SE523054C2 - Blekning av cellulosamassa med syre eller peroxid i närvaro av blekningshjälpmedel - Google Patents

Description

25 30 35 523 054 2 för blekning av massa i syfte att minska användandet av klor. Det har emellertid varit omöjligt att realisera en tillfredsställande reducering av användandet av klor, eftersom det har varit allmänt omöjligt att bleka massa tillfredsställande med syre, etc. Försök har gjorts att använda högtryckssyrgas vid en hög temperatur för att uppnå en förbättrad blekning av massa genom blekning med syre, under minskning av användandet av klor om än i liten mängd, men har medfört ett nytt problem, eftersom depolymeri- sationen av massa gynnas, och resulterar i en massa med lägre hàllfasthet. l syfte att lösa ovanstående problem, har sökanden av denna ansökan tidigare föreslagit ett förfarande för realisering av en för- bättrad blekning av massa genom att lägga till ett bleknings- hjälpmedel under dess blekning med syre, väteperoxid, etc.

(Japanska patentansökan nr. Hei 5-186987).

Det ovanstående förfarandet har gjort det möjligt att realisera en förbättrad blekning av massa jämfört med de tidigare förfaran- dena för blekning med syre, etc., men har fortfarande blivit otillräcklig, och oförmögen att realisera en tillfredsställande reducering av användandet av klor. Dessutom har den kraftiga skumningen av en blekt suspension av massa introducerat ett problem i driften under steget av avvattning, etc.

Vi, uppfinnarna av denna uppfinning, har utfört en seriös studie av ett problem med avseende på hur det skall vara möjligt att uppnå en förbättrad blekning av cellulosamassa och därigenom en större reducering i användandet av klorinnehàllande blekningsmedel ge- nom användning av syre eller peroxid, under det att cellulosan behåller sin hàllfasthet, och utan några driftproblem orsakade av skumningen hos en blekt massasuspension, och som ett resultat, har vi gjort denna uppfinning genom upptäckande att användandet av en specifik förening som ett blekningshjälpmedel tillhandahåller en mycket effektiv och ekonomisk lösning på problemen ovan. 10 15 20 25 30 523 054 3 BESKRIVNING AV UPPFINNINGENI Denna uppfinning relaterar till ett förfarande för blekning av cellulosamassa, och använder en eller flera föreningar valda från en förening (U) representerad av allmän formel (1), en förening (V) representerad av allmän formel (2) och en förening (W) representerad av allmän formel (3) som ett blekningshjälpmedel vid blekning av en alkalisk vattenhaltig suspension av cellulosa- massa (massasuspension) med syre eller peroxid: R1-0-l(CzH40)m/(Å0)nl-H (1) Rz-O-KC:H40m/(^0)p]-(Å0)q-H , (2) (R3)i-X-[(C2H40m/(Å0)p]-(Å0)f-H (3) där Rl står för en förgrenad alkylgrupp som har 6 till 12 kolato- mer, m står för ett genomsnittligt tillagt moltal från 4 till 15, A står för en propylen-, butylen- eller fenylenetylengrupp, n står för ett genomsnittligt tillagt moltal från O till 4, tillägget visat inom [] är i en slumpmässig eller blockform, R2 står för en linjär eller förgre- nad alkylgrupp med 6 till 12 kolatomer, p står för ett genom- snittligt tillagt moltal fràn 0 till 3,9, q stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal från 0,1 till 4, varvid summan av p och q är fràn 0,1 till 4, R3 står för en väteatom, en metyl- eller etylgrupp, eller en förgrenad alkylgrupp med 3 till 12 kolatomer, t stàr för ett heltal fràn till 1 till 5, X står för en resterande fenolgrupp, och r stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal från 0, noll uteslutet, till och med 4, och summan av p och r är större än O, men inte större än 4.

Det är möjligt att Rl i allmän formel (1), R2 i allmän formel (2) och R3 i allmän formel (3) kan vara en förgrenad alkylgrupp represen- terad av allmän formel (4): R4-c-R6 - Rs <4) 10 15 20 25 30 35 523 054 4 där R4 står för en metyl-, etyl-, propyl- eller butylgrupp, R5 står för en linjär eller förgrenad alkylgrupp som har 1 till 9 kola_tomer, och RS står för en alkylengrupp som har 1 eller 2 kolatomer.

Föreningarna (U) till (W) har företrädesvis en grumlingspunkt vid 40°C till 110°C i en 2% vattenlösning.

Blekning utförs vanligen med ett klorinnehàllande blekningsmedel innan blekningen med syre eller peroxid eller därefter. Blekning med ett klorinnehàllande blekningsmedel utförs företrädesvis efter blekning med syre eller peroxid.

Användandet av blekningshjålpmedlet i enlighet med denna uppfinning gör det möjligt att realisera en förbättrad blekning av massa och därigenom en reduktion av användandet av klorinne- hàllande blekningsmedel, under det att cellulosan bibehåller dess hållfasthet. Användandet av föreningen (V) som blekningshjälp- medel är speciellt effektivt för förhindrande av skumningen av en blekt suspension av massa och eliminerar driftproblem orsakade av dess skumning.

