製備造紙紙漿的方法

2023-05-19 21:33:26 2

專利名稱：製備造紙紙漿的方法
技術領域：
本發明涉及紙漿製備工藝。
背景技術：
稱作「機械漿」或「高得率漿」或「木漿」的紙漿是由木材通過利用研磨機和/或精磨機進行的一系列的機械處理(纖維分離(d6fibrage)和磨漿(raffinage))得到的。然後該紙漿可以在一步或多步中經歷漂白階段。已知在紙漿磨漿過程中的臭氧處理有助於改善所生產的紙漿的質量，尤其在物理性能(尤其紙漿的機械強度)方面，和有助於減少該工藝的能耗。但是，該臭氧處理帶來了特別的問題，即，紙漿的白度的降低，後續漂白的難度，相對於木材的得率的損失和漂白廢水(effluents de blanchiment)的化學需氧量的增加。上述的臭氧處理描述在文獻DE 2444475中。描述了該紙漿的後續漂白。文獻FR 2329794也描述了臭氧處理。在該處理後，經處理的紙漿與鹼液(苛性鈉)混合以通過臭氧處理來穩定賦予該紙漿的性能。然後貯存該紙漿和其後在不需漂白下直接使用以製造紙張。在文獻FR 2406023中描述了機械漿的臭氧處理。該處理之後接著熟化 (maturation)步驟，該步驟持續少於30分鐘，優選少於10分鐘，其間該臭氧化的紙漿保留在鹼性介質中，任選地與漂白化學品混合。在文獻FR 2388933和FR 2388934中，都如在以上文獻中，為了穩定紙漿和任選地同時將其漂白的目的，在鹼液(苛性鈉)和任選地漂白劑(過氧化氫)存在下，在臭氧化之後接著熟化步驟。還可以考慮在臭氧化階段本身中加入苛性鈉以潤脹(gonfler)紙漿。文獻EP0276608提供了臭氧處理方法的舉例說明。在該文獻的實施例中可顯示臭氧處理導致了紙漿的白度的損失。N. Soteland 的題為effect of ozone on mechanical pulps", Can. Wood Chem. Symp. Extended Abstracts, 13-20頁(1976)文獻鑑定了由多樹脂木材獲得的紙漿中的白度損失問題。作者指出通過用苛性鈉調節該臭氧化的紙漿的PH和通過加入DTPA， 可以提高紙漿的白度。還提到了由於臭氧化帶來的得率損失問題。C. A. Lindholm 的名為"Ozone treatment of mechanical pulp, Part III: influence on optical properties", Paperi ja puu - Papper och Tra (No. 4a， 1977，第217-232頁)的文獻描述了臭氧化對紙漿的白度、白度穩定性和不透明度的負面作用。測試了各種方法以解決該問題臭氧處理自身的改進、苛性鈉中和和加熱該臭氧化的紙漿或與用過氧化氫與苛性鈉的混合物的處理伴隨的臭氧化。同時在紙漿的機械強度和其光學性能方面，這些方法無一被視為是滿意的。R. W. Allison 的名為"Effect of ozone on high-tempera ture thermomechanical pulp" Appita Vol. 32，No. 4，279-284 頁(1979)的文獻研究了臭氧化的紙漿(HTMPS)的漂白並注意到在臭氧化之後的處理的PH對該工藝的得率的影響
