NO177606B - Fremgangsmåte for hydrogenperoksydbleking av papirmasse - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for bleking av høyutbytte-papirmasse ved hjelp av hydrogenperoksyd i alkalisk medium.

Med høyutbyttemasse menes her masser oppnådd med et vekt-utbytte i tørr tilstand, i forhold til 1ignocelluloseutgangs-materialer som ved, generelt i form av flis, beregnet i tørr tilstand, som er over 85 % og hyppig lik eller mer enn 90 ia.

Slike masser fremstilles ved defibrering av utgangs-materialet, hyppigst ved flis, ved hjelp av en mølle- eller skivedefibrør, eventuelt forbundet med en kjemisk og/eller termisk behandling.

Den omfatter industrier kalt mekanisk, termomekanisk eller kj emotermomekani sk.

Blekingen omfatter ved hjelp av kjemisk innvirkning å avfarve de kromofore grupper i vedbestanddelene uten å oppløselig-gjøre bestanddelene. De kromofore grupper som er ansvarlige for brunfarvingen av papirmassen bæres prinsippielt av lignin og visse ekstrakter (tanniner).

To typer prosesser benyttes i dag for å oppnå denne av-farving: - den første består i, på en masse, å la innvirke et reduk-sjonsmiddel, vanligvis hydrogensulfitt, under milde betingelser og i nøytralt eller lettsurt medium. Reduksjonen av de kjemiske grupper som er ansvarlig for farvingen fremtvinger en partiell bleking som for visse anvendelser

ikke desto mindre er tilstrekkelig;

den andre prosess består i å oksydere de farvede grupper ved hjelp av hydrogenperoksyd i alkalisk medium. Den oppnådde bleking er mere vesentlig enn den foregående prosess, noe som forklarer at peroksydprosessen i dag er den hyppigst benyttede for å tilfredsstille kravene til papirkvalitet.

Imidlertid er hydrogenperoksyd et kostbart- produkt hvis stabilitet synker efter hvert som pH-verdien øker. Da det erkjennes at det pH-område i hvilket blekingen vanligvis gjennomføres med hydrogenperoksyd strekker seg fra ca. 9 til ca. 11 slik det er angitt i "The bleaching of pulp", TAPPI Press, SINGH ed. Atlanta USA, 1970, side 227, er forbedringen innenfor denne anvendelsesramme av peroksyd av stor inte-resse for industrien.

Denne forbedring virker imidlertid mot en bruning av massen som man vet skyldes nærværet av et alkalisk middel som natriumhydroksyd NaOH ("alkalisk" bruning) og fra hvilken massen, når den først er bleket, er beskyttet ved surgjøring som beskrevet på side 229 i referansen.

Det er derfor det har vært foreslått å ha hydrogenperoksyd innvirke i minst to distinkte blekefaser.

I W0-84.02.366 er det for eksempel foreslått en første fase i hvilken de alkaliske betingelser er unormalt sterke med henblikk på å forbedre den mekaniske kvalitet for fibrene og den andre fase under vanlige alkalinitetsbetingelser for å korrigere blekefeilen som er oppstått i den første fase.

I "TAPPI Journal", mars -87, side 119 følgende, beskriver D. Lachenal også en fremgangsmåte i to faser men der det benyttes en natriumhydroksydmengde som er meget større enn den som vanligvis benyttes i en første fase, i den andre fase.

Til slutt erkjenner FR-PS 2 357 177 opprettholdelse av så enhetlige betingelser som mulig under blekingen ved å gå frem i henhold til en følge av distinkte faser.

I hver av de foreslåtte prosesser skiller en fase seg fra den følgende ved at intermediært produktene som har vært brukt i den første, spesielt hydrogenperoksyd og alkaliske stoffer som natriumhydroksyd, fjernes fra massen, i større eller mindre grad og for eksempel 90 %, vanligvis ved vasking og/eller pressing av massen. Energi- og investerings-omkostningene virker mot betydningen av å forbedre utbyttet ved bruk av hydrogenperoksyd.

Foreliggende oppfinnelse omfatter to faser men nødvendiggjør ingen mellomliggende operasjon derimellom.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for bleking av høyutbytte-papirmasse ved hjelp av hydrogenperoksyd i alkalisk medium og karakteriseres ved at den eneste intervensjon som skjer mellom begynnelsen og slutten av blekingen er modifisering av alkaliteten av massen ved tilsetning av et alkalisk middel på et tidspunkt der mengden forbrukt hydrogenperoksyd ligger mellom 40 og 75 % av den opprinnelige hydrogenperoksydmengde.