Krav 1 kan delas in i tre nya kravlydelser "Ett förfarande för blekning av cellulosamassa vid närvaro av ett bleknings- hjälpmedel bestående av en förening (U) representerad av allmän formel (1)", respektive "Ett förfarande för blekning av cellulosa- massa vid närvaro av ett blekningshjälpmedel bestående av en förening (V) representerad av allmän formel (2)", respektive "Ett förfarande för blekning av cellulosamassa vid närvaro av ett blekningshjälpmedel bestående av en förening (W) represen- terad av allmän formel (3)", och vardera av kraven 2 till 7 kan skrivas om för att bero av varje nytt krav.

Krav inkluderande en lydelse "Användandet av ett bleknings- hjälpmedel för cellulosamassa bestående av en förening (U) representerad av allmän formel (1) i en process för blekning av en alkalisk vattenhaltig suspension av cellulosamassa med syre eller peroxid" (och två andra krav vardera hänvisande till "allmän 10 15 20 25 30 35 523 054 5 formel (2) eller (3)" istället för "allmän formel (1)", och "förening (V) eller (W)" istället för “förening (U)") kan introduceras istället för, eller tillagt till de tre kraven som uppdelades från krav 1.

Därefter, beroende krav vardera inkluderande lydelser "Använd- ningen av ett cellulosamassablekningshjälpmedel istället för "Ett förfarande för blekning av cellulosamassa ....." kan introduce- ras istället för, eller som tillägg till krav 2 till 7.

BÄSTA SÄTT Av GENOMFÖRANDE Av UPPFINNINGEN: [Förening (U)] ^ Föreningen (U) i enlighet med denna uppfinning erhålls genom att tillsätta etylen- eller propylenoxid, etc till förgrenad alkohol, och representeras av allmän formel (1): R1-0-[(C2H40)m/(^0)n1-H (1) där Rl stàr för en förgrenad alkylgrupp som har 6 till 12 kolato- mer, A stàr för en propylen-, butylen- eller fenylenetylengrupp, m står för ett genomsnittligt tillagt moltal fràn 4 till 15, n står för ett genomsnittligt tillagt moltal från 0 till 4, och tillägget visat inom [] är i en slumpmässig eller blockform.

Om den förgrenade alkylgruppen Rl har mindre än 6, eller mer än 12 kolatomer, kan ingen tillfredsställande förbättrad blekning av massa erhållas. Den förgrenade alkylgruppen Rl är företrädesvis representerad av allmän formel (4): R4 -c- RS - R5 <4) där R4 står för en metyl-, etyl-, propyl- eller butylgrupp, R5 stàr för en linjär eller förgrenad alkylgrupp som har 1 till 9 kolatomer, och RS står för en alkylgrupp som har 1 eller 2 kolatomer.

Särskilda exempel pà den förgrenade alkylgruppen Rl represen- terad av allmän formel (4) är isohexyl, isoheptyl, isooktyl, 2-etylhexyl, en isobutylendimer, isononyl, en propylentrimer, 10 15 20 2d5 30 35 523 054 6 isodekyl, isoundekyl, isododekyl, en propylentetramer, och en förgrenad alkylgrupp syntetiserad genom oxidationsprocessen. En 2-etylhexyl eller isodekylgrupp är, bland andra, att föredra.

Med hänvisning till (C2H4O)m i allmän formel (1), stàr C2H4O för etylenoxid, och om dess genomsnittliga tillagda moltal m är mindre än 4, eller större än 15, kan ingen tillfredsställande förbättrad blekning av massa uppnås. "C2H4O" är ibland uttryckt SOm "CH2CH20".

Med hänvisning till (AO)n i allmän formel (1), stàr AO för en eller flera av propylen-, butylen- och styrenoxider, n stàr för det totala genomsnittliga tillagda moltalet hos dessa oxider, och om dess genomsnittliga tillagda moltal n är större än 4, kan ingen till- fredsställande förbättrad blekning av massa erhållas.

Med hänvisning till (C2H4O)m och (AO),, i allmän formel (1) finns ingen regel avseende i vilken utsträckning C2H40 och AO är tillsatta. Föreningen (U) utesluter emellertid varje förening som har propylen-, butylen- eller styrenoxid tillagd i en blockform till änden.

Särskilda exempel på föreningen (U) inkluderar de följande: Exempel 1: lsodekyl-O-(EOho-H Exempel 2: 2-etylhexyl-O-(EO)12-H Exempel 3: 2,4-dimetylheptyl-0-[(EO)9//(PO)2]-H Exempel 4: lsononyl-O-[(EO)10//(PO)1//(BO)0,5}-H Exempel 5: lsodekyl-O-(EO)4-(BO)1-(SO)1-(EO)5-H Exempel 6: 2-etylhexyl-O-(PO)1-(EO)8-H I de ovanstående formlerna (och också i formlerna vilka uppträder nedan), stàr E0 för etylenoxid, PO stàr för propylenoxid, BO står för butylenoxid, SO stàr för styrenoxid, numret skrivet på den högra sidan av vardera () stàr för det genomsnittliga tillagda moltalet, // stàr för tillägg i en slumpmässig form och - stàr för tillägg i en blockform. 10 15 20 25 30 35 523 054 7 En 2% vattenlösning av någon förening (U) företrädesvis som har en grumlingspunkt vid 40-100°C, och mer företrädesvis, 60-100° C.

