高浓度木化纤维浆的改进漂白法制造技术

本发明专利技术涉及一种具有提高的选择性将高浓度木质纤维浆从第一ＧＥ白度漂白到较高的第二ＧＥ白度的方法，该方法包括步骤（ａ）将具有第一ＧＥ白度的高浓度浆起毛至比表面积至少为约９０ｍ↑［２］／ｋｇ；和步骤（ｂ）使起毛浆与气体漂白剂接触而形成具有较高的、第二ＧＥ白度的漂白浆。本发明专利技术还涉及通过本发明专利技术的方法制备的漂白木质纤维浆。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高浓度木化纤维浆漂白法，更具体说，本专利技术涉及用气相漂白剂漂白木质纤维浆的方法，该方法要求用减少量的漂白剂而产生具有高粘度、高纸浆强度和高GE白度的纸浆。该方法包括在浆与气相漂白剂接触之前将木化纤维浆起毛到比表面积至少约90m2/Kg的程度。本专利技术还涉及通过此改进方法制备的漂白木质纤维浆。木材是由二种主要成分-纤维状碳水化合物或全纤维素成分和称为木素的非纤维成分组成的。全纤维素是由约70%的碱不溶的α-纤维素和约30%的碱可溶的半纤维素组成的。非纤维状的木素成分是三维的聚合物材料，它主要是由苯基丙烷单元组成的。就用于造纸工艺而言，木材必须被转化成纸浆。在化学制浆过程中，以既保留固有的纤维强度又尽可能多地除去木素的方式而将纤维素纤维彼此相分离。在化学制浆方法中，用化学溶液煮解木材以便只溶解并除去一部分所说的木素。化学制浆工艺的例子如碱(氢氧化钠)法，亚硫酸盐法和硫酸盐法。基本的和改进的硫酸盐法是造纸业中使用的主要的化学方法，因为这些方法确实不会大大地降解木材的纤维素成分。基本的硫酸盐法包括在氢氧化钠和硫化钠的水溶液中蒸煮木片而形成高强度浆。基本的硫酸盐法被详细地介绍在Handbook for Pulp & Paper Technologists，Chapter 7，Kraft Pulping (TAPPI，U.S.A.)中。改进的硫酸盐法与基本的硫酸盐法相比，对纤维素成分的作用更缓和并产生更高强度的纸浆。改进的硫酸盐法还被称为“延伸的脱木素”制浆法(“extended delignification”Pulping process)，它涉及按特定的顺序、在蒸煮装置的不同位置、在不同的时间间隔内添加制浆化学药剂，也涉及按先前所述的顺序除去或排出废液以除掉木素和减少对纤维素纤维的破坏。硫酸盐-蒽醌法包括向制浆药液添加少量蒽醌以促进脱木素作用和限制对纤维素纤维的破坏。各种各样的另外的延伸的脱木素法是已知技术，它们包括卡米尔改进的连续蒸煮(MCC)，见V.A.Kortelainen和E.A.Backlund在TAPPI，Vol.68(11)，70(1985)中所述;Beloit快速置换加热(RDH)，见R.S.Grant和TAPPI，Vol.66(3)，120(1983);Sunds冷法喷放蒸煮，见B.Pattersson和B.Ernerfeldt在Pulp and Paper，Vol.59(11)，90(1985)中所述。在木材蒸煮后形成的浆通常是深色的被称为“粗浆”的纤维素纤维浆。粗浆的深色是由残留在蒸煮期间所形成的浆中的木素中的发色团引起的。这种深色木质纤维浆可直接用于造纸作业，如果纸的色泽是不重要的话，或者可被漂白到符合计划利用浆料的白度。在漂白前，通常将浆输送至喷放锅以卸压和分离作为纤维块的浆料。然后洗涤纤维块以除去残余的化学药品和可溶物诸如木素降解产物。为了减低粗浆的色泽和使之适用于印刷、书写，或其它书写纸的应用，残留于浆中的木素必须被化学除去或通过漂白或显白而被转变成无色化合物。纸浆漂白一般为采用含氯化合物例如次氯酸钙、次氯酸钠、元素氯或二氧化氯的多步法。使用含氯化合物的木质纤维浆的漂白是公知技术，并在以下文献中得到详细的讨论，它们是Campbell等人的美国专利第1957937号;Cranford等人的美国专利第2975169号;Kindron等人的美国专利第3462344号和Handbook for Pulp and Paper Technologists，Chapter 11Bteaching(11、3)(TAPPI，U.S.A.)。以下的字母符号被用来描述用于造纸的化学反应剂和方法步骤。