이모달 활석, 및 양이온성 활석으로부터 선택되거나, 상기 피치 조절 첨가제가 예를 들어, 활성화된 벤토나이트와 같은 벤토나이트인, 조성물.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 알칼리 토금속이 마그네슘, 칼슘, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
- 제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 수성 슬러리인 조성물.
- 제7항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 슬러리가 슬러리의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 75 중량%의 총 고형물 함량을 갖는 조성물.
- 제7항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, (i) 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물 및 (ii) 알칼리 토금속 염의 중량비가 1:10 내지 100:1인 조성물.
- 제7항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 하기 첨가제 중 적어도 하나를 추가로 포함하는 조성물: (a) 분산제; (b) 충전제; (c) 계면활성제; (d) 표백제; (e) 킬레이트제; 및 (f) pH-완충제.
- (i) 제1 컨테이너에 저장된 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물, 및
(ii) 제2 컨테이너에 저장된 무기산 수용액 및 제3 컨테이너에 저장된 이산화황 및/또는 이산화탄소를 갖는 상기 제2 컨테이너 및 상기 제3 컨테이너 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함하는 구성요소의 키트. - 펄프 표백 공정 또는 펄프 탈리그닌 공정에서 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따른 조성물 또는 방법 또는 키트의 용도.
- 제15항에 있어서, 펄프에서 피치를 감소시키기 위한 공정에서의 용도.
- 제15항에 있어서, 탈중합 및/또는 분해로부터 펄프를 보호하기 위한 공정에서의 용도.
- 제15항에 있어서, 산성 표백 단계에서의 또는 산성 표백 단계 후에서의 용도.
- 제15항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물 또는 상기 방법의 생성물 또는 상기 키트의 성분이 임의의 기타 알칼리 표백제 예컨대, 물유리, 소듐 실리케이트, NaOH, 및/또는 과산화수소의 첨가 전에 표백될 펄프에 첨가되는 용도.
- 제15항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 따른 용도를 포함하는, 펄프에서 피치를 감소시키는 방법.
- 펄프 표백 공정에서 표백되는 펄프를 보호하는 방법으로서, 산성 펄프 조성물을 제공하는 단계 및 알칼리 토금속 함유 화합물을 첨가하는 단계를 포함하는 방법.
- 제21항에 있어서, 알칼리 토금속 함유 화합물이 알칼리 토금속 산화물 및/또는 알칼리 토금속 수산화물인 방법.
- 제21항 또는 제22항에 있어서, 알칼리 토금속이 마그네슘, 칼슘, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
- 제21항 내지 제23항 중의 어느 한 항에 있어서, 알칼리 토금속 함유 화합물이 임의의 알칼리성 표백제의 도입 전에 산성 펄프 조성물에 첨가되는 방법.
- 산성 펄프 조성물의 펄프 점도 감소를 방지하기 위한 알칼리 토금속 함유 화합물의 용도.
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