[Förening (V)] Föreningen (V) i enlighet med denna uppfinning är en modifierad form av föreningen (U), och mer speciellt, den erhålls genom modifiering av gruppen vald som R1 i föreningen (U), och adde- rande propylenoxid, etc i en blockform till änden, och är represen- terad av allmän formel (2): RLO-iiczH40>m/p1-q-H 1 <2) där R2 står för en linjär eller förgrenad alkylgrupp som har 6 till 12 kolatomer, A står för en propylen-, butylen- eller fenyletylen- grupp, m står för ett genomsnittligt tillagt moltal från 4 till 15, p står för ett genomsnittligt tillagt moltal fràn 0 till 3,9, q står för ett genomsnittligt tillagt moltal från 0,1 till 4, och tillägget visat i [] är i en slumpmässig eller blockform.

Om alkylgruppen R2 har mindre än 6, eller fler än 12 kolatomer, kan ingen tillfredsställande förbättrad blekning av massa erhållas.

Exempel på den linjära alkylgruppen R2 är n-hexyl, n-heptyl, n-oktyl, n-nonyl, n-dekyl, n-undekyl och n-dodekyl. Exempel på den förgrenade alkylgruppen R2 är ekvivalenta med exemplen listade förut som den förgrenade alkylgruppen R1 i allmän formel (1)- (C2H4O)m i allmän formel (2) står för det samma som det gör i allmän formel (1), och dess genomsnittliga tillagda moltal m har sina begränsningar av samma skäl.

Med hänvisning till (C2H4O)m och (AO)p i allmän formel (2), finns ingen regel berörande i vilken utsträckning C2H4O och AO är tillsatta. 10 15 20 25 30 35 523 054 8 Med hänvisning till (AO)p och (AO)q i allmän formel (2), står AO för en eller flera av propylen-, butylen- och styrenoxider, som det gör i allmän formel (1). Således avser dess genomsnittliga tillag- da moltal p (och också q) totalen av de genomsnittliga tillagda moltalen hos oxiderna.

Om (AO)q i allmän formel (2) har ett genomsnittligt tillagt moltal q vilket är mindre än 0,1, är föreningen mindre effektiv att hindra bubblandet av en blekt suspension av massa än när den har ett genomsnittligt tillagt moltal q från 0,1 till 4.

Summan av de genomsnittliga tillagdamoltalen p och q [eller totalen av de genomsnittliga tillagda moltalen av propylen-, bu- tylen- eller styrenoxider i allmän formel (2)] är från 0,1 till 4, och om summan är större än 4 kan ingen tillfredsställande förbättrad blekning av massa erhållas.

Särskilda exempel på föreningen (V) inkluderar följande: Exempel 1: isooktyl-O-(EO)3-(PO)0_5-H Exempel 2: tetrapropylen-O-(EOM1-(SO)1_5-H Exempel 3: n-okty|-O-(EO)10-(PO)1-H Exempel 4: isooktyl-0-(EO)12-(PO)0_5-(BO)1_5-H Exempel 5: isononyl-O-[(EO)5//(PO)0,3//(S0)1]-(PO)0_2-(BO)0_2-H Exempel 6: 2,4-dimetylheptyl-O-[(EO)6//(BO)0,5]-(PO)1-H Exempel 7: 2-etylhexyl-O-(EO)4-(PO)1_5-(E0)5,5-(BO)0_5-H Exempel 8: isodekyl-O-(BO)1-(EO)1z-(BO),-H Exempel 9: n-dekyl-O-(P0)0_5-(EO)10-(PO)0,5-(SO)0_5-H En 2% vattenlösning av föreningen (V) har företrädesvis en grumlingspunkt från 40-110°C, och mer företrädesvis, 60-100°C, som i fallet med föreningen (U).

[Förening (W)] Föreningen (W) i enlighet med denna uppfinning är en modifierad form av förening (V), och mer speciellt, erhålls den genom mo- difiering av gruppen vald som R? i förening (V), och ersättande en 10 15 20 25 30 35 523 054 9 resterande fenolgrupp för dess -O-komponent, och representeras av allmän formel (3): (R3)i-X-[(C2H40)m/ (^0)p1~(Å0)f-H (3) där R3 stàr för en väteatom, en metyl- eller etylgrupp, eller en förgrenad alkylgrupp som har 3 till 12 kolatomer, t stàr för ett heltal från till 1 till 5, m stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal från 4 till 15, A stàr för en propylen-, butylen- eller fenyletylen- grupp, p stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal från 0 till 3,9, r stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal från 0, med undantag för O, till och med 4 och tillägget visat i [] är i en slumpmässig eller blockform.

Om R3 i allmän formel (3) är en förgrenad alkylgrupp som har mindre 3, eller mer än 12 kolatomer, kan ingen tillfredsställande förbättrad blekning av massa erhållas. Exempel från den förgre- nade alkylgruppen kan vara lika med de listade förut som den förgrenade alkylgruppen Rl i allmän formel (1).

(C2H4O)m i allmän formel (3) står för det samma som den gör i allmän formel (1), och dess genomsnittliga tillagda moltal m har sitt begränsningsomràde av samma skäl.

Med hänvisning till (C2H4O)m och (AO)p i allmän formel (3), finns det ingen regel berörande i vilken utsträckning C2H4O och AO är tillsatta.

Med hänvisning till (AO)p och (AO), i allmän formel (3) stàr AO för en eller flera av propylen-, butylen- och styrenoxider, som det gör i allmän formel (1). Således avser dess genomsnittliga tillagda moltal p (och också r) totalen av de genomsnittliga tillagda mol- talen hos oxiderna.