4更確切地，在鹼性條件下的後續漂白導致了得率的顯著損失。建議在臭氧化之後和在過氧化氫漂白之前用苛性鈉萃取30分鐘的短時間。應該注意的是，通過此方法，觀察到的紙漿得率和/或實現的白度水平是低的，儘管使用非常大量的化學品。C. A. Lindholm StJ^i^ ^Effect of neutralization on the bonding ability of ozone—treated mechanical pulp fibers", Cellulose Chem. Technol.， Vol. 17， 647-653頁(198 的文獻詳細研究了以何種方式利用苛性鈉使臭氧化的機械漿中和是可以賦予該紙漿有利的機械性能。M. Petit-Conil, C. de Choudens 禾口 T. Espilit 的名為"Ozone in the production of softwood and hardwood high-yield pulps to save energy and improve quality", Nordic Pulp and Paper Research Journal, Vol. 13, No. 1, 16-22頁(1998)的文獻研究了臭氧處理隨後在苛性鈉存在時的過氧化氫漂白對由不同木質(essence de bois)製備的紙漿的影響。此文獻沒有解決在漂白期間觀察到的得率損失的問題。M. Petit-Conil 的名為"Use of ozone in mechanical pulping processes" ATIP, Vol. 57，No. 2，第17- 頁(200 的文獻比較了引入臭氧的各種方法的效果。該文獻也沒有解決在漂白期間觀察到的得率損失的問題。文獻WO 2008/081078描述了在臭氧處理本身的過程中使用苛性鈉和其它鹼，以限制在臭氧化過程中產生的有機酸對後續漂白和對腐蝕的有害影響。但是，在現有技術中使用的方法不是完全令人滿意的。尤其，總是存在對獲得更好的得率和/或實現高白度水平和/或減少紙漿處理所需的化學品量和/或減少由漂白產生的廢液的量的需求。

發明內容
本發明首先涉及製備紙漿的工藝，該工藝包括 -木材磨漿步驟，包括臭氧處理，以獲得機械漿；
-脫酸步驟，包括使該機械漿與包含至少一種鹼性試劑的脫酸組合物接觸持續大於1 小時的時間段；和
-漂白步驟，包括使該經脫酸的紙漿與漂白組合物接觸，
其中在該脫酸步驟的最後30分鐘期間pH變化小於0. 2個單位，和在該脫酸步驟結束時該PH為6-10。根據一種實施方式，該脫酸步驟的持續時間大於或等於1小時30分鐘，優選大於或等於2小時，和理想地大於或等於3小時。根據一種實施方式，在脫酸步驟結束時的pH為7-8。根據一種實施方式，在該脫酸步驟的最後30分鐘期間該pH變化小於0. 1個單位， 優選小於0. 05個單位。根據一種實施方式，該脫酸組合物的鹼性試劑
-選自鹼土金屬和鹼金屬的氧化物、氫氧化物、矽酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；
-優選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、矽酸鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鎂和它
5們的混合物；和
-理想地是氫氧化鎂。根據一種實施方式，該漂白組合物包含漂白劑和至少一種鹼性試劑
-所述鹼性試劑選自鹼土金屬和鹼金屬的氧化物、氫氧化物、矽酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；
-所述鹼性試劑優選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸鎂和它們的混合物；和
