NO340967B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av et bleket massemateriale. - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE FOR FREMSTILLING AV ET BLEKET MASSEMATERIALE.

TEKNISK OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å fremstille et bleket massemateriale som har forbedret glans og forbedret resistens mot gulning.

BAKGRUNN FOR DEN FORELIGGENDE OPPFINNELSEN

Masser produsert ved enten mekaniske eller kjemiske masseopparbeiding massefremgangsmåter besitter en farge som kan variere fra mørk brun til kremfarget avhengig av tretypen og defibreringsprosessen som er anvendt. Massen er bleket for å produsere hvite papirprodukter for en rekke anvendelsesområder

Bleking er fjerningen eller alterasjonen av de lysabsorberende substansene som finnes i ubleket masse. I blekingen av mekanisk masse, er hensikten å avfarge massen uten å oppløse ligninet. Enten reduserende (f.eks. natriumhydrosulfitt) eller oksiderende (f.eks., hydrogenperoksid) blekemidler er vanligvis anvendt. Blekingen er ofte en flertrinnsprosess. Blekingen av kjemiske masser er en forlengelse av delignifisering som startet på kokestadiet ("the digestion stage"). Blekingen er ofte en flertrinnsprosess, hvilke trinn kan inkludere klordioksidbleking, oksygen-alkalisk avlignifisering, og peroksidbleking.

Misfarging, for det meste tilskrevet termisk aldring, resulterer i gulning og glanstap i forskjellige stadier av papirfremstillingsprosesser som benytter bleket masse og i de resulterende papirproduktene. Industrien investerer betydelig i kjemikalier slik som blekemidler og optiske lysningsmidler som forbedrer optiske egenskaper til det ferdige papiret eller papirproduktene.