Med hänvisning till (AO), i allmän formel (3), är dess genomsnitt- liga tillagda moltal r företrädesvis från 0,1 till 4. 10 15 20 25 30 35 523 054 10 Summan av de genomsnittliga tillagda moltalen p och r [eller totalen av de genomsnittliga tillagda moltalen av propylen-, butylen- eller styrenoxider i allmän formel (3)] är större än 0, men inte större än 4, och om summan är större än 4 kan ingen till- fredsställande förbättrad blekning av massa erhållas.

[Blekningsförfarande] Massan för vilken blekningsförfarandet i denna uppfinning är applicerbar är, till exempel, kemisk massa [sådan som CGP (kemibaserad massa), SCP (semikemisk massa), SP (sulfitmassa), KP (kraftmassa) eller AP (alkalisk massa)], me- kanisk massa [sådan som GP (slipmassa), RMP (mekanisk raf- finörmassa) eller TMP (termomekanisk massa)], eller massa från använt papper, och kan vara vedmassa [sådan som massa från trä av ett barr- eller lövträd, eller av en blandning av trä från barr- och lövträd], eller icke-trä [ört-lmassa. Massan kan vara av den oblekta, eller någon blekt typ.

Natriumhydroxid, natriumkarbonat, natriumvâtekarbonat, ammo- niak, en kraftprocessvitlut, en oxiderad vitlut, en grönlut, en oxiderad grönlut, natriumtetraborat, natriummetaborat, etc kan användas som ett alkaliskt medium för preparering av en alkalisk vattenhaltig suspension av massa (massasuspension) för ända- målet med denna uppfinning, fastän natriumhydroxid vanligen används. Mängden av det alkaliska mediet som skall tillsättas ba- serat på ugntorrvikten av massan är företrädesvis från 0,5 till 3 vikt-% i form av natriumoxid (NazO). Massainnehållet (av ugntorr- vikt, också i den följande beskrivningen) av massasuspensionen kan vara antingen låg (under 10 vikt-%), eller medium (10 till 20 vikt-%), eller hög (över 20 vikt-%).

När syre används för blekningsförfarandet i denna uppfinning, kan antingen syrgas eller syrgasrik luft användas, men användandet av syrgas är att föredra med tanke på volymen av ett reaktionkärl, dess reaktionseffektivitet, etc. Syret kan ha vilket tryck som helst från högt (10 kg/cm2G eller över) till lågt (under 10 kg/cm2G), 10 15 20 25 30 35 523 054 11 men företrädesvis av ett relativt lågt tryck (från 1 till under 10 kg/cm2G) i syfte att förhindra den aktiverade depolymerisationen av cellulosa att orsaka en sänkning av hållfastheten hos massan.

Väteperoxid, peroxysyra [till exempel perättiksyra, perkarbonat- syra, perborsyra (perborat)], klordioxid, ozon, etc kan användas som peroxid för bleknlngsförfarandet i denna uppfinning.

Föreningarna (U) till (W) använda som blekningshjäipmedlet i en- lighet med denna uppfinning är vanligtvis tillsatta i steget för blekning av massan, men är i vissa fall tillsatta under det före- gående steget vid kokningen av träflis eller därefter. En av föreningarna (U) till och med (W) eller en adekvat blandning av två eller alla av dem tillsätts. Mängden av föreningarna (U) till (W) som skall tillsättas beror på den erforderliga vidheten hos massan som bleks, etc, men är vanligtvis från 0,1 till 2 vikt-% baserad på ugntorrvikten av massa i dess suspension. Om den är mindre än 0,1 vikt-% kan ingen tillfredsställande förbättrad blek- ning av massa erhållas, men om den överstiger 2 vikt-% kan ingen vidare förbättring av blekning erhållas på grund av ett jämviktsläge. Användandet av föreningarna (U) till (W) är eko- nomiskt eftersom de är allmänt àteranvändna med tvättningar efter steget vid blekning av massan, och det är endast en väldigt liten mängd som behöver tillföras för att bibehålla storleksförhål- landet fastställt ovan.

Blekningshjälpmedlet enligt denna uppfinning utesluter inte användandet av till exempel ett alkaliskt jordmetallsalt sådant som en magnesiumförening, ett kelatmedel, eller ett annat medel för förhindrande av cellulosa från att ha en lägre grad av poly- merisation, eller en stabiliserare för peroxidblekning, sådan som en kondenserad fosfat eller silikat.

En reaktor av någon typ sådan som en vertikal eller horisontal kan användas som en blekningsapparat för att genomföra blek- ningsförfarandet i denna uppfinning. Blekningshjälpmedlet i enlighet med denna uppfinning är vanligtvis tillsatt genom botten 10 15 20 25 30 35 523 054 12 pà en blekningskolumn av uppåtflödestyp, och fastän det kan tillsättas antingen före massa är blandad med syrgas, eller peroxid, eller samtidigt därmed eller därefter, är det att föredra fràn utgångspunkten av omrörningseffektivitet att tillsätta det samtidigt, eller innan massan är blandad med syre, eller liknande.

En temperatur fràn rumstemperatur till 200°C och en tid från 30 sekunder till 20 timmar är vanligtvis använd för blekningsbehand- Hngen.