-所述鹼性試劑理想地包含氫氧化鈉和/或氫氧化鎂。根據一種實施方式，該工藝包括螯合步驟，優選在該脫酸步驟和該漂白步驟之間， 包括使該經脫酸的紙漿與包含螯合劑，優選地乙二胺四乙酸或其鈉鹽中的一種、或二亞乙基三胺五乙酸或其鈉鹽中的一種的螯合組合物接觸。根據一種實施方式，在該脫酸步驟期間每公噸機械漿使用20kg或更少，優選15kg 或更少，和更特別優選IOkg或更少的鹼性試劑。根據一種實施方式，在該漂白步驟期間使用
-5-100kg，優選10-50kg和更特別優選20-40kg的漂白劑/公噸機械漿； -5-100kg，優選10-70kg的鹼性試劑/公噸機械漿。根據一種實施方式，在該漂白步驟結束時木材得率的損失低於或等於20%，優選低於或等於16%，理想地低於或等於13%，或甚至低於或等於10%。根據一種實施方式，在該漂白步驟結束時該紙漿的白度大於或等於65%，優選大於或等於66. 5%，理想地大於或等於68%，或甚至大於或等於70%。根據一種實施方式，該工藝產生其化學需氧量低於或等於210kg/公噸紙漿，優選低於或等於180kg/公噸紙漿，或特別優選低於或等於160kg/公噸紙漿，甚至低於或等於 145kg/公噸紙漿的的廢液。 根據一種實施方式，該機械漿是SGW、PGW、RMP, TMP、HTMP或CTMP紙漿。根據一種實施方式，該木材是多樹脂木材，闊葉樹木材或它們的混合物，優選多樹脂木材和更特別優選松木或雲杉木的木材。本發明還涉及紙張的製備工藝，包括根據上述的工藝製備紙漿，和使用該紙漿以製造紙張。本發明可以克服現有技術的缺陷。更具體地，它提供了更有效的紙漿漂白工藝，該工藝具有更好得率和/或使用更少量化學品和/或產生更少待處理的廢液。這藉助於在該臭氧處理和該漂白之間的脫酸步驟而實現，該脫酸步驟進行足夠長的時間直到PH足夠穩定。事實上，在該臭氧化後，位於纖維內部的酸趨於被逐漸釋放；根據本發明的脫酸的性質和持續時間因此進行調節以在該漂白步驟之前獲得穩定的PH，由此可以中和全部酸性物和獲得改善的漂白。根據某些特定的實施方式，本發明還具有一種或多種下面列舉的有利的特性
-本發明可以獲得相對於現有技術更高或相當的紙漿漂白效率(具有相同或甚至更高等級的白度參數)；
-通過使用弱鹼(尤其氫氧化鎂，氫氧化鈣，碳酸鈉，碳酸鎂，矽酸鈉或它們的混合物，
6優選氫氧化鎂)作為該脫酸組合物的鹼性試劑，進一步改善了得率和/或需要的化學品的量和待處理的廢液的量減少和/或白度；
-通過在該漂白步驟期間也使用弱鹼，進一步改善了得率、需要的化學品的量和待處理的廢液的量減少或甚至白度；
-根據本發明的工藝得到的紙漿的機械性能與在現有技術中獲得的那些是一樣令人滿意的。


圖1顯示了在根據本發明的脫酸步驟過程中pH的變化的實例(實驗測量)，其中時間(分鐘)表示在X-軸上和PH標示在y-軸上。
具體實施例方式本發明現在將在下文中更詳細地且非限制性地進行描述。示意性地，根據本發明的紙漿製備工藝包括四個連續步驟 -木材磨漿，包括臭氧處理，以獲得機械漿；
-脫酸，包括使該機械漿與包含至少一種鹼性試劑的脫酸組合物接觸； -任選地，螯合，包括使該紙漿與包含螯合劑的螯合組合物接觸；和 -漂白，包括該紙漿與漂白組合物接觸。表述「在該脫酸步驟的最後30分鐘期間pH變化小於X個單位」是指，在該脫酸步驟結束時測量的pH和在該脫酸步驟結束前30分鐘時測量的pH之間的差異的絕對值小於 X個單位。「該脫酸步驟的結束」是與下一個步驟的開始同時發生。下一個步驟的開始可以表示該螯合步驟的開始或該漂白步驟的開始，但它也可以是指中間洗滌步驟的開始或中間改變稠度步驟的開始。一般地，「下一個步驟」對應於不同於脫酸行為並在其後立即發生的新的行為。第一步驟磨漿和臭氧處理