Post-blekefremgangsmåter der masse er bragt til den ønskede hvitheten ved å anvende persyrer er for eksempel beskrevet i WO 0052258 og WO 9932710. Tilsetting av en sammensetning som omfatter pereddiksyre og hydrogenperoksid til tykk masse før tilsettingen av optiske lysningsmidler (OBA'er) er nødvendig for å redusere mengden av OBA'er er nødvendig for å oppnå en sammenlignbar glansgrad i GB2391011. Jukka Jakara et al., The effect of peracetic acid treatment of bleached kraft pulp in fine paper production, Preprint-P APTAC Annual Meeting, 87th, Montreal, QC, Canada Jan. 30-Feb. 1, 2001 (2001) beskriver at tilsetting av pereddiksyre til massefremstillingskarene til papirmaskiner begrenser glansreversjon i bleket masse og resulterer i signifikante besparelser i OBA-tilsetting i papirmaskinen. Se også Jukka Jakara et al., The effect of peracetic acid in fine paper production, Appita Annual Conference Proceedings (2000), 54* (Vol. 1), 169-174 og Jukka Jakara et al., The use of peracetic acid as a brightening agent, Appita Ann. General Conf. Proe. (1999), 53rd (Vol. 2), 463-467. Behandling av bleket masse med peroksysyre før tilsetting av nøytralt lim til massen er beskrevet i FI104339B. Peroksidfremstillinger som inneholder optiske glansmidler i innkapslet form er beskrevet i CA2292107. ;US 3467575 A beskriver en fremgangsmåte for bleking av papirmasse som kan oppnå en lyshet på opptil 75 % ;WO 9322501 A1 beskriver en fremgangsmåte for bleking av en papirbane med peroksid og en behandlingsblanding for en papiroverflate som er ment for en slik fremgangsmåte. Peroksidet blir tilført på den bevegelige papirbanen som en del av nevnte blanding, som i tillegg til peroksidet inneholder en annen aktiv komponent, så som et bindemiddel eller et overflatebelegg. ;Til dags dato har imidlertid resultatene vært mindre enn tilfredsstillende og de økonomiske tapene som resulterer fra misfarging og gulning presenterer betydelige vedvarende utfordringer for industrien. Følgelig forblir det et behov for en vellykket og praktisk løsning på glans og uønsket gulning av masse og papir. ;SAMMENDRAG AV DEN FORELIGGENDE OPPFINNELSEN ;Den foreliggende oppfinnelsen fremskaffer en fremgangsmåte for å forbedre og stabilisere glans og forbedre resistens mot gulning i papirfremstillingsprosessen. ;I et aspekt, er denne foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for å fremstille et bleket massemateriale som har forbedret glans og forbedret resistens mot termisk gulning som omfatter: i) tilveiebringe bleket massemateriale; ;ii) danne en vandig massesuspensjon innbefattende bleket masse; ;iii) drenere massesuspensjonen for å danne et ark; og iv) tørke arket, hvor ;a) 0,0005 til 2 masse-%, basert på ovnstørket masse, av et eller flere oksidasjonsmidler innbefattende organiske peroksysyrer, og et eller flere ;optiske lysningsmidler blir tilsatt på arket. ;Fortrinnsvis omfatter fremgangsmåten tilsetning av et eller flere chelatdannende midler, ett eller flere reduksjonsmidler, eller kombinasjoner derav, til den blekede massen, massesuspensjonen eller til arket. ;Det chelatdannende middelet er fortrinnsvis valgt fra gruppen bestående av organiske fosfonater, fosfater, karboksylsyrer, salter av enhver av de nevnte forbindelsene, og enhver kombinasjon derav. ;De de optiske lysningsmidlene er fortrinnsvis valgt fra disulfonerte, tetrasulfonerte eller heksasulfonerte stilben-derivater. ;Chelatdanneren er mer foretrukket valgt fra gruppen som består av dietylen-triamin-pentametylenfosfonsyre (DTMPA) og salter derav, dietylentriaminpentaeddiksyre (DTPA) og salter derav og etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) og salter derav. ;Reduksjonsmiddelet er fortrinnsvis valgt fra gruppen som består av substituerte fosfiner, sulfitter, bisulfitter og metabisulfitter. ;Oksidasjonsmidlene er fortrinnsvis valgt fra gruppen som består av hydrogenperoksid, organiske peroksysyrer, uorganiske peroksider, superoksider og peroksidsuperoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromitter, kloritter, klorater, bromater, perklorater, klor dioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, brom su lf am ider, klorsulfonsyre, bromsulfonsyre og klor. ;Mer foretrukket er oksidasjonsmidlene er valgt fra gruppen som består av hydrogenperoksid, organiske peroksysyrer, uorganiske peroksider, superoksider og peroksid-superoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromitter, kloritter, klorater, bromater, perklorater, klordioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, brom su lf am ider, klorsulfonsyre, bromsulfonsyre. ;I henhold til en utførelsesform blir oksidasjonsmidlene tilsatt på et vått ark og oksidasjonsmiddelet er fortrinnsvis peredikksyre. Den kan også innbefatte tilsetning av et eller flere optiske lysningsmidler til det blekede massemateriale i limpressen. Eventuelt kan et eller flere oksidasjonsmidler og et eller flere optiske lysningsmidler blir blandet i et enkelt produkt eller i en overflate-limløsning som blir påført det blekede massematerialet i limpressen. ;DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORELIGGENDE OPPFINNELSEN ;Den foreliggende oppfinnelsen fremskaffer en forbedret fremgangsmåte for å fremstille papir og papirprodukter som fremviser høy optisk glans. Glansstabilisering mot termisk gulning, fargeforbedring og glansforbedring av bleket masse og papirprodukt fremstilt fra den blekede massen kan bli oppnådd ved å tilsette ett eller flere oksidasjonsmidler som definert heri til masse, papir, kartong eller silkepapir hvor som helst i papirfremstillingsprosessen. ;Glans er en term som er anvendt for å beskrive hvitheten til masse eller papir, på en skala fra 0% (absolutt sort) til 100% (relativt til en MgO-standard, som har en absolutt glans på omtrent 96%) av reflektansen til blått lys (457 nm) fra papiret. "Termisk glanstap" er et glanstap i papir og masse under påvirkning av tid, temperatur og fuktighet (ikke-fotokjemisk glanstap). "Glanstap under lagring" er termisk glanstap over tid under lagringsbetingelser. ;Gulning av et bleket massemateriale (glansreversjon) er tapet av glans for bleket masse, papir, kartong, silkepapir og relaterte materialer fremstilt fra den blekede massen over en tidsperiode. Som anvendt heri, inkluderer "bleket massemateriale" blekede masser så vel som papirprodukter fremstilt fra slike masser. ;Oksidasjonsmidlene beskrevet heri er egnet for anvendelse på ethvert bleket massemateriale anvendt i papirfremstillingsprosesser og ethvert papirprodukt fremstilt fra den blekede massen. Som anvendt heri, betyr "bleket massemateriale" bleket masse og papirprodukter fremstilt fra den blekede massen inkludert papir, kartong, silkepapir, og dets like. ;Oksidasjonsmidler ifølge denne foreliggende oppfinnelsen inkluderer kjemiske substanser som er i stand til å omdanne funksjonelle grupper i det blekede massematerialet fra en lavere oksidasjonskategori til en høyere oksidasjonskategori. Fordelene for denne transformasjonen inkluderer økt glansstabilitet i papirmaskinen og forbedret ytelse av optiske glansmidler. ;Representative oksidasjonsmidler inkluderer, men er ikke begrenset til, hydrogenperoksid, organiske peroksysyrer, organiske og uorganiske peroksider (hydroperoksider), superoksider og peroksid-superoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider inkludert dioksiraner, nitrogenoksid, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromsølv, kloritter, klorater og perklorater, bromater, klordioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfonamider, bromaminer, bromamider, brom su lf am ider, klorsulfonsyre, klor og alle av de over i kombinasjoner. ;Som anvendt her, betyr "hydrogenperoksid" H2O2. ;"Organisk peroksysyre" betyr sammensetninger med formel RiC(0)02H og metallsalter derav hvor Ri er valgt fra alkyl, alkenyl, aryl og arylalkyl. ;Representative organiske peroksysyrer inkluderer peroksybenzosyre, C6H5C(0)OOH3pereddiksyre (PAA), CH3C(0)OOH, per-maursyre, HC(0)OOH, perpropionsyre, CH3CH2C(0)OOH, og dets like. ;"Uorganiske peroksider" betyr monobasiske (hydroperoksider) og dibasiske (peroksider) metallderivater av hydrogenperoksid, H2O2, inkludert alkali og alkaliske jordmetallderivater slik som natriumhydroperoksid (NaOOH), magnesiumperoksid (Mg02), og dets like. ;"Superoksider" betyr metallderivater som inneholder gruppen av O2", inkludert alkali og alkaliske jordmetallderivater slik som natriumsuperoksid (Na02), kalsiumsuperoksid (Ca02), og dets like. ;"Peroksid-superoksider" betyr blandede alkali metallderivater med en formel 2M02-M2O2, hvor M er et alkalimetall, slik som K2O3, og dets like. ;"Uorganiske peroksysyrer og salter derav" betyr uorganiske syrer som inneholder en -O-O-gruppe, inkludert peroksymonosyrer som inneholder gruppen -OOH og peroksydisyrer som inneholder gruppen -O-O-, og deres metallsalter, slik som peroksymonosvovelsyre (Caros syre, (HO)2S0200H), peroksydisvovelsyre (HOSO2OOSO2OH), peroksymonofosforsyre H3PO5, natriumperoksymonokarbonat Na2C04og