Det följande är villkoren vilka vanligtvis används för (1) syre- blekning med syrgas, (2) ozonblekning, och (3) väteperoxidblek- ning, när en alkalisk vattenhaltig suspension av massa har ett medelmassainnehàll (10 till 20 vikt-%): (1) Syrgasblekning: Massinnehàll: 10-14 vikt-%, syrgaskoncentration: 10-30 kg/ton av massa av ugntorrvikt, mängd av alkaliskt medium tillsatt: 20-30 kg/ton av massa av ugntorrvikt, mängd av magnesiumsulfat tillsatt: 0-2 kg/ton av massa av ugntorrvikt, blekningstemperatur: 90-120°C, tid: 50-60 minuter, kolumntopptryck: 3,5-5 kg/cm2G; (2) Ozonblekning: Massainnehàll: 10-15 vikt-%, ozonkoncentration (baserad pà ugntorrvikt av massa): 0,4-2,0 vikt-%, blekningstemperatur: 20-70 °C, tid: 5-30 minuter; (3) Väteperoxidblekning: Massinnehàll: 10-20 vikt-%, väteperoxidkoncentration (baserad på ugntorrvikt av massa): 0,2-2 vikt-%, blekningstemperatur: 60-80° C, tid: 120-240 minuter; Blekning med ett vanligt klorinnehàllande blekningsmedel (till exempel klorgas, underklorsyrlighet) genomförs vanligen före 10 15 20 25 30 35 523 054 13 eller efter syrgassteget, eller peroxidblekning som beskrivet ovan.

Dessutom kan ibland enzymatisk blekning kombineras med den.

[Exempel] En vidare beskrivning kommer nu att göras av denna uppfinning genom exempel inbegripande de speciella och jämförande exem- pel, fastän dessa exempel och jämförande exempel inte är av- sedda att begränsa denna uppfinning, utan avsedda att illustrera densamma.

Fastän kraftmassa gjord av trä fràn ett lövträd och massa gjord av trä från ett barrträd används i exemplen och i de jämförande exemplen, är denna uppfinning effektivt applicerbar till vilken annan slags massa som helst.

I exemplen och i de jämförande exemplen, % skall vara vikt-%.

[Exempel 1 till 15 och jämförande exempel 1 till 12] I följande valdes (u1) till (u5) som föreningar (U) i enlighet med denna uppfinning, (v1) till (v7) som föreningar (V) i enlighet med denna uppfinning, och (z1) till (z7) som konventionella bleknings- hjälpmedel: u1: 2-etylhexyl-O-(EO)7-H u2: 2-etylhexyl-O-(EO)9-H u3: 2-etylhexyl-O-(EO)11-H u4: isodeky|-O-(EO)10-H u5: 2-etylhexy|-O-[(EO)10//(PO)1]-H v1: 2-etylhexyl-O-(EO)9-(PO)0_2-H v2: 2-etylhexyl-O-(E0)9-(PO)0_6-H v3: 2-etylhexyl-O-[(EO)10//(PO)1]-(PO)0'5-H v4: isohexyl-O-(EO)8-(BO)1-H V52 n-Okty|-O'(Eo)10'(PQ)-|'H v6: n-dodekyl-O-(EO)12-(PO)1-H v7: isodekyl-O-(EO)5-(PO)1-(EO)5-(PO)1-H 10 15 20 25 30 35 523 054 14 z1: isopropyl-O-(EO)5-H z2: 2-etylhexyl-O-(E0)20-H 23: 2-ety|hexyl-O-[(EO)10/(PO)3_5]-(PO)1-H z4: 2-etylhexyl-O-(EO)10-(PO)5-H z5: Syntetisk alkoholrest-O-(EOhz-H (Den syntetiska alkoholen har ett genomsnittsvärde av 14,5 kolatomer, och en förgreningskvot av 45%.) 26: t-buty|-O-(EO)9-H z7: oleyl-0-(EO)9-H En vattenlösning av natriumhydroxid (innehållande 2% av nat- riumhydroxid i termer av NagO baserad på ugntorrvikten av massa) och någon av föreningarna valda som listade ovan till- sattes till kraftmassa gjord av trä fràn ett lövträd efter dess kokning och tvättning för att preparera en alkalisk vattenhaltig suspension med ett massainnehàll av 12%, och vardera sådan suspension knådades i en massaupplösare vid rumstemperatur under 10 minuter för att preparera varje massasuspension för ett blekningstest som visat i exempel 1 till 15 (se tabell 1) och jämfö- rande exempel 1 till 12 (se tabell 2). Massasuspensionerna enligt jämförande exempel 11 och 12 innehöll emellertid inte något blek- ningshjälpmedel, men användes som standarder för jämförelse. I tabell 1 och 2, är “mängden *1" av blekningshjälpmedlet visad genom dess viktandel baserad på ugntorrvikten av massan, och "grumlings-punkten *2" hos blekningshjälpmedlet är grumlings- punkten av dess 2-procentiga vattenlösning.

Därefter var massasuspensionen enligt vardera exempel eller jäm- förande exempel placerad i en autoklav, och efter att de hade blivit grundligt renade med syrgas, blektes suspensionen med syrgas under 30 minuter vid ett syrgastryck bibehàllet vid 5 kg/cm2G och en temperatur bibehållen vid 90°C. Omedelbart efter dess blek- ning avlägsnades syrgastrycket och massasuspensionen avlägs- nades från autoklaven och en vätska pressades från den vid sam- ma temperatur. Den tvättades grundligt med destillerat vatten, och efter filtration, torkades den till producerad syrgasblekt massa. I jämförande exempel 12 utfördes emellertid blekning genom använ- 10 15 20 25 30 35 523 054 15 dande av ett syrgastryck av 10 kg/cm2G, en temperatur på 110°C och en blekningstid på 120 minuter.