以在本領域中以常規方式進行木材磨漿和臭氧處理。原材料是任何類型的合適木材尤其多樹脂木材，闊葉樹木材或該兩者的混合物。 優選，其為多樹脂木材。合適的木質的例子包括松樹和雲杉木的木材。在磨漿前，該木材可以經歷一次或多次初步處理，例如去皮，去除木節(nffiuds du bois)，熱處理，加壓，切割成塊(copeaux)、碎片、原木等。該磨漿包括在砂輪(在水蒸氣下)或在盤磨漿機中研磨或挫成屑(纖維分離)。該磨漿可以包括多個步驟。例如，在第一次研磨/纖維分離後，可將產品分離成合格部分(fraction acceptee)和不合格部分(fraction rejet6e)，然後該不合格部分在與該合格部分混合之前再次進行磨漿。可以考慮若干次這種中間分離。在磨漿過程中，進行臭氧處理(臭氧化)以使分離木材纖維更容易。因此，該臭氧處理可以減少分離該纖維所需要的比能量Qnergie specifiques)和提高經如此處理的紙漿的機械性能。該臭氧處理根據本領域技術人員已知的方法進行，例如根據在本申請的介紹中提及的現有技術的文獻中描述的方法進行。該臭氧加載量典型地為0. 5-8%，優選
71_4%。該臭氧處理可以涉及全部的紙漿或僅僅一部分，例如來自該第一次磨漿後的分離的不合格部分。在該臭氧化過程中或在該臭氧化之前任選地可以調節pH，例如通過加入鹼性試劑，尤其氫氧化鈉。因此，可以調節在第一次磨漿步驟結束時的全部紙漿的PH或由分離產生的該不合格部分的pH，例如9-11。對於此主題可以查閱文獻WO 2008/081078。在此階段加入鹼性試劑可以使在該臭氧處理過程中pH的下降減到最少。MpH的下降是由酸性有機副產物的出現和積累導致的，該酸性有機副產物是由臭氧對木材的成分的氧化作用產生的。應該注意的是，即使在其中在臭氧化之前調整PH的情況下，該紙漿在臭氧化之後也是高度酸性的緊接著在臭氧化步驟之後，pH是5-7。在與臭氧化接連的第二次磨漿步驟後，該酸性有機副產物被釋放到紙漿的懸浮液中，後者具有強酸性PH(通常 3-4)。在該磨漿/臭氧處理後，得到機械漿，其可以屬於本領域技術人員已知類型的任意一種，尤其是
-纖維分離機機械漿(pate mecanique de defibreur) (SGW)，其得自在常壓下通過磨石纖維分離機(d6fibreurs meule)處理的原木或木段(blocs)；
-壓力纖維分離豐幾豐幾械鄉突(pate mecanique de defibreur sous pression) (PGff), ^ 得自在壓力下使用砂輪纖維分離機處理的原木或木段；
-盤磨機機械漿(P^e mecanique de raffineur) (RMP)，其得自在常壓下運行的磨漿機中的木塊或碎片；
- 熱法機械漿(P^e thermomecanique) (TMP)或高溫熱法機械漿(p^te thermomecanique haute temp6rature) (HTMP)，其得自在高壓蒸汽下熱處理木材後在磨漿機中的木塊和碎片；和
-化學熱法機械漿(P^e chimicothermom6canique) (CTMP)，其通過在壓力下纖維分離接著在高於100°C的溫度下在苛性鈉和亞硫酸氫鈉(bisulphate de soude)存在下的化學浸漬獲得。第二步驟脫酸