peroksydikarbonat Na2C206, og dets like. ;"Peroksyhydrater er uorganiske salter som inneholder hydrogenperoksid av krystallisering, slik som natriummetasilikat-peroksyhydrat Na2Si03-H202-H20, og natriumboratperoksyhydrat NaB02-H202-3H20, og dets like. ;"Organiske peroksider" er hvilke som helst organiske kjemikalier som inneholder en -O-O-gruppe, inkludert organiske peroksysyrer som definert heri, dioksiraner slik som dimetyldioksyran (CH3)2C02, og dets like. ;"Nitrosodisulfonater" er alkali og alkaliske jordmetallsalter av nitrosodisulfonsyre slik som kaliumnitrosodisulfonat (Fremys salt) (KSO3)2N0, ;og dets like. ;"Hypokloritter", "kloritter", "klorater" og "perklorater" er vannløselige metallsalter av hypoklorholdige HOCI, klorholdige HOCIO, klorholdige HOCIO2og perklorholdige HOCIO3syrer, respektivt, slik som natriumhypokloritt, NaOCI, og dets like. ;"Hypobromsølv" og "bromsølv" er vannløselige salter av hypobromsyre, HOBr, og bromsyre, HBr03, respektivt, inkludert natriumhypobromsølv, NaOBr, og dets like. ;"Kloraminer" og "bromaminer" er ammoniumderivater med formelen NHxHaly, hvor Hal er Cl eller Br, eller alkylaminderivater NRiR2Halx, hvor Ri og R2er definert over og x og y er uavhengig 1-3. I vandig løsning kan kloraminer og bromaminer være tilstedeværende som de tilsvarende ammoniumsaltene. ;"Kloramider" og "bromamider" er amidderivater som inneholder - C(0)N(Ri)PHqHalr-grupper hvor Hal er definert over, p og q er uavhengig 0-1 og r er 1-2, slik som produktsammensetninger dannet i en blanding av natrium hypokloritt NaCIO og urea H2NCONH2eller natrium hypokloritt NaCIO og 5,5-dimetylhydantoin, og dets like. ;"Klorsulfamider" og "brom su lf am ider" er amidderivater som inneholder - S02N(Ri)PHqHalr, hvor Ri, Hal, p, q og r er definert over, slik som produktsammensetningen dannet i en blanding av natrium hypokloritt, NaCIO, og sulfamid, H2NSO2NH2, og dets like. ;Klorsulfonsyre er et kjemikalie med formelen CISO3H. ;"Alkyl" betyr en monovalent gruppe avledet fra et rett- eller forgrenet-kjede mettet hydrokarbon ved fjerningen av et enkelt hydrogenatom. Alkylet kan være usubstituert eller substituert med en eller flere grupper valgt fra amino, alkoksy, hydroksy og halogen. Representative alkylgrupper inkluderer metyl, etyl, n- og/so-propyl, n-, sec-, iso- og ferf-butyl, og dets like. ;"Alkylen" betyr en divalent gruppe avledet fra et rett eller forgrenet kjede mettet hydrokarbon ved fjerningen av to hydrogenatomer, for eksempel metylen, 1,2-etylen, 1,1-etylen, 1,3 -propylen, 2,2-dimetylpropylen, og dets like. ;"Amino" betyr en gruppe med formel -NY1Y2hvor Y1og Y2er uavhengig valgt fra H, alkyl, alkenyl, aryl og arylalkyl. Representative aminogrupper inkluderer amino (-NH2), metylamino, etylamino, isopropylamino, dietylamino, dimetylamino, metyletylamino, og dets like. I vandig løsning kan aminer være tilstedeværende som de tilsvarende ammoniumsaltene. ;"Aryl" betyr aromatiske karbosykliske radikaler og heterosykliske radikaler som har omtrent 5 til omtrent 14 ringatomer. Arylet kan være usubstituert eller substituert med en eller flere grupper valgt fra amino, alkoksy, hydroksy og halogen. Representativt aryl inkluderer fenyl, naftyl, fenantryl, antracyl, pyridyl, furyl, pyrrolyl, quinolyl, tienyl, tiazolyl, pyrimidyl, indolyl, og dets like. ;"Arylalkyl" betyr en arylgruppe festet til foreldremolekylærgruppen gjennom en alkylengruppe. Representative arylalkylgrupper inkluderer benzyl, 2-fenyletyl, og dets like. ;"Halo" og "halogen" betyr klor, fluor, brom og jod. ;"Salt" betyr metall-, ammonium-, substituert ammonium- eller fosfoniumsaltet til et uorganisk eller organisk anionisk motion. Representative metaller inkluderer natrium, litium, kalium, kalsium, magnesium, og dets like. Representative anioniske motioner inkluderer sulfitt, bisulfitt, sulfoksylat, metabisulfitt, tiosulfat, polytionat, hydrosulfitt, formamidinsulfinat, og dets like. ;Oksidasjonsmiddelet kan bli anvendt i kombinasjon med en eller flere "aktivatorer". Aktivatorene inkluderer sammensetninger som forsterker virkningen av oksidasjonsmiddelet gjennom katalyse av oksidasjonsreaksjonen ("oxidiation reaction") eller endringen i pH'en, eller begge. Representative aktivatorer inkluderer, men er ikke begrenset til, fosforsyre, mononatriumfosfat, mononatriumsulfat, mononatriumkarbonat, TEMPO (2,2,6,6-tetrametylpiperydidnyoloksyl), 4-hydroksy-TEMPO (4-hydroksy-2,2,6,6-tetrametylpiperydidnyoloksyl), ammoniummolybdat, tetraacetyletylendiamin (TAED) og pH-endrende kjemikalier som påvirker oksidasjonsrater slik som eddiksyre. "Aktivert oksidasjonsmiddel" betyr et oksidasjonsmiddel anvendt i kombinasjon med en eller flere aktivatorer. I noen utførelsesformer, er oksidasjonsmiddelet aktivert hydrogenperoksid. ;I noen utførelsesformer, kan det blekede massematerialet bli behandlet med ett eller flere oksidasjonsmidler og ett eller flere reduksjonsmidler. "Reduksjonsmidler" refererer til kjemiske substanser som er i stand til å transformere funksjonelle grupper i det blekede massematerialet fra en høyere oksidasjonskategori til en lavere oksidasjonskategori. Anvendelsen av reduksjonsmidler for å forbedre og stabilisere glans og forbedre resistens mot gulning i papirfremstillingsprosessen er beskrevet i parallelt løpende Serie Nr. 11/397.499, arkivert 23. mars, 2006. ;Representative reduksjonsmidler inkluderer sulfitter, bisulfitter, metabisulfitter (pyrosulfitter), suIfoksylater, tiosulfater, ditionitter (hydrosulfitter), polytionater, formamidinsulfinsyre og salter og derivater derav, formaldehydbisulfittaddukt og andre aldehydbisulfittaddukter, sulfinamider og etere av sulfinsyre, sulfenamider og etere av sulfensyre, sulfamider, fosfiner, fosfoniumsalter, fosfitter, og tiofosfitter. ;"Sulfitter" betyr dibasiske metallsalter av svovelsyrling, H2SO3, inkludert dibasiske alkali og alkaliske jordmetallsalter slik som natriumsulfitt (Na2S03), kalsiumsulfitt (CaS03), og dets like. ;"Bisulfitter" betyr monobasiske metallsalter av svovelsyrling, H2SO3, inkludert alkali og alkaliske jordmetall monobasiske salter slik som natriumbisulfitt (NaHS03), magnesiumbisulfitt (Mg(HSOa)2), og dets like. ;"Sulfoksylater" betyr salter av sulfoksylsyre, H2SO2, inkludert sinksulfoksylat (ZnS02), og dets like. ;"Metabisulfitter (Pyrosulfitter)" betyr salter av pyrosvovelsyrling, H2S2O5, inkludert natriummetabisulfitt (Na2S20s), og dets like. ;Tiosulfater" betyr salter av tiosvovelsyrling, H2S2O3, inkludert kaliumtiosulfat (Na2S203), og dets like. ;"Polytionater" betyr salter av polytionisk syre, HbSnOe (n=2-6), inkludert natriumtritionat (Na2S306), salter av ditionisk syre, H2S2O6, slik som natriumditionat Na2S206, og dets like. ;"Ditionitter (hydrosulfitter)" betyr salter av dition (hydrosvovelholdig, hyposvovelholdig) syre, H2S2O4, inkludert natriumditionitt (hydrosulfitt) ;(Na2S204), magnesiumditionitt (MgS204), og dets like. ;"Formamidinsulfinsyre (FAS)" betyr en sammensetning med formel H2NC(=NH)S02H og dens salter og derivater inkludert natriumsaltet H2NC(=NH)S02Na. ;"Aldehydbisulfittaddukter" betyr sammensetninger med formel RiCH(OH)S03H og metallsalter derav hvor Ri er valgt fra alkyl, alkenyl, aryl og arylalkyl. Representative aldehydbisulfittaddukter inkluderer formaldehydbisulfittaddukt HOChbSCbNa, og dets like. ;"Sulfinamider og etere av sulfinsyre" betyr sammensetninger med formel Ri-S(=0)-R2, hvor Ri er definert heri og R2er valgt fra OR3og NR4R5, hvor R3-R5er uavhengig valgt fra alkyl, alkenyl, aryl og arylalkyl. Representative sulfinamider inkluderer etylsulfindimetylamid (CH3CH2S(=0)N(CH3)2), og dets like. ;"Sulfenamider og etere av sulfensyre" betyr sammensetninger med formel R1S-R2, hvor Ri og R2er definert over. Representative sulfenamider inkluderer etylsulfendimetylam id (CH3CH2SN(CH3)2), og dets like. ;"Sulfamider" betyr sammensetninger med formel Ri-C(=S)-NR4Rs hvor Ri, R4 og R5er definert over. Representative sulfamider inkluderer CH3CH2C(=S)N(CH3)2og dets like. ;"Fosfiner" betyr derivater av fosfin, PH3, normalt organisk substituerte fosfiner med formelen R6R7R8P hvor R6-Rs er uavhengig valgt fra H, alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl og NR4R5hvor R4 og R5er definert over. Representative fosfiner inkluderer (HOChfcJaP (THP), og dets like. ;"Fosfitter" betyr derivater av fosforsyrling P(OH)3, inkludert organisk substituerte fosfitter med formelen (R30)(R40)(RsO)P hvor R3-R5er definert over. Representative fosfitter inkluderer (CH3CH20)3P, og dets like. ;"Tiofosfitter" betyr derivater av fosforsyrling HSP(OH)2, inkludert organisk substituerte tiofosfitter med formel (R30)(R40)(RsS)P hvor R3-R5er definert over. Representative tiofosfitter inkluderer (CH3CH20)2(CH3CH2S)P, og dets like. ;"Fosfoniumsalter" betyr organisk substituerte fosfiner med formelen ;Ri R3R4R5P<4>*-, hvor Ri og R4-R5er som definert over og X er ethvert organisk eller uorganisk anion. Representative fosfoniumsalter inkluderer (H02CCH2CH2)3P<+>HC|-(THP), [(HOCH2)4P<+>](S04)<2->(BTHP), og dets like.