Försöken som visade vid (1) till (4) nedan förrättades på den blekta massan i enlighet med varje exempel eller jämförande exempel för att bestämma kappatalet och viskositeten av den torkade syrgasblekta massan, höjden på ett skum bildat i den pressade vätskan och en reduktion av mängden erforderligt klor.

Försöksresultaten är visade i tabell 1 och 2. l tabell 1 och 2, avser "skillnad *3" skillnaden i kappatal mellan massan i enlighet med varje exempel eller jämförande exempel och kappatalet enligt jämförande exempel 11. (1) Förfarande för bestämning av kappatalet hos massan: Det bestämdes i enlighet med JlS-P8211 (japansk industristan- dard). Ett mindre kappatal betyder högre grad av blekning. (2) Förfarande för bestämning av viskositeten hos massan: Den bestämdes i enlighet med TAPPI T230-SU-66 (standard för The United States Association of Paper and Pulp Industry) an- vändande koppar-etylendiamin som ett lösningsmedel. En högre viskositet hos massan betyder större cellulosahållfasthet. (3) Förfarande för ett skumningsförsök: Luft levererades under 10 minuter vid ett flöde av en liter per minut genom luftsten in till 250 ml av en vätska pressad från en syrgasblekt massasuspension (med en temperatur av 90°C) och placerad i en glascylinder med en invändig diameter av 11 cm, medan vätsketemperaturen bibehölls vid 90°C, och omedelbart därefter mättes höjden (cm) av skummet som bildades. (4) Reduktion av mängden av erforderligt klor: Torkat syrgasblekt massa blandades med 1,3% av natriumhyd- roxid baserad på dess ugntorrvikt och vatten för att preparera en 523 054 16 alkalisk vattenhaltig suspension med ett innehåll av massa pà 3%. Det placerades i en autoklav och luften däri renades med klorgas tills mängden av klor upptog 6% av ugntorrvikten av mas- san. Därefter genomfördes dess klorblekning vid 50°C¿under 60 5 minuter för att göra ett massalager med en vattenhalt av-45% och en Hunter-vithet på 52, och mängden av klor som erfordrades därtill bestämdes, och en reduktion i mängden av erforderligt klor beräknades genom ekvation: 10 Reduktion av erforderligt klor = [(J - K)/J]x100 J: Mängd av erforderligt klor ijämförande exempel 11; K: Mängd av erforderligt klor i varje exempel eller jämförande exempel (utom jämförande exempel11). 15 Tabell 1 Försöksresultat i exempel Exempfl Blekningsassistent :appa- ïšillnad llfliïâšin; 1 'Skum- Iaäfducering Slag Mängd Mmmm.- _ (cp) höjd erforderligt *1 ...m - (cm) .klor ' #2 (Z) CC) 1 ul 0.8 65 8.6 2.8 14.0 13.0 35 2 u2 0.8 84 8.2 3.2 14.0 13.5 40 3 u3 0.8 97 8.6 2.8 f 14.1 13.5 36 4 u4 0.8 '93 8.8 2.6 14.0 13.7 35 5 u5 0.8 83' 8.3 3.1 14.0 11.5 42 6 V1 0.8 80 8.2 3.2 14.0 12.0 41 7 V2 0.05 69 10.7 0.7 14.1 12.5 12 8 V2 0.2 69 9.9 1.5 14.1 11.9 20 9 V2 0.8 69 8.2 3.2 14.0 10.8 43 10 V2 1.8 69 7.9 3.5 13.9 8.0 45 11 V3 0.8 77 8.3 3.1 14.0 10.5 33 12 V4 0.8 62 9.1 2.3 14.1 10.2 26 13 V5 0.8 74 9.8 1.6 14.1 11.8 19 14 V6 0.8 67 10.0 1.4 14.1 12.6 17 15 V7 0.8 81 9.7 1.7 14.1 10.9 18 10 523 054 17 Tabell 2 Försöksresultat i jämförande exempel Jå""°““°° Blekflifltlsfissislflflï KHPPa' Skillnad Massans Skum- Reducering exempel tal #3 viskositet höjd av S|a9 Mäflüd Gwfflliflv* (CP) erforderligt *l punkt (Cm) k|0l° *Zv _ (Z) (C) 1 zl 0.8 102 _ 11.1 0.3 14.0 12.9 4 2 22 0.8 115.1... 11.0 0.4 14.1 53.7 s ÜVGT 3 23 0.8 35 11.0 0.3 '14.1 7.0 2 4 z4 0.8 28 11.3 0.1 14.0 6.2 0 5 25 0.8 81 10.9 0.5 14.0 30.0 7 6 26 0.2 115 .nu 11.0 0.4 14.1 12.8 5 över 7 26 0.8 115 eller 10.9 0.5 14.1 13.0 8 OVE! 8 27 0.05 47 11.3 0.1 14.1 13.0 1 9 z7 0.2 47 11.3 0.1 14.1 13.0 1 10 z7 0.8 47 11.2 0.2 14.1 12.5 2 11 '- _ '- 11.4 _ 14.1 12.8 "- 12 _ ~' _ 10.4 0.2 9.5 13.2 10 Som visat i exempel 1 till 15 i tabell 1 gör blekningen av massan med syrgas användande blekningshjälpmedlena (u1) till (u5) och (v1) till (v7) i enlighet med denna uppfinning det möjligt att realisera en förbättrad blekning av massa och en reduktion av mängden av erforderligt klor, utan att orsaka någon försämring av viskositeten hos massan, som jämfört med jämförande exempel 1 till 10 i tabell 2 där de konventionella blekningshjälpmedlena (21) till (27) har använts.