該脫酸優選在該磨漿/臭氧處理後發生，即一旦該磨漿/臭氧處理完成就發生。它在於中和由臭氧對木材的成分的作用期間所產生的酸性副產物，該酸性副產物積累在木纖維的內部和外部(緊鄰環境(environment immediat))上。即使在該臭氧化之前或過程中使用了鹼，在此涉及的脫酸對於中和所述酸性物完全同樣有用的，因為位於纖維內部的酸在臭氧化之後釋放出來，且該紙漿的懸浮液趨於隨著時間變得越來越酸性。該脫酸包括，優選由以下組成將來自該第一步驟的該機械漿與脫酸組合物接觸。該接觸操作優選通過簡單混合發生。典型地，根據臭氧處理(臭氧量，在該臭氧化之前或過程中加入或不加入苛性鈉)，該脫酸之前PH處於3-5的pH範圍中。在該脫酸結束後，PH處於6-12的範圍，優選7-8的範圍中。該脫酸組合物優選是包含鹼性試劑的含水溶液。此鹼性試劑可以選自鹼金屬和鹼土金屬的氧化物、氫氧化物、矽酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物。用於鹼性試劑的選擇的優選鹼性物中，可提及的式氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、矽酸鈉、 碳酸鎂和它們的混合物。
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根據優選的實施方式，該鹼性試劑包括弱鹼。術語「弱鹼」被理解為是指僅部分地離解於水中(pKb>0)和/或具有低溶解度的鹼。尤其，該鹼性試劑可以包含選自氫氧化鎂、 氫氧化鈣、碳酸鈉、矽酸鈉、碳酸鎂和它們的混合物的弱鹼，優選氫氧化鎂。根據一種實施方式，該鹼性試劑包含與其它鹼相結合的上述弱鹼，該其它鹼例如氫氧化鈉(或鉀)。但是，優選的是，該脫酸組合物不包含氫氧化鈉(或鉀)和該鹼性試劑由如上所定義的弱鹼組成。與氫氧化鈉或氫氧化鉀比較，弱鹼例如氫氧化鎂的使用將在臭氧作用後木材的某些經氧化的成分的萃取和溶解減到最少。因此，得率的損失更小和由萃取現象產生的汙染負荷減少。在該脫酸步驟過程中使用的鹼性試劑的量優選小於或等於20kg/公噸機械漿，更特別優選小於或等於Mkg/公噸機械漿，和理想地小於或等於IOkg/公噸機械漿。該脫酸步驟的持續時間優選大於1小時，更特別優選大於或等於1小時30分鐘， 理想地大於或等於2小時或甚至大於或等於3小時，以最優化該步驟對總得率、廢液的產生和白度的積極影響。該脫酸步驟優選在4_95°C的溫度下，更特別優選在25-85°C的溫度下和理想地在 35-80°C的溫度下進行。大約70°C的溫度是特別適合的。在該脫酸步驟期間的稠度優選為0. 5-10%,更特別優選1-5%和理想地2_3%。該紙漿的稠度或幹度的值對應於相對於水進行表示的乾物質百分比。該稠度是紙漿的質量與包含該紙漿、水及添加的化合物的懸浮液的質量的比率。 換言之，這是紙漿在含水介質中的質量濃度。第三步驟(任選)螯合
該螯合優選在該脫酸後發生，即，一旦完成該脫酸步驟就發生。該螯合包括，優選由以下組成將來自該第二步驟的機械漿與螯合組合物接觸。該螯合組合物優選是包含螯合劑的含水溶液。該螯合劑可以是本領域中為此目的常規使用的任何化合物。優選，它是乙二胺四乙酸或其鈉鹽中的一種或二亞乙基三胺五乙酸或其鈉鹽中的一種。該螯合劑對於在紙漿中以痕量狀態存在的金屬陽離子具有特別的親和性。該螯合處理的目的為通過螯合這些陽離子來中和它們並通過洗滌紙漿而從該紙漿中去除這些陽離子。實施螯合步驟有助於改善用過氧化氫的漂白處理的性能。在該螯合步驟期間使用的螯合劑的量典型地是0.5_30kg/公噸機械漿，優選 l-20kg/公噸機械漿，更特別優選2-10kg/公噸機械漿，和理想地34kg/公噸機械漿。該螯合步驟的持續時間優選大於或等於約30分鐘。該螯合步驟優選在4_95°C的溫度下，更特別優選在25-85°C的溫度下，理想地在 35-80°C的溫度下進行。大約70°C的溫度是特別適合的。 在該螯合步驟期間的稠度優選為0. 5-10%,更特別優選為1-5%和理想地為2-3%。
應該注意到，該螯合步驟還可以與該脫酸同時(且不在其後)進行，以限制實施該工藝所需的設備的數量和體積。在此情況下，僅僅在該脫酸步驟將該紙漿與該螯合劑(通過分別加入螯合劑或通過將其加入到該脫酸組合物中，優選以上述量添加)接觸是足夠的。