"Alkenyl" betyr en monovalent gruppe avledet fra et rett eller forgrenet hydrokarbon som inneholder minst en karbon-karbon dobbeltbinding ved fjerningen av et enkelt hydrogenatom. Alkenylet kan være usubstituert eller substituert med en eller flere grupper valgt fra amino, alkoksy, hydroksy og halogen.

"Alkoksy" betyr en alkylgruppe festet til foreldremolekylærgruppen gjennom et oksygenatom. Representative alkoksygrupper inkluderer metoksy, etoksy, propoksy, butoksy, og dets like. Metoksy og etoksy er foretrukket.

I en utførelsesform, er reduksjonsmiddelet valgt fra gruppen som består av substituerte fosfiner, sulfitter, bisulfitter og metabisulfitter. Et foretrukket reduksjonsmiddel er natriumbisulfitt.

Fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelsen kan bli utøvet på konvensjonelt papirfremstillingsutstyr. Selv om papirfremstillingsutstyr varierer i virksomhet og mekanisk design, inneholder fremgangsmåtene ved hvilket papir er fremstilt på forskjellig utstyr felles stadier. Papirfremstilling inkluderer typisk et masseopparbeidingsstadie, blekestadie, massefremstillingsstadie, et vått sluttstadie og et tørt sluttstadium.

I masseopparbeidingsstadiet er individuelle cellulosefibre frigjort fra en cellulosekilde enten ved mekanisk eller kjemisk fremgangsmåte, eller begge.

Representative cellulosekilder inkluderer, men er ikke begrenset til, tre og liknende "treaktige" planter, soya, ris, bomull, halm, lin, manilahamp, hemp, sukkerrørsfibre, lignin-inneholdende planter, og dets like, så vel som originalt og resirkulert papir, silkepapir og kartong. Slike masser inkluderer, men er ikke begrenset til, malt tre (GWD), bleket malt tre, termomekaniske masser (TMP), blekede termomekaniske masser, kjemisk-termomekaniske masser (CTMP), blekede kjemisk-termomekaniske masser, avfargede masser, kraftpapirmasser, blekede kraftpapirmasser, suIfittmasser, og blekede suIfittmasser. Resirkulerte masser kan eller kan ikke bli bleket i resirkuleringsstadiet, men de er antatt å være opprinnelig bleket. Enhver av massene beskrevet over som ikke tidligere har blitt utsatt for bleking kan bli bleket som beskrevet heri for å fremskaffe et bleket massemateriale.

I en utførelsesform, er det blekede massematerialet valgt fra gruppen som består av ny masse, resirkulert masse, kraftpapir, sulfittmasse, mekanisk masse, enhver kombinasjon av slike masser, resirkulert papir, silkepapir, og ethvert papir fremstilt fra slike opplistede masser eller kombinasjoner derav.

En videre fordel med denne foreliggende oppfinnelsen er at den muliggjør for å substituere laverepriset mekanisk masse med høyerepriset kraftpapir i trykkvalitet kraftpapir-mekanisk papir. Anvendelse av kjemien og fremgangsmåtene beskrevet heri øker glansen og stabiliteten mot gulning, og tillater derfor anvendelsen av større mengder av mekanisk masse, med tilsvarende reduksjon i kostnad, uten tap av kvalitet hos det resulterende papirproduktet.

Massen er suspendert i vann i massefremstillingsstadiet. Tilsetningsstoffer slik som glansende midler, farger, pigmenter, fyllere, antimikrobielle midler, skumdempere, pH kontrollmidler og dreneringshjelpemidler kan også bli tilsatt til massen på dette stadiet. Som termen er anvendt i denne beskrivelsen, inkluderer "massefremstilling" slike operasjoner som fortynning, screening og rensing av massesuspensjonen som kan inntreffe før dannelse av veven ("the web").

Det våte sluttstadiet av papirfremstillingsprosessen omfatter å avsette massesuspensjonen eller masseslurry'en på vaieren eller filten til papirfremstillingsmaskinen for å danne en kontinuerlig vev av fibre, drenering av veven og konsolidering av veven ("pressing") for å danne et ark. Enhver papirfremstillingsmaskin kjent i faget er egnet for anvendelse med fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelsen. Slike maskiner kan inkludere sylindermaskiner, fourdriniermaskiner, dobbeltvaierdannende maskiner, silkepapirmaskiner, og dets like, og modifikasjoner derav.

I det tørre sluttstadiet av papirfremstillingsprosessen, blir trådduken tørket og kan bli utsatt for ytterligere prosessering som limpressing, kalandrering, spraybelegging med overflatemodifikatorer, trykking, tilskjæring, korrugering og dets like. I tillegg til en limpresse og kalendervannboks, kan det tørkede papiret bli belagt ved spraybelegging ved å anvende en sprøytebom.

I utførelsesformer hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt før arkdannelse, er andre oksidasjonsmidler enn organiske peroksysyrer anvendt. Når oksidasjonsmidlene er anvendt etter arkdannelse eller hvor oksidasjonsmidler er tilsatt til tykk masse i kombinasjon med optiske glansmidler, er oksidasjonsmidler inkludert organiske peroksysyrer anvendt.

I utførelsesformer hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt før arkdannelse, kan følgelig oksidasjonsmidlene bli valgt fra hydrogenperoksid, uorganiske peroksider, superoksider og peroksid-superoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromsølv, kloritter, klorater, bromater, perklorater, klordioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, bromsulfamider, klorsulfonsyre, bromsulfonsyre og klor.

I andre utførelsesformer hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt før arkdannelse, kan oksidasjonsmidlene bli valgt fra hydrogenperoksid, aktivert hydrogenperoksid, hypokloritter, hypobromsølv, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, bromsulfamider, klorsulfonsyre og bromsulfonsyre.

I utførelsesformer hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt etter arkdannelse eller hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt til tykk masse i kombinasjon med optiske glansmidler, kan oksidasjonsmidlene bli valgt fra hydrogenperoksid, organiske peroksysyrer, uorganiske peroksider, superoksider og peroksid-superoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromsølv, kloritter, klorater, bromater, perklorater, klordioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, bromsulfamider, klorsulfonsyre, bromsulfonsyre og klor.

I andre utførelsesformer hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt etter arkdannelse eller hvor oksidasjonsmidlene er tilsatt til tykk masse i kombinasjon med optiske glansmidler kan oksidasjonsmidlene bli valgt fra er valgt fra hydrogenperoksid, aktivert hydrogenperoksid, pereddiksyre, hypokloritter, hypobromsølv, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, bromsulfamider, klorsulfonsyre og bromsulfonsyre.

Oksidantene kan være pre-formulerte eller kan være dannet in-situ fra blandede komponenter som er kjent i faget. In-situ fremstilling kan være ønskelig under visse omstendigheter, for eksempel når det ønskede oksidasjonsmiddelet er relativt ustabilt eller er raskt konsumert i systemet. For eksempel kan pereddiksyre- og pereddiksyrehydrogenperoksid-blandinger bli dannet in situ ved å blande hydrogenperoksid og tetraacetyletylendiamin. Hypobromsølv kan bli fremstilt in-situ ved å blande natriumbromid og natrium hypokloritt. Kloraminer kan bli fremstilt in-situ ved å blande ammoniumbromid, urea eller dimetylhydantoin og natrium hypokloritt. Klorsulfamater kan bli fremstilt in-situ ved å blande natriumbromid,

natrium hypokloritt og sulfaminsyre.

Søker har også oppdaget at oksidasjonsmidler i kombinasjon med chelatdannere som beskrevet under effektivt forsterker glansen til et papirprodukt via økt termisk stabilitet av massen og reduksjon av kromofore strukturer i masse.

I en utførelsesform, er en eller flere chelatdannere tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet. Passende chelatdannere ifølge denne utførelsesformen inkluderer sammensetninger som er i stand til å chelatere transisjonsmetaller som danner fargede produkter med massebestanddeler og katalyserer fargedannende reaksjoner i den blekede massen eller papirproduktene.

Representative chelatdannere inkluderer, men er ikke begrenset til, organiske fosfonater, fosfater, karboksylsyrer, ditiokarbamater, salter av ethvert av de tidligere medlemmene, og enhver kombinasjon derav.