I den ovenfor gitte definisjon av oppfinnelsen og også i det følgende menes med massen, det hele som består av lignocellu-lose-materiale i tørr tilstand og væske som er tilstede med den.

I det følgende og hvis ikke annet er sagt, er material-mengdene uttrykt i vekt-# i forhold til vekten av massen i tørr tilstand.

Det er fastslått at det hyppig er fordelaktig å gå til ytterligere tilsetning av alkalisk middel når ca. 50 til 60 H> av det opprinnelige hydrogenperoksyd er forbrukt.

Det alkaliske middel som tilsettes under blekingen er vanligvis natriumhydroksyd i en mengde som hyppigst ligger mellom 0,5 og 4 %, fortrinnsvis mellom 1 og 2 %.

Et annet alkalisk middel enn natriumhydroksyd kan tilsettes forutsatt at det sikrer den samme modifikasjon av alkaliteten i massen som oppnås med den natriumhydroksyd som erstattes.

Den mengde hydrogenperoksyd H2O2som benyttes, tilsatt i sin helhet til massen ved begynnelsen av blekingen, kan være mellom 1 og 6 % og fortrinnsvis mellom 2 og 4 %. Den totale mengde natriumhydroksyd som benyttes, kummulert i mengder tilsatt ved begynnelsen av og under blekeprosessen ifølge oppfinnelsen, ligger vanligvis mellom 1 og 5 %. Som i de kjente prosesser kan blekingen skje i nærvær av et natriumsilikat, for eksempel 2 til 6 % og oftest 3 til 5 %, av en vandig natriumsilikatoppløsning på 40 % Be, det vil si densitet 1,38, bestående av natriumsilikat, kompleksdannende midler som 0,1 til 0,5 % av en vandig DTPA-oppløsning og inneholdende 40 vekt-$ av natriumsaltet av dietylen triamin-pentaeddiksyre og realiseres ved en konsistens mellom 5 og 40 %, hyppigst mellom 10 og 20 %, ved en temperatur mellom 40 og 90° C og vanligvis mellom 50 og 80° C. pH-verdien i massen under blekingen forblir mellom 8,5 og 11,5, det vil si innen de vanlige grenser.

Den totale varighet av blekingen avhenger av valg av forskjellige parametre. Den kan for eksempel være i størrel-sesorden 4 til 6 timer når, slik tilfellet er i de nedenfor gitte eksempler, man sikrer at massens hvithet praktisk talt ikke varierer med tiden.

Varigheten mellom blekingens begynnelse og det øyeblikk der man tilsetter den ytterligere mengde alkalisk middel avhenger i det vesentlige av den benyttede mengde peroksyd og den valgte temperatur. De foretrukne betingelser tilsvarer en verdi for varigheten som ikke går ut over de som skiller øyeblikket på hvilket alkaliteten i massen frivillig modifiseres og avslutningen av blekingen.

De følgende eksempler skal illustrere oppfinnelsen. Enkelte er sammenligningseksempler.

Eksemplene 1 til 6;

En epicea møllemasse med en hvithetsgrad på 59°ISO blekes med hydrogenperoksyd under de følgende betingelser: E202: 4 %, NaOH : 2,5 %, natriumsilikat : 3 % DTPA : 0,25 %, konsistens : 15 %, temperatur : 60°C,

inntil x % hydrogenperoksyd er forbrukt er verdien for x forskjellig fra et eksempel til et annet og når 1,5 % natriumhydroksyd er tilsatt til massen blir blekingen bragt til avslutning efter en total varighet på 6 timer.

Resultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 7: (sammenligning)

Dette eksempel arbeider med den samme masse som i eksemplene 1 til 6 og gjennomføres som i eksempel 1, uten tilsetning av NaOH under blekingen men med 4 % NaOH i stedet for 2,5 % og således med en NaOH-mengde lik summen av de mengder NaOH som ble tilsatt til massen ved begynnelsen og under blekingen i eksemplene 3 til 6 ifølge oppfinnelsen.