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第四步驟漂白
該漂白優選在螯合(或如果沒有螯合時在該脫酸之後)之後進行，即，一旦該螯合步驟 (或如果沒有螯合時該脫酸步驟)完成就進行。該漂白包括，優選由以下組成將來自該第三步驟的機械漿與漂白組合物接觸。在該漂白步驟期間的稠度優選為5-50%，更特別優選為10-45%，和理想地為 20-40%ο漂白在高稠度下具有更快的動力學(而對於螯合，動力學即使在低稠度下也是快速的)。該紙漿的稠度可以例如通過壓榨該紙漿和除去濾液(尤其包括被螯合的金屬)而提尚。優選，該接觸通過使漂白組合物與該紙漿簡單地混合來發生。用於該混合操作的裝置的類型根據該紙漿的稠度進行調整如果稠度是低的或中等的(低於10%)，利用噴射泵直接混合，對於更高的稠度(最高至約40%)使用混合器或攪拌器。該漂白組合物優選是包括漂白劑和鹼性試劑的水溶液。該漂白劑可以是本領域中常規用於此目的的任何化合物。優選，其為過氧化氫。也可以使用連二亞硫酸鈉(hydrosulphite de sodium)。根據一種實施方式，該鹼性試劑可以包含如在該第二步驟定義的弱鹼(或由該弱鹼組成)。根據一種實施方式，該鹼性試劑可以包含不同於如該第二步驟定義的弱鹼的鹼 (或由其組成)，例如其可以包含或由氫氧化鈉(或氫氧化鉀)組成。根據一種實施方式(優選的)，該鹼性試劑可以包含如在該第二步驟定義的弱鹼和不同於這種弱鹼的鹼(例如氫氧化鈉或氫氧化鉀)的混合物(或由其組成)。氫氧化鈉和氫氧化鎂的混合物構成了在該漂白組合物中的優選的鹼性試劑。在此情況下，根據一種實施方式，該弱鹼與該不同於弱鹼的鹼之間的質量比率 (例如氫氧化鈉與氫氧化鎂之間的質量比率)為0. 001-1000,優選0. 01-100，更特別優選 0. 1-10，和理想地 0. 2-5。弱鹼在該漂白組合物中的存在將在臭氧作用後木材的某些經氧化的成分的萃取和溶解現象減到最少。因此，弱鹼的使用還可以提高木材得率、減少廢液和化學品的消耗， 甚至改善紙漿的白度。實際上，該弱鹼與該不同於弱鹼的鹼之間的重量比率通常由在白度和得率之間的折衷產生。優選地，該漂白組合物的鹼性試劑包含矽酸鈉。矽酸鈉具有穩定該漂白劑(尤其過氧化氫)的附加功能。除矽酸鈉之外或替代矽酸鈉，還可以在該漂白組合物中考慮另外的穩定劑。多羥基丙烯酸鹽類型化合物構成可能的穩定劑。漂白劑的用量典型地為5-100kg/公噸機械漿，優選10_50kg/公噸機械漿和更特別優選20-40kg/公噸機械漿。鹼性試劑的用量典型地為5-100kg/公噸機械漿，優選10_70kg/公噸機械漿。該漂白組合物還可以包含如上所定義的螯合劑，尤其如果不存在螯合步驟或已經導致不完全螯合的話。應該注意的是，該漂白組合物可以分別地進行製備和然後與該紙漿接觸，但也可以在與該紙漿接觸時直接製備。在第二種情況下，該漂白組合物的各種化合物直接地連續
10添加到該紙漿中。 該漂白步驟的持續時間根據所用試劑的類型而變化。 在過氧化氫的情況下，此持續時間典型地為10分鐘-8小時，優選30分鐘-6小時， 和更特別優選2小時-4小時。該漂白步驟優選在4_95°C的溫度下，更特別優選在25-85°C的溫度下和理想地在 35-80°C的溫度下進行。大約70°C的溫度是特別適合的。在該工藝後，得到紙漿，該紙漿優選具有一種或多種以下特性
-該白度大於或等於65%，優選大於或等於66. 5%，理想地大於或等於68%，或甚至大於或等於70% ；