"Organiske fosfonater" betyr organiske derivater av fosfonsyre, HP(0)(OH)2, som inneholder en enkelt C-P binding, slik som HEDP (CH3C(OH)(P(0)(OH)2), 1-hydroksy-1,3 -propandiylbis-fosfonsyre ((HO)2P(0)CH(OH)CH2CH2P(0)(OH)2)); som fortrinnsvis inneholder en enkelt C-N-binding tilstøtende (vicinal) til C-P-bindingen, slik som DTMPA ((HO)2P(0)CH2N[CH2CH2N(CH2P(0)(OH)2)2]2), AMP (N(CH2P(0)(OH)2)3),

PAPEMP

((HO)2P(0)CH2)2NCH(CH3)CH2(OCH2CH(CH3))2N(CH2)6N(CH2P(0)(OH)2)2), HMDTMP ((HO)2P(0)CH2)2N(CH2)6N(CH2P(0)(OH)2)2), HEBMP

(N(CH2P(0)(OH)2)2CH2CH2OH), og dets like.

"Organiske fosfater" betyr organiske derivater av fosforsyrling, P(0)(OH)3, som inneholder en enkelt C-P-binding, inkludert trietanolamintri(fosfatester) (N(CH2CH20P(0)(OH)2)3), og dets like.

"Karboksylsyrer" betyr organiske sammensetninger som inneholder en eller flere karboksylgruppe(r), -C(0)OH, fortrinnsvis aminokarboksylsyrer som inneholder en enkelt C-N-binding tilstøtende (vicinal) til C- C02H-bindingen, slik som EDTA ((H02CCH2)2NCH2CH2N(CH2C02H)2), DTPA

((H02CCH2)2NCH2CH2N(CH2C02H)CH2CH2N(CH2C02H)2), og dets like og alkaliske og alkaliske jordmetallsalter derav.

"Ditiokarbamater" inkluderer monomere ditiokarbamater, polymere ditiokarbamater, polydiallylaminditiokarbamater, 2,4,6-trimerkapto-l,3,5-triazin, dinatriumetylenbisditiokarbamat, dinatriumdimetylditiokarbamat, og dets like.

I en utførelsesform, er chelatdanneren valgt fra gruppen som består av dietylen-triamin-pentametylenfosfonsyre (DTMPA) og salter derav, dietylentriaminpentaeddiksyre (DTPA) og salter derav og

etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) og salter derav.

Søker har også oppdaget at oksidasjonsmidler anvendt i kombinasjon med optiske glansmidler ("OBA er") forsterker virkningen av optiske glansmidler (OBA). oksidasjonsmidlene forbedrer også fargesystemet. Dette tillater reduksjon av mengden av OBA er og glansmidler slik som blå farger som er nødvendig for å oppnå sammenlignbar glans og farge. Utbytting av noen av OBA'ene og fargene med oksidasjonsmidler tillater masse- og papirfabrikanter å redusere produksjonskostnader og redusere den samlede mengden av OBA og farger som er tilstedeværende, mens det opprettholdes et akseptabelt nivå av glans i papirproduktet og målfargen oppnås. I noen tilfeller kan det være mulig å eliminere farger fullstendig og opprettholde farge.

Følgelig, i en annen utførelsesform, er ett eller flere optiske glansmidler

("OBA<1>er") tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet.

"Optiske glansmidler" er fluorescente farger eller pigmenter som absorberer ultrafiolett stråling og gjenutstråler den ved en høyere frekvens i det synlige spekteret (blått), og fremkaller derved en hvit, klar fremtoning til papirarket når tilsatt til masseforsyningen. Representative optiske glansmidler inkluderer, men er ikke begrenset til, azoler, bifenyler, kumariner; furaner; ioniske glansmidler, inkludert anioniske, kationiske, og anioniske (nøytrale) sammensetninger, slik som Eccobrite® og Eccowhite® sammensetningene tilgjengelige fra Eastern Color & Chemical Co. (Providence, RI); naftalimider; pyrazener; substituerte (f.eks., sulfonerte) stilbener, slik som Leucophor® utvalget av optiske glansmidler tilgjengelig fra Clariant Corporation (Muttenz,

Sveits), og Tinopal® fra Ciba Specialty Chemicals (Basel, Sveits); salter av slike sammensetninger inkludert, men ikke begrenset til, alkali metallsalter, alkaliske jordmetallsalter, transisjonsmetallsalter, organiske salter og ammoniumsalter av slike glansmidler; og kombinasjoner av ett eller flere av de foregående midlene.

I en utførelsesform, er de optiske glansmidlene valgt fra gruppen av disulfonerte, tetrasulfonerte og heksasulfonerte Tinopal® OBA'er.

Doseringen av oksidasjonsmidler, reduksjonsmidler, chelatdannere og/eller optiske glansmidler er mengden som er nødvendig for å oppnå den ønskede glansen og resistensen mot gulning av den blekede massen eller papirproduktet fremstilt fra den blekede massen og kan lett bli bestemt av en fagperson basert på egenskapene til reduksjonsmiddelet, chelatdanneren eller optiske glansmiddelet, massen eller papiret som blir behandlet og anvendelsesfremgangsmåten. Reduksjonsmidler kan bli tilsatt til det blekede massematerialet før eller etter oksidasjonsmidlene. Chelatdannere og optiske glansmidler kan bli tilsatt før, etter eller samtidig med oksidasjonsmidlene eller kan bli formulert med oksidasjonsmidlene for tilsetting til det blekede massematerialet.

Den effektive mengden av oksidasjonsmiddel tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet er mengden av oksidasjonsmiddel som forbedrer glansen og resistensen mot termisk gulning av massen eller papiret sammenlignet med masse eller papir som ikke er behandlet med oksidasjonsmidlene. Fremgangsmåter for å bestemme glans og resistens mot termisk gulning er beskrevet heri.

Omtrent 0.0005 til omtrent 2, fortrinnsvis omtrent 0.05 til omtrent 0.25 vektprosent, basert på ovnstørket masse av oksidasjonsmiddel er typisk tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet.

Som notert over, kan oksidasjonsmiddelet bli anvendt i kombinasjon med ett eller flere reduksjonsmidler. Reduksjonsmiddelet kan bli tilsatt før eller etter oksidasjonsmiddelet. Den effektive mengden av reduksjonsmiddel tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet er mengden av reduksjonsmiddel som, i kombinasjon med oksidasjonsmidlene, forbedrer glansen og resistensen mot termisk gulning av massen eller papiret sammenlignet med masse eller papir som ikke er behandlet med reduksjonsmidlene.

Omtrent 0.005 til omtrent 2, fortrinnsvis omtrent 0.05 til omtrent 0.25 vektprosent, basert på ovnstørket masse av reduksjonsmiddel er typisk tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet.

I en typisk applikasjon er omtrent 0.001 til omtrent 1, fortrinnsvis omtrent 0.01 til omtrent 0.1 vektprosent av fosfonat, fosfat eller karboksylsyre chelatdanner og/eller omtrent 0.002 til omtrent 0.02 vektprosent av ditiokarbamater chelatdanner basert på ovnstørket masse tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet.

Optiske glansmidler er typisk tilsatt i mengder på omtrent 0.005 til omtrent 2, fortrinnsvis 0.05 til omtrent 1 vektprosent av optisk glansmiddel basert på ovnstørket masse.

Oksidasjonsmidlene, reduksjonsmidlene, chelatdannerene og/eller optiske glansmidlene kan bli tilsatt til bleket masse eller papir ved ethvert punkt i papirfremstillings- eller silkepapirfremstillingsprosessen. Representative tilsettingspunkter inkluderer, men er ikke begrenset til (a) til masseslurryen i mellomkaret; (b) til massen etter blekestadiet i et lagrings-, blandings- eller overføringskar; (c) til masse etter bleking, vasking og avvanning etterfulgt av sylinder- eller stikkflammetørking; (d) før eller etter renseriet; (e) før eller etter viftepumpen til papirmaskin-innløpskassen; (f) til papirmaskin hvitevannet; (g) til siloen eller spar alt; (h) i pressedelen ved å anvende, for eksempel, en lim presse, belegger eller sprøytestang ("spray bar"); (i) i tørkedelen ved å anvende, for eksempel, en limpresse, belegger eller sprøytestang; (j) på kalanderen ("calender") ved å anvende en krummeboks; og/eller (k) på papir i en separat belegger eller limpresse; og/eller (1) i krummekontrollenheten.