Dessutom gör användningen av blekningshjälpmedlena (u1) till (u5) och (v1) till (v7) i enlighet med denna uppfinning det möjligt att minska varje skumning från en vätska pressad från en blekt 10 15 20 25 30 35 523 054 18 massasuspension och undvika varje driftproblem annars orsakat genom dess skumning, som jämfört med fallen där de konventio- nella blekningshjälpmedlena (21) till (z7) används. Användandet av, bland andra, blekningshjälpmedlena (v1) till (v7), eller före- ningarna (V) i enlighet med denna uppfinning, gör det möjligt att uppnå ett enastående bra resultat i förhindrandet av någon skum- ning och därigenom reducera mängden av något antiskumnings- medel som vanligtvis används.

[Exempel 16 och jämförande exempel 13] Ett blekningstest utfördes på kokad kraftmassa gjord av trä från ett lövträd (med ett kappatal på 18.0) genom väljande V8: 2-etylhexyl-O-(EO)9-(PO)0_5-H som förening (V) i enlighet med denna uppfinning, och använ- dande ozon istället för syrgas, och i övrigt upprepande processen som beskrivet förut. Förutsättningarna använda för blekningsför- söket var ett massainnehåll av 15%, en ozonkoncentration av 1,8% (baserad pà ugntorrvikten av massa), ett ozonflöde av 4 liter per minut, en tillsats av (v8) med mängden O.8% (baserad på ugntorrvikten av massa), en blekningstemperatur på 20°C, en blekningstid pà 30 minuter och ett pH på 7.

Som jämförande exempel 13 förrättades ett liknande försök utan användande något blekningshjälpmedel.

Massan blekt som i exempel 16 i uppfinningen uppvisade ett kappatal på 4,0, medan massan blekt som i jämförande exempel 13 inte användande något blekningshjälpmedel uppvisade ett kappatal på 7,5. Vad beträffar viskositeten hos den blekta mas- san erhölls väsentligen samma resultat i exempel 16 och jäm- förande exempel 13. Det är således uppenbart att en stor förbätt- rad blekning kan erhållas från ozonblekning också om den är genomförd genom användande av blekningshjälpmedlet i enlighet med denna uppfinning. 10 15 20 25 30 35 523 054 19 [Exempel 17 och jämförande exempel 14] Ett blekningsförsök förrättades på kokt massa gjord av trä från ett barrträd (med en vithet av 39 och ett kappatal på 31) genom väljande (V8) som förening (V) enligt denna uppfinning, och användande väteperoxid istället för syrgas eller ozon och i övrigt repeterande processen beskriven tidigare. Förutsättningarna använda för blekningsförsöket var ett innehåll av massa på 10%, en väteperoxidkoncentration på 0,51% (baserad på ugntorrvikten av massa), en tillsats av (v8) av mängden 0,8% (baserad på ugntorrvikten av massa), en blekningstemperatur på 60°C, och en blekningstid på 120 minuter.

Som jämförande exempel 14 utfördes ett liknande försök utan användande av något blekningshjälpmedel.

Massan blekt som i exempel 17 enligt denna uppfinning upp- visade en vithet av 79,5, medan massan blekt som i jämförande exempel 14 inte användande något blekningshjälpmedel upp- visade en vithet på 72,4. Det är således uppenbart att en mycket förbättrad blekning kan erhållas från väteperoxidblekning också om den är genomförd genom användande av blekningshjälpmed- let enligt denna uppfinning.

[Exempel 18 och 19, referensexempel 1, och jämförande exempel 15 till 17] l följande är (w1) och (w2) valda som föreningar (W) i enlighet med uppfinningen, (k1) som referensexempel 1, och (26) och (z7) som konventionella blekningshjälpmedel: w1: propylentrimer ersatte fenol-(EO)16-(PO)1-H w2: etylentetramer ersatte fenol-(EO)16-(PO)2-H k1: propylentrimer ersatte fenol-(EO)11-H z6: t-butyl-O-(EO)9-H z7: o|ey|-O-(EO)9-H 10 15 20 25 523 054 20 Därefter repeterades exempel 1 till 15 för preparering av massa- sörjor för ett blekningsförsök som exempel 18 och 19 och re- ferensexempel 1, utförande ett blekningsförsök med syrgas, och bestämning av kappatalet och viskositeten hos den torkade syrgasblekta massan enligt varje exempel eller referensexempel, höjden av skum som bildad i en vätska pressad fràn massan, och reduktionen av mängden av erforderligt klor.