-該工藝的木材得率的損失小於或等於20%，優選小於或等於16%，理想地小於或等於 13%，甚至小於或等於10% ；
-該廢液的化學需氧量(DCO)小於或等於210kg/公噸紙漿，優選小於或等於180kg/ 公噸紙漿，更特別優選小於或等於160kg/公噸紙漿，或甚至小於或等於I^kg/公噸紙漿。在本申請的範圍中，該紙漿的白度是根據ISO M70標準確定的。在本申請的範圍中，該工藝的木材得率的損失是按如下確定的在各步驟(脫酸， 螯合，漂白)後，通過壓榨該紙漿的懸浮液回收該含水濾液的25%部分。通過在50°C下加熱該濾液來蒸發水直到獲得恆定質量的幹殘餘物(其對應於溶解在該濾液中並因此損失的殘餘物)。所考慮的步驟的得率的損失按以下方法計算
步驟得率的損失= (100/2 X (在該步驟結束時的殘留物質量)/初始紙漿的質量[在該磨漿步驟後]。該工藝的得率的損失是對脫酸(當使用其時)、螯合和漂白步驟的各步驟所觀察到的得率的損失的總和。該值沒有考慮該臭氧化步驟。在本申請的範圍中，該廢液的化學需氧量根據ISO 15705標準確定，該測量使用 Hach DR/2000分光光度計進行。
實施例以下實施例舉例說明了本發明，但不限制本發明。實施例1
根據TMP工藝製備松木紙漿。該紙漿在磨漿階段過程中經受臭氧處理。更確切地，來自第一級磨漿機(reffineur primaire)的不合格料(reject)用洲臭氧處理，pH用5kg苛性鈉/公噸紙漿來調節，和然後該經臭氧處理的不合格料與來自該二級磨漿機(secondary refiner)的合格部分混合。在磨漿/臭氧處理結束時的紙漿的白度為47. 3%。在磨漿/臭氧處理後，提供了螯合步驟，在其過程中該紙漿用4kg的DTPA/公噸紙漿處理(在4%的稠度時並在70°C的溫度和在6-7的pH下)持續1小時。在螯合步驟後，該紙漿經歷漂白步驟(在20%的稠度，在70°C的溫度下並持續2小時的時間)。為了製備紙漿A (對比例)，另外使用以下參數 -在磨漿/臭氧處理和螯合之間沒有脫酸步驟；
-漂白組合物 過氧化氫足夠量以達到30kg/公噸紙漿； 矽酸鈉足夠量以達到30kg/公噸紙漿； 氫氧化鈉足夠量以達到42. 5kg/公噸紙漿。為了製備紙漿B，另外使用以下參數
-在磨漿/臭氧處理和螯合之間的持續3小時的脫酸步驟，使用IOkg的氫氧化鈉/公噸紙漿(在該處理結束時PH為7. 3)；
-與用於紙漿A的漂白組合物相同的漂白組合物，但氫氧化鈉的量不同32. ^g/公噸紙漿而不是42. 5kg/公噸紙漿。為了製備紙漿C，還使用以下參數
-在磨漿/臭氧處理和螯合之間的脫酸步驟持續3小時，使用7kg的氫氧化鎂/公噸紙漿(在該處理結束時PH為7. 2)；和
-與用於紙漿B的漂白組合物相同的漂白組合物。為了製備紙漿D，還使用如下參數
-脫酸步驟，其與用於紙漿C的脫酸步驟相同(在該處理結束時pH為7. 2)； -與用於紙漿A的漂白組合物相同的漂白組合物，但氫氧化鈉的量不同( /公噸紙漿而不是42. 5kg/公噸紙漿)並添加13. 5kg的氫氧化鎂/公噸紙漿外。對各種紙漿測量在工藝結束時紙漿的白度、相對於初始木材的得率的損失和產生的總化學需氧量(DCO)。結果在下面表1中給出。表1-對紙漿A-D測量的參數
權利要求
1.製備紙漿的工藝，該工藝包括-木材磨漿步驟，包括臭氧處理，以獲得機械漿；-脫酸步驟，包括使該機械漿與包含至少一種鹼性試劑的脫酸組合物接觸大於1小時；禾口-漂白步驟，包括使該經脫酸的紙漿與漂白組合物接觸，其中在該脫酸步驟的最後30分鐘期間PH變化小於0. 2個單位，和在該脫酸步驟結束時該PH為6-10。
2.根據權利要求1的工藝，其中該脫酸步驟的持續時間大於或等於1小時30分鐘，優選大於或等於2小時，和理想地大於或等於3小時。