Den presise lokaliteten hvor oksidasjonsmidlene, reduksjonsmidlene, chelatdannerene og/eller optiske glansmidlene bør bli tilsatt vil avhenge av det spesifikke utstyret involvert, de eksakte prosessbetingelsene anvendt og dets like. I noen tilfeller kan reduksjonsmidlene, chelatdannerene og/eller optiske glansmidlene bli tilsatt ved en eller flere lokaliteter for optimal effektivitet.

Anvendelse kan være med ethvert hjelpemiddel konvensjonelt anvendt i papirfremstillingsprosesser, inkludert med splitt mating hvorved en porsjon av reduksjonsmiddelet, chelatdanneren og/eller optiske glansmiddelet er anvendt ved ett punkt i papirfremstillingsprosessen, for eksempel på masse eller et vått ark (før tørkerene) og den gjenværende porsjonen er tilsatt ved et senere punkt, for eksempel i limpressen.

I en utførelsesform er oksidasjonsmidlene anvendt til det blekede massematerialet i en tynn masse. For formål av denne utførelsesformen, betyr "tynn masse" en masseløsning som har en konsistens på mindre enn omtrent 5% basert på tørre faste stoffer.

I en utførelsesform er oksidasjonsmidlene anvendt til det blekede massematerialet i en tykk masse, hvor "tykk masse" betyr en masseløsning som har en konsistens på omtrent 5 til omtrent 30% basert på tørre faste stoffer.

I en utførelsesform, er oksidasjonsmidlene anvendt til et vått ark.

I en utførelsesform, er oksidasjonsmidlene anvendt i limpressen.

Aktivatorene, chelatdannerene og/eller de optiske glansmidlene kan bli tilsatt til den blekede massen eller papirproduktet før, etter eller samtidig med oksidasjonsmiddelet og med hverandre. Eventuelle reduksjonsmidler bør bli tilsatt før eller etter oksidasjonsmiddelet.

I en representativ applikasjon der det anvendes reduksjonsmidler og optiske glansmidler, kan reduksjonsmidlene bli tilsatt til det blekede massematerialet før eller etter de optiske glansmidlene, for eksempel i blandingskaret eller i den tynne massen.

I en alternativ applikasjon, kan oksidasjonsmidler optiske glansmidler og chelatdannere bli tilsatt til det blekede massematerialet i lagrings-, blandings-eller overføringskaret, i en tynn masse eller ved den våte slutten og i limpressen, hvor den relative dosen av optiske glansmidler tilsatt i den våte slutten er redusert og den relative dosen av optiske glansmidler i limpressen er økt basert på den observerte høyere responsen fra de optiske glansmidlene i limpressen når anvendt i kombinasjon med oksidasjonsmidler som beskrevet heri. En foretrukket oksidant for anvendelse i limpressen er pereddiksyre.

Søker har også oppdaget at tilsetting av oksidasjonsmidler og optiske glansmidler til tykk masse forsterker glans til det blekede massematerialet, forbedrer våt slutt glansstabilitet og øker fluorescens til det optiske glansmiddelet ("OBA" aktivering") når sammenlignet med oksidanttilsetting til tykk masse fulgt av OBA tilsetting til tynn masse. Oksidasjonsmidlene kan bli tilsatt til den tykke massen før, etter eller samtidig med de optiske glansmidlene. Oksidasjonsmidlene kan også bli formulert med de optiske glansmidlene for tilsetting til den tykke massen. Et foretrukket oksidasjonsmiddel ifølge denne utførelsesformen er pereddiksyre.

Oksidantene kan også bli formulert med hvilke som helst chelatdannere, optiske glansmidler, og/eller aktivatorer i et enkelt produkt for anvendelse til det blekede massematerialet. En representativ formulering omfatter oksidasjonsmiddelet, en eller flere aktivatorer og valgfritt en eller flere chelatdannere.

En alternativ formulering omfatter ett eller flere oksidasjonsmidler og ett eller flere optiske glansmidler. Denne formuleringen kan bli anvendt til et vått papirark som den fremstår eller blandet i en overflatelimløsning for påføring til det våte papirarket. Formuleringen kan også bli anvendt i limpressen.

Oksidasjonsmidlene, reduksjonsmidlene, chelatdannerne og/eller de optiske glansmidlene kan også bli anvendt i kombinasjon med en eller flere delvis nøytraliserte polykarboksylsyrer, fortrinnsvis polykarboksylsyrer slik som polyakrylsyre (CH3CH(C02H)[CH2CH(C02H)]nCH2CH2C02H, hvor n er omtrent 10 til omtrent 50,000. Polykarboksylsyren kan bli nøytralisert til mål pH'en, (typisk 5-6 som diskutert under) med alkali slik som natriumhydroksid.

Oksiderende midlene, reduksjonsmidlene, chelatdannerene og optiske glansmidlene og polykarboksylåtene kan bli anvendt i tillegg til andre tilsetningsstoffer konvensjonelt anvendt i papirfremstilling for å forbedre en eller flere egenskaper for det ferdige papirproduktet, assistere i prosessen for å fremstille papiret selv, eller begge. Disse tilsetningsstoffene er vanligviskarakterisertsom enten funksjonelle tilsetningsstoffer eller kontrolltilsetningsstoffer.

Funksjonelle tilsetningsstoffer er typisk de tilsetningsstoffene som er anvendt for å forbedre eller tildele visse spesifikt ønskede egenskaper til det endelige papirproduktet og inkluderer, men er ikke begrenset til, glansmidler, farger, fyllere, limmidler, stivelser, og bindemidler.

Kontrolltilsetningsstoffer er tilsetningsstoffer inkorporert under prosessen for å fremstille papiret for slik å forbedre den samlede prosessen uten betydelig å påvirke de fysiske egenskapene til papiret. Kontrolltilsetningsstoffene inkluderer biosider, retensjonshjelpemidler, skumdempere, pH-kontrollmidler, pitchkontrollmidler, og dreneringshjelpemidler. Papir og papirprodukter fremstilt ved å anvende fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelsen kan inneholde en eller flere funksjonelle tilsetningsstoffer og/eller kontrolltilsetningsstoffer.

Pigmenter og farger gir farge til papir. Farger inkluderer organiske sammensetninger som har konjugerte dobbeltbindingsystemer; azo-sammensetninger; metalliske azo-sammensetninger; antrakinoner; triaryl-sammensetninger, slik som triarynetan; quinolin og relaterte sammensetninger; syreholdige farger (anioniske organiske farger som inneholder sulfonatgrupper, anvendt med organiske rasjoner slik som alum); basiske farger (kationiske organiske farger som inneholder amin funksjonelle grupper); og direkte farger (syre-type farger som har høye molekylvekter og en spesifikk, direkte affinitet for cellulose); så vel som kombinasjoner av de egnede fargesammensetningene listet opp over. Pigmenter er fint oppdelt mineral som enten kan være hvitt eller farget. Pigmentene som oftest er anvendt i papirfremstillingsindustrien er leire, kalsiumkarbonat og titaniumdioksid.

Fyllere er tilsatt til papir for å øke opasitet og glans. Fyllere inkluderer, men er ikke begrenset til kalsiumkarbonat (kalsitt); presipitert kalsiumkarbonat (PCC); kalsiumsulfat (inkludert de forskjellige hydrerte formene); kalsiumaluminat; sinkoksider; magnesiumsilikater, slik som talkum; titaniumdioksid (Ti02), slik som anatas eller rutil; leire, eller kaolin, som består av hydrert Si02og AI2O3; syntetisk leire; mica; vermikulitt; uorganiske aggregater; perlitt; sand; singel; sandstein; glassperler; aerogeler; xerogeler; seagel; flygeaske; alumina; mikrosfærer; hule glasskuler; porøse keramiske kuler; kork; frø; lettvektpolymerer; xonotlitt (en krystallinsk kalsiumsilikatgel); pimpestein; avskallet stein; betongavfallsprodukter; delvis hydrerte eller uhydrerte hydrauliske sementpartikler; og kiselgur, så vel som kombinasjoner av slike sammensetninger.