Efter 6 timers bleking hadde massen hvithet lik 80,7 % ISO, det vil si sammenlignbart med det som ble oppnådd i eksempel 1 og 2 og derved sterkt under det som oppfinnelsen tillater å oppnå.

Eksempel 8: (sammenligning)

Den samme masse som i de foregående eksempler blekes under de opprinnelige betingelser i eksempel 1 inntil 50 % hydrogenperoksyd er forbrukt.

Massen blir så presset og bragt på ny til en konsistens på 15 % ved tilsetning av vann og 1,5 % NaOH og bleket til en total bleketid på 6 timer ved hjelp av gjenværende hydrogenperoksyd, det vil si 1,4 %.

Den blekede masse har en hvithet på 81°SI0, noe som ikke utgjør noe fremskritt på dette plan i forhold til foreliggende oppfinnelse, dog imidlertid en økonomisk disfavør i forhold til denne.

Eksempel 9: (sammenligning)

Den samme masse som i de foregående eksempler blekes som i eksempel 1 men med 2 % HgOg i stedet for 4 % og inntil 80 <t> hydrogenperoksyd er forbrukt. 1,5 % NaOH tillates så til massen og blekingen fortsettes inntil avslutning efter en total bleketid på 6 timer.

Massen har da en hvithet på 72,2 % ISO og man observerer en "alkalisk" bleking.

En reduksjon av den ytterligere mengde NaOH modifiserer ikke disse konklusjoner. Ved for eksempel å arbeide med ytterligere 0,5 % NaOH i stedet for 1,5 1t> blir hvitheten i den blekede masse ikke mer enn 76°ISO, en verdi som ligger under verdien 76,8° ISO som oppnås efter 6 timer uten ytterligere NaOH.

Eksemplene 10 til 13:

En kjemotermomekanisk masse eller en CTMP av epicea ved med hvithet lik 61,2 $ ISO blandes under de følgende betingelser: H202: 4 %, NaOH : 2,5 %, natriumsilikat : 3 %, DTPA : 0,25 %, konsistens : 15 %, temperatur : 60"C,

inntil 52,5 % av hydrogenperoksydet er forbrukt.

Derefter tilsettes det til massen en mengde NaOH som er lik y % idet verdien y er forskjellig fra et eksempel til et annet, og blekingen følges inntil hvitheten er sikret efter en total varighet på 6 timer.

Resultatene er oppsummert i tabell 2:

I eksempel 13 fastslår man en allerede aksentuert "alkalisk" brunhet i massen.

De ovenfor gitte eksempler kombinert med indikasjonen av spillet i variasjonen av de forskjellige parametre, spesielt hva angår de totale og ytterligere mengder alkalisk middel, tillater fagmannen å trekke de fulle fordeler av opp-f innelsen.

Man kan antyde at variasjonen av alkalitet som fremtvinges ved tilsetning av det alkaliske middel under blekingen ifølge oppfinnelsen generelt gir seg utslag i en økning av pH-verdien i massen på minst 1 enhet.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for bleking av høyutbytte-papirmasse ved hjelp av hydrogenperoksyd i alkalisk medium,karakterisert vedat den eneste intervensjon som gjennomføres mellom begynnelsen og slutten av blekingen er en modifisering av alkaliteten i massen ved tilsetning av et alkalisk middel på et øyeblikk der mengden forbrukt hydrogenperoksyd ligger mellom 40 og 75 % av den opprinnelige hydrogenperoksydmengde.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at modifiseringen av massens alkalitet under blekingen skjer på et øyeblikk der mengden forbrukt hydrogenperoksyd ligger mellom 50 og 60 % av den opprinnelige hydrogenperoksydmengde.

3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 og 2,karakterisert vedat modifiseringen av alkaliteten av massen under blekingen skjer ved tilsetning av natriumhydroksyd.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisertved at den modifiserende mengde av natriumhydroksyd ligger mellom 0,5 og 4 vekt-#, beregnet på vekten av massen i tørr tilstand.

5 . Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at mengden av natriumhydroksyd ligger mellom 1 og 2$.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert vedat den totale mengde natriumhydroksyd som benyttes for å gjennomføre blekingen ligger mellom 1 og 5 vekt-#, beregnet på tørrmasse.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6,karakterisert vedat mengden hydrogenperoksyd ligger mellom 1 og 6 vekt-£, beregnet på tørrmasse.