C＝氯化＝在酸性介质中与元素氯反应。E＝碱抽提＝用NaOH溶解反应产物。Eo＝氧化碱抽提＝用NaOH和氧溶解反应产物。D＝二氧化氯＝在酸性介质中与ClO2反应。P＝过氧化物＝在碱性介质中与过氧化物反应。O＝氧＝在碱性介质中与元素氧反应。Om＝改性氧＝低到中等浓度浆的均匀碱处理，接着是高浓度浆与氧反应。Z＝臭氧＝与臭氧反应。Zm＝改性臭氧＝与臭氧均匀反应。C/D＝＝氯和二氧化氯的混合物。H＝次氯酸盐＝在碱性溶液中与次氯酸盐反应。虽然氯和含氯化合物是有效的漂白剂，但是氯是难于处理的并且对人员和机器是危险的。而且，来自氯漂白法的废水含有大量的氯化物副产物，它们极易腐蚀造纸设备，而氯化化合物可能会使人引起对环境的担忧。氯化物离子的积聚妨碍封闭系统操作中洗涤器滤液的再循环，除非使用昂贵的回收操作。因为，含氯漂白剂已被非含氯的漂白剂诸如氧和过氧化氢所取代。使用氧使得滤液的再循环成为可能并有可能大大地减少所用的元素氯的量。现已提出许多用氧对浆进行漂白和脱木素的方法，它们被介绍在以下的文献中Richter的美国专利第1860432号，Grangaard等人的美国专利第2926114号和第3024158号，Gaschke等人的美国专利第3274049号，Meylan等人的美国专利第3384533号，Watanabe的美国专利第3251730号，Rerolle等人的美国专利第3432282号，Farley的美国专利第3661699号，Kooi的美国专利第4619733号，以及P.Christensen在“Bleaching of Sulphate Pulps with Hydrogen Peroxide”Norsk Skogindustri，268-271(1973)中所述。Elton的美国专利第4806203号和Griggs的美国专利第5085734号建议在氧脱木素之前对浆进行碱预处理。P.Christensen的“Bleaching of Sulphate Pulps with Hydrogen Peroxide”Norsk Skogindustri，268-271(1973)介绍一种使用氧作为第一步漂白剂以增溶较多量的木素和使用氧作为第二步漂白剂以除去残留木素的方法。然而，使用氧作为漂白剂并不是完全令人满意的。例如，氧并不是像氯那样的选择性脱木素剂，并且直至纤维素纤维被破坏之前仅能发生有限的氧脱木素反应。此外，氧脱木素残留的木素通常已通过使用少量氯的氯漂白而被除去，得到充分漂白的纸浆。然而，甚至在降低的氯浓度下，腐蚀性的氯化物副产物马上达到在封闭循环操作中不能接受的浓度水平。臭氧也已被用作纸浆的漂白剂。然而，臭氧的不寻常的氧化性及其较高的成本已限制了令人满意的臭氧漂白法的发展。臭氧极易减少浆中的木素含量，但是它也会侵蚀性地破坏纤维素纤维而降低纸浆强度。臭氧的反应性和稳定性对反应条件例如PH的变化也是十分敏感的。Brabender等人的美国专利第2466633号介绍一种漂白法，其中臭氧通过水含量在25%与55%之间和PH为4至7的浆料。N.Liebergott的“Paprizone Treatment，A New Technigue for Brightening and Strengthening Mechanical Pulps”介绍一种一段漂白法，其中以最佳协合形式结合过氧化物和臭氧以显白和加强机械木浆。Singh的美国专利第4196043号公开一种多段漂白法，该法的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有提高的选择性将较高浓度木质纤维浆从第一ＧＥ白度漂白到较高的第二ＧＥ白度的方法，该方法包括以下步骤：（ａ）将具有第一ＧＥ白度的高浓度浆起毛到至少约为９０ｍ↑［２］／ｋｇ的比表面积而基本上不改变浆的游离度；（ｂ）使起毛浆与气体漂 白剂接触而形成具有较高的第二白度的漂白浆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TP甘德克，
申请(专利权)人：联合坎普专利控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]