Limmidler er tilsatt til papiret under fremstillingsprosessen for å hjelpe i utviklingen av en resistens mot penetrering av væsker gjennom papiret. Limmidler kan være indre limmidler eller eksterne (overflate) limmidler, og kan bli anvendt for hard-liming, slakk-liming, eller begge limefremgangsmåtene. Mer spesifikt inkluderer limmidlene kolofonium; kolofonium presipitert med alum (Al2(S04J3); abietinsyre og abietinsyrehomologer slik som neoabietinsyre og levopimarsyre; stearinsyre og stearinsyrederivater; ammoniumzirkoniumkarbonat; silikon og silikon-inneholdende sammensetninger, slik som RE-29 tilgjengelig fra GE-OSI og SM-8715, tilgjengelig fra Dow Corning Corporation (Midland, Ml); fluorkjemikalier med den generelle strukturen CF3(CF2)nR, hvori R er anionisk, kationisk eller en annen funksjonell gruppe, slik som Gortex; alkylketendimer (AKD), slik som Aquapel 364, Aquapel (1 752, Heron) 70, Hercon 79, Precise 787, Precise 2000, og Precise 3000, der alle er kommersielt tilgjengelige fra Hercules, Incorporated (Willmington, DE); og alkyl butandisyreanhydrid (ASA); emulsjoner av ASA eller AKD med kationisk stivelse; ASA inkorporerende alun; stivelse; hydroksymetylstivelse; karboksymetylcellulose (CMC); polyvinylalkohol; metylcellulose; alginater; voks; voksemulsjoner; og kombinasjoner av slike limmidler.

Stivelse har mange anvendelser i papirfremstilling. For eksempel fungerer det som et retensjonsmiddel, tørr-styrkemiddel og overflatelimmiddel. Stivelser inkluderer, men er ikke begrenset til, amylose; amylopektin; stivelser som inneholder forskjellige mengder av amylose og amylopektin, slik som 25% amylose og 75% amylopektin (maisstivelse) og 20 % amylose og 80% amylopektin (potetstivelse); enzymatisk behandlede stivelser; hydrolyserte stivelser; oppvarmede stivelser, også kjent i faget som "stivelsespasta"; kationiske stivelser, slik som de som resulterer fra reaksjonen av en stivelse med et tertiært amin for å danne et kvaternært ammoniumsalt; anioniske stivelser; amfolyttstivelser (som inneholder både kationiske og anioniske funksjonaliteter); cellulose og sammensetninger avledet fra cellulose; og kombinasjoner av disse sammensetningene.

Fremgangsmåten til denne foreliggende oppfinnelsen gir papirprodukter med en blank overflate. Dessuten beskytter den nye sammensetningen videre papir fra langsiktig misfarging under vanlig anvendelse.

Det foregående kan bli bedre forstått ved referanse til de følgende eksemplene, som er presentert for illustrasjonsformål og ikke er ment å begrense omfanget av den foreliggende oppfinnelsen.

EKSEMPLER

I disse Eksemplene ble tilstrekkelig 50% vandig natriumhydroksid tilsatt for å oppnå passende pH for middelet eller sammensetningen som ble testet. Alle prosenter i disse eksemplene er gitt på en vektprosent tørr massebasis.

I disse Eksemplene skal de følgende termene ha den indikerte meningen.

Br for ISO glans R457 (TAPPI 525); Ye for E313 gulhet; Wl for E313 Hvithet; TMP for termomekanisk masse; CTMP for kjemisk-termomekanisk masse; RMP for raffinør mekanisk masse; OBA for optisk glansmiddel; EDTA for (H02CCH2)2NCH2CH2N(CH2C02H)2, etylendiamintetraeddiksyre; DTPA for (H02CCH2)2NCH2CH2N(CH2C02H)CH2CH2N(CH2C02H)2, dietylentriaminpentaeddiksyre; DTMPAfor H203PCH2N[CH2CH2N(CH2P03H2)2]2, dietylen-triamin-pentametylenfosfonsyre; PAAfor pereddiksyre.

Behandling

Håndark ble fremstilt av bleket masse og deretter anvendt i eksperimentene, der reduksjonsmidlene ble anvendt enten på et vått ark (før eller etter pressen) før trommeltørking eller etter trommeltørking (temperatur under trommeltørking: 100 °C). Den tredje muligheten var splitt mating. Overflatelimapplikasjonen ble etterfulgt av en eller flere runder på en trommeltørker.

Belastningen av den testede Middel- eller Sammensetningsløsningen ble bestemt basert på tørrvekten til masseprøven. Middel- eller Sammensetningsløsningene ble anvendt ved å anvende en stav, så uniform som mulig, som løsninger i vann. Testarkene ble tørket ved å anvende en laboratorietrommeltørker under uniforme betingelser (en runde).

Håndarkene ble fremstilt ved å anvende (a) en Buchnertrakt (5 g o.d.

masse, 015 cm, presset og lufttørket) og (b) Noble&Wood håndarkform (8 in.sq., 60 g/m2). Glans ble målt ved å anvende Elrepho og Technidyne instrumenter.

Testutstyr

Laboratorietrommeltørker.

"Elrepho 3000," "Technidyne Color Touch 2 (Model ISO)" eller et annet instrument for glansmålinger.

Hitachi F-4500 fluorescensspektrometer eller et annet instrument for relativ fluorescens intensitetsmålinger.

Mikropipette.

Overflatestørrelse applikasjonskit (pute og størrelse 3-applikasjonsstav). Konstant fuktighetsrom (23 °C, 50% fuktighet).

Vannbad /termostat som er tilpasset en flytende plastikkboks med papirprøver 100-mL applikasjonskyvette for bløtleggingsfremgangsmåten.

Tørr overflate applikasionsprosedvre ( overflateliming,

bløtleggingsfremgangsmåte)

1. Klargjør 8x8-inch håndark ifølge standardprosedyre. Måltørrvekten er 2.5 g. Passer våte håndark gjennom en syklus på trommeltørkeren.

2. Skjær I/8 remse av arket (0.31 g).

3. I et 50 ml testrør, klargjør løsninger avfor-kokt stivelse (dersom nødvendig) og reduksjonsmiddelsammensetningsløsninger basert på den forutbestemte oppsamlingsraten og måldosen. 4. Dypp papirremsen opp i løsningen i 10 sekunder, la den dryppe i 35 sekunder og passer den deretter gjennom pressen.

5. Trommeltørk testarket og ekvilibrer ved romtemperatur.

6. Mål glans og gulhet.

Masse applikasionsprosedvre:

Kjemikaliene ble tilsatt direkte til massen (tynn masse eller tykk masse) og blandet med massen i forseglede poser. I en masse applikasjonsprosedyre for OBA-forbedring ble kjemikaliene tilsatt direkte til den blekede kraftpapirmassen ved 20% konsistens, blandet med massen i forseglede poser og holdt ved 45-80 °C i 30 min. Massen ble fortynnet til 5% konsistens, OBA'et ble tilsatt, blandet med massen, og slurry'en ble holdt ved 50 °C i 20 min. Deretter ble slurry'en videre fortynnet og håndark fremstilt ifølge standardprosedyren. OBA er tilsatt som et kommersielt produkt.

1. Kombinert applikasjon av en oksidant og OBA i overflatelimløsning.

Tabell 1

Bløtt tre kraftpapir, trommeltørkede håndark, overflatelimingsapplikasjon i stivelse (4.4% i papir).

Vi har oppdaget at optiske glansmidler kan bli kombinert med oksidantytelseforbedrere i en overflatelimløsning. Generelt kan optiske glansmidler reagere med oksidanter. Likevel fant vi at betingelsene til overflate limeprosessen er mild nok til å forhindre dette fra å inntreffe. Forskjellige oksidanter påvirker positivt ytelsen til optiske glansmidler.

2. Applikasjon av forskjellige oksidanter i tykk masse ( OBA er anvendt etter fortynning av massen)

Tabell 2

Bløtt tre kraftpapir, trommel-tørkede håndark. Stadie I -10 % konsistent; 60C, 1

time.

Stadie II -4% konsistent, 60C, 20 min.

I dette eksempelet er forskjellige oksidanter anvendt i tykk masse etterfulgt av applikasjon av et OBA i en mer fortynnet masse under papirfremstillingsprosessen. Flere oksidanter viser en synergistisk virkning med et optisk glansmiddel.

3. Synergistisk virkning av en oksidativ forbehandling på optiske glansmidler Tabell 3

Hardtre kraftpapir, lufttørket håndark. Stadie I, oksidantapplikasjon -10 % konsistent; 60 °C, 3 timer Stadie II, OBA applikasjon - 4% konsistent, 60C, 20

min (med eller uten OBA, Tinopal ABP-A).

<1>%Aktiver er bestemt ved å måle det totale restkloret i en fortynnet prøve ifølge EPA Fremgangsmåte 330.5

Tabell 4

Hardtre kraftpapir, lufttørket håndark. Stadie I, oksidantapplikasjon -10 % konsistent; 60 °C, 3 timer Stadie II, OBA applikasjon - 4% konsistent, 60C, 20 min (med eller uten OBA, Tinopal ABP-A).

<1>%Aktiver er bestemt ved å måle det totale restkloret i en fortynnet prøve ifølge EPA Fremgangsmåte 330.5

Dataene vist i Tabeller 3 og 4 viser den signifikante virkningen av forskjellige oksidanter som OBA-aktivatorer. Spesielt interessant er den dokumenterte signifikante forbedringen i OBA yteevne i fravær av faktisk bleking med PAA.

4. Applikasjon av aktivert hydrogenperoksid

Tabell 5

Hardtre kraftpapir, lufttørket håndark. Stadie I, oksidantapplikasjon -10 % konsistent; 60 °C, 3 timer Stadie II, OBA applikasjon - 4% konsistent, 60C, 20

min (med eller uten OBA, Tinopal ABP-A).

Tabell 6

Hardtre kraftpapir, lufttørket håndark. Stadie I, oksidantapplikasjon -10 % konsistent; 60 °C, 3 timer Stadie II, OBA applikasjon - 4% konsistent, 60C, 20 min (med eller uten OBA, Tinopal ABP-A).

Tabell 7

Hardtre kraftpapir, lufttørket håndark. Stadie I, oksidantapplikasjon -10 % konsistent; 60 °C, 3 timer Stadie II, OBA applikasjon - 4% konsistent, 60C, 20

min (med eller uten OBA, Tinopal ABP-A).

<1>Peroksidstabilisator basert på DTMPA, tilgjengelig fra Nalco Company, Naperville, IL.

Dataene vist i Tabeller 5-7 illustrerer forskjellige måter å aktivere hydrogenperoksid på som resulterer i dens signifikant forbedrede ytelse i fremgangsmåten.

5. Applikasjon av oksidantsammensetninger i den tykke og tynne massen; applikasjon av oksidantsammensetninger i den tykke massen sammen med en

OBA

Tabell 8

Hardtre, alkalisk masse, trommeltørket håndark. Stadie I, oksidantapplikasjon - 10 % konsistent; 60 °C, 3 timer Stadie II, OBA applikasjon - 4% konsistent, 60C,

20 min (med eller uten OBA, Tinopal ABP-A).

Tabell 8 illustrerer applikasjon av den oksidative kjemien på masse med lavere (4%) og høyere (10%) konsistens (hardtre, 0.35% OBA som produkt).

Tabell 9

Hardtre, trommeltørket håndark.

Tabell 9 illustrerer ytelse av den oksidative kjemien når OBA og oksidanten er anvendt sammen i den tykke massen (10% konsistent). Til sammenligning er et eksempel på den mindre ytelsen som er oppnådd når kjemiene er anvendt gitt etter hverandre.

Mens den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet over i forbindelse med representative eller illustrative utførelsesformer, er disse utførelsesformene ikke ment å være uttømmende eller begrensende for den foreliggende oppfinnelsen, hvis beskyttelsesomfang er definert av de medfølgende patentkrav.

Claims (12)

1. En fremgangsmåte for å fremstille et bleket massemateriale som har forbedret glans og forbedret resistens mot termisk gulning som omfatter: v) tilveiebringe bleket massemateriale; vi) danne en vandig massesuspensjon innbefattende bleket masse; vii) drenere massesuspensjonen for å danne et ark; og viii) tørke arket, hvor b) 0,0005 til 2 masse-%, basert på ovnstørket masse, av et eller flere oksidasjonsmidler innbefattende organiske peroksysyrer, og et eller flere optiske lysningsmidler blir tilsatt på arket.

2. Fremgangsmåten i henhold til krav 1,karakterisertved videre omfattende tilsetning av et eller flere chelatdannende midler, ett eller flere reduksjonsmidler, eller kombinasjoner derav, til den blekede massen, massesuspensjonen eller til arket.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, hvor det chelatdannende middelet er valgt fra gruppen bestående av organiske fosfonater, fosfater, karboksylsyrer, salter av enhver av de nevnte forbindelsene, og enhver kombinasjon derav.

4. Fremgangsmåten i henhold til krav 1,karakterisert vedat de optiske lysningsmidlene er valgt fra disulfonerte, tetrasulfonerte eller heksasulfonerte stilben-derivater.

5. Fremgangsmåten i henhold til krav 2,karakterisert vedat chelatdanneren er valgt fra gruppen som består av dietylen-triamin-pentametylenfosfonsyre (DTMPA) og salter derav, dietylentriaminpentaeddiksyre (DTPA) og salter derav og etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) og salter derav.

6. Fremgangsmåten i henhold til krav 2,karakterisert vedat reduksjonsmiddelet er valgt fra gruppen som består av substituerte fosfiner, sulfitter, bisulfitter og metabisulfitter.

7. Fremgangsmåten i henhold til krav 1,karakterisert vedat oksidasjonsmidlene er valgt fra gruppen som består av hydrogenperoksid, organiske peroksysyrer, uorganiske peroksider, superoksider og peroksidsuperoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromitter, kloritter, klorater, bromater, perklorater, klor dioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, bromsulfamider, klorsulfonsyre, bromsulfonsyre og klor.

8. Fremgangsmåten i henhold til krav 1,karakterisert vedat oksidasjonsmidlene er valgt fra gruppen som består av hydrogenperoksid, organiske peroksysyrer, uorganiske peroksider, superoksider og peroksid-superoksider, uorganiske peroksysyrer og salter derav, peroksyhydrater, vannløselige organiske peroksider, nitrosodisulfonater, hypokloritter, hypobromitter, kloritter, klorater, bromater, perklorater, klordioksid, kloraminer, kloramider, klorsulfamider, bromaminer, bromamider, bromsulfamider, klorsulfonsyre, bromsulfonsyre.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor oksidasjonsmidlene blir tilsatt på et vått ark.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, hvor oksidasjonsmiddelet er pereddiksyre.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, videre innbefattende tilsetning av et eller flere optiske lysningsmidler til det blekede massematerialet i limpressen.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, hvor et eller flere oksidasjonsmidler og et eller flere optiske lysningsmidler blir blandet i et enkelt produkt eller i en overflate limløsning som blir påført det blekede massematerialet i limpressen.