3.根據權利要求1或2的工藝，其中在該脫酸步驟結束時的pH為7-8。
4.根據權利要求1-3中的一項的工藝，其中在該脫酸步驟的最後30分鐘期間該pH變化小於0. 1個單位，優選地小於0. 05個單位。
5.根據權利要求1-4中的一項的工藝，其中該脫酸組合物的鹼性試劑-是選自鹼土金屬和鹼金屬的氧化物、氫氧化物、矽酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；-優選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、矽酸鈉和它們的混合物；和-理想地是氫氧化鎂。
6.根據權利要求1-5中的一項的工藝，其中該漂白組合物包含漂白劑和至少一種鹼性試劑-該鹼性試劑選自鹼土金屬和鹼金屬的氧化物、氫氧化物、矽酸鹽和碳酸鹽，氨，氨水和它們的混合物；-該鹼性試劑優選地選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化鈣、矽酸鈉、碳酸鈉、 碳酸鎂和它們的混合物；和-該鹼性試劑理想地包含氫氧化鈉和/或氫氧化鎂。
7.根據權利要求1-6中的一項的工藝，該工藝包括螯合步驟，優選在該脫酸步驟和該漂白步驟之間，包括使該經脫酸的紙漿與包含螯合劑，優選地乙二胺四乙酸或其鈉鹽中的一種、或二亞乙基三胺五乙酸或其鈉鹽中的一種的螯合組合物接觸。
8.根據權利要求1-7中的一項的工藝，其中在該脫酸步驟過程中每公噸機械漿使用 20kg或更少，優選15kg或更少，和更特別優選IOkg或更少的鹼性試劑。
9.根據權利要求1-8中的一項的工藝，其中在該漂白步驟過程中使用-5-100kg，優選10-50kg和更特別優選20-40kg的漂白劑/公噸機械漿；-5-100kg，優選10-70kg的鹼性試劑/公噸機械漿。
10.根據權利要求1-9中的一項的工藝，其中在該漂白步驟結束時木材得率的損失低於或等於20%，優選低於或等於16%，理想地低於或等於13%，甚至低於或等於10%。
11.根據權利要求1-10中的一項的工藝，其中在該漂白步驟結束時該紙漿的白度大於或等於65%，優選大於或等於66. 5%，理想地大於或等於68%，甚至大於或等於70%。
12.根據權利要求1-11中的一項的工藝，該工藝產生其化學需氧量低於或等於210kg/ 公噸紙漿，優選低於或等於180kg/公噸紙漿，或特別優選低於或等於160kg/公噸紙漿，或甚至低於或等於I^kg/公噸紙漿的廢液。
13.根據權利要求1-12中的一項的工藝，其中該機械漿是SGW、PGW、RMP、TMP、HTMP或 CTMP紙漿。
14.根據權利要求1-13中的一項的工藝，其中該木材是多樹脂木材，闊葉樹木材或它們的混合物，優選多樹脂木材，更特別優選松木或雲杉木的木材。
15.紙張的製備工藝，包括製備根據權利要求1-13中的一項的紙漿和使用這種紙漿以製造紙張。
全文摘要
本發明涉及製備造紙紙漿的方法，該方法包括木材磨漿的步驟，包括臭氧處理，以獲得機械漿；脫酸步驟，包括將機械漿與包含至少一種鹼性試劑的脫酸組合物接觸大於1小時；和漂白步驟，包括將該經脫酸的紙漿與漂白組合物接觸，其中在該脫酸步驟的最後30分鐘期間pH變化小於0.2個單位，和在該脫酸步驟結束時該pH為6-10。
文檔編號D21B1/16GK102197174SQ200980142057
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月23日 優先權日2008年10月24日
發明者C·卡萊, J-C·奧斯塔希 申請人:Itt製造企業公司, 阿肯馬法國公司