抑制纸浆和纸中微生物的生长制造技术

一种用于水系统中抗微生物作用的组合物，所述系统诸如带有含水浆料的纸浆和纸的生产线。所述组合物包括产生游离氯的抗微生物剂，其包括氯源、尿素和浓度足以提供大于１０的ｐＨ的碱，且通常ｐＨ至少１１。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抑制纸浆和纸中微生物的生长
技术介绍
诸如次氯酸钠的氧化剂通常用于控制造纸工艺系统中的微生物生长。 成为湿纤维素和其他材料的团的纸浆为细菌、真菌、和其他^f效生物的生长 提供了大量的机会，使得产生游离氯的抗微生物剂被期望添加到被处理系 统中。虽然诸如氯的氧化剂可以提供足够的微生物控制，但是他们对添加到 纸浆中的荧光增白剂、染料等具有不利的影响。而且，被释放到纸浆中的 氯可以造成加工机械的金属部件附近的腐蚀。通过使用闺素稳定剂，可以降低氯的不利影响。然而，Sweeny的美国专利No.5565109公开了各种有 机卣素稳定剂，所述方法的效果一直是过于低的，以及稳定氯物质的产率 是过于低的。通过本专利技术，提供了对有关尿素及其衍生物作为诸如次氯酸钠和次氯 酸钩之类的游离卣素源的稳定剂的改进。已经发现pH大于10时，反应 产率显著提高以提供被处理系统中的稳定的卣素(特别是氯)。因为尿素 的稳定化作用对诸如次氯酸钠等产生游离氯的抗微生物剂产生影响，因此 已经发现可以提供改善的微生物控制，同时使氯对添加到造纸法和纸桨的 湿部的诸如染料和