Vissa av de jämförande exemplen som beskrivits tidigare infördes som i jämförande exempel 15 till 17 utan att något blekningsför- sök utförts. Mer specifikt infördes jämförande exempel 7 som jämförande exempel 15, och jämförande exempel 10 som jäm- förande exempel 16. Jämförande exempel 11, inte användande något blekningshjälpmedel, infördes som jämförande exempel 17 för att tjäna som en standard för jämförelse.

Försöksresultaten är visade i tabell 3. l tabell 3 är "mängd *1" hos blekningshjälpmedlet visad genom dess vikt-% baserad pà ugntorrvikten hos massan, "grumlingspunkt *2" hos blekningshjälpmedlet är grumlingspunkten av dess 2-procentiga vattenlösning, och "skillnad *3" avser skillnaden i kappatal mellan massan i enlighet med varje exempel, referensexempel eller jämförande exempel och kappatalet enligt jämförande exempel 17.

Tabell3 Försöksresultat Blekningsassistent Kappa- Skillnad Massans skum. Reducering tal *3 viskositet hujd av 3189 Mängd G-w-Ii-øf- (cp) erforderligt *l www (cm) klor *2_ (71) (C) Ex 18 w1 0.8 93 9.6 1.8 14.1 12.4 21 19 w2 0.8 92 9.5 1.9 14.1 11.9 23 get. 1 kl 08 73 9.6 1.8 14.1 13.1 21 x.

Jmn. 15 z6 0.8 115.nu 10.9 0.5 14.1 13.0 8 Ex- över 16 z7 08 47 11.2 02 14.1 125 2 17 - - - 114 ~- 14.1 128 _ 10 15 20 523 054 21 Som visat i exempel 18 och 19 i tabell 3 gör blekningen av massa med syrgas användande blekningshjälpmedlena (w1) och (w2) i enlighet med denna uppfinning det möjligt att realisera en förbätt- rad blekning av massa och en reduktion i mängden av erforderligt klor, utan att orsaka någon minskning av viskositeten hos mas- san, som jämfört med jämförande exempel 15 och 16 i tabell 3.

Dessutom gör användandet av blekningshjälpmedlena (w1) och (w2) i enlighet med denna uppfinning det möjligt att uppnå ett enastående gott resultat i förhindrandet av varje skumning där- igenom reducera mängden av något antiskumningsmedel som vanligtvis används.

Industriell användbarhet: Förfarandet för blekning av cellulosamassa enligt denna uppfin- ning används vid tillverkning av cellulosamassa som ett för- farande för blekning av en alkalisk vattenhaltig suspension av massa med syrgas eller peroxid som beskrivet ovan.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 523 054 22 Patentkrav

1. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa, kännetecknat av blekning av en alkalisk vattenhaltig suspension av cellulosa- massa med syre eller peroxid vid närvaro av en eller flera före- ningar valda som ett blekningshjälpmedel fràn en förening (U) re- presenterad av den allmänna formeln (1), en förening (V) repre- senterad av den allmänna formeln (2) och en förening (W) repre- senterad av den allmänna formeln (3): R1~0-[(C2H40)m/(Å0)n]-H (1) Rz-Û-KC:H40)m/(Å0)p]-(Å0)q-H , (2) (R3)t-X-[(C2H40)m/(Å0)p1-(Å0)f-H (3) (där Rl stàr för en förgrenad alkylgrupp med 6 till 12 kolatomer, m står för ett genomsnittligt tillagt moltal fràn 4 till 15, A står för en propylen-, butylen- eller fenyletylengrupp, n stàr för ett ge- nomsnittligt tillagt moltal fràn 0 till 4, tillägget visat inom [] är i en slumpmässig eller blockform, R2 stàr för en linjär eller förgrenad alkylgrupp med 6 till 12 kolatomer, p stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal fràn 0 till 3,9, q stàr för ett genomsnittligt tillagt moltal fràn 0,1 till 4, varvid summan av p och q är från 0,1 till 4, R3 stàr för en väteatom, en metyl- eller etylgrupp, eller en förgrenad alkylgrupp med 3 till 12 kolatomer, t står för ett heltal fràn till 1 till 5, X stàr för en resterande fenolgrupp, och r står för ett genomsnittligt tillagt moltal frän 0, noll uteslutet, till och med 4, och summan av p och r är större än O, men inte större än 4.

2. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa enligt krav 1, varvid Rl i allmän formel (1), R? i allmän formel (2) och R3 i allmän formel (3) kan vara en förgrenad alkylgrupp representerad av allmän formel (4): R4 -c-Rfi - Rs <4) (där R4 står för en metyl-, etyl-, propyl- eller butylgrupp, R5 stàr för en linjär eller förgrenad alkylgrupp med 1 till 9 kolatomer, och RÖ stàr för en alkylengrupp med 1 eller 2 kolatomer). 10 15 20 523 054 23

3. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa enligt krav 1, varvid vardera av föreningarna (U), (V) och (W) har en grumlings- punkt vid 40°C till 110°C i dess 2%-iga vattenlösning.

4. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa enligt krav 1, varvid cellulosamassan är oblekt kemisk eller mekanisk massa.

5. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa enligt krav 1, varvid den bleks med syrgas.

6. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa enligt krav 1, varvid den bleks med peroxid vald fràn gruppen bestående av väteperoxid, klordioxid, peroxysyror och ozon.

7. Ett förfarande för blekning av cellulosamassa enligt krav 1, varvid den bleks med ett klorinnehàllande blekningsmedel före eller efter dess blekning med syre eller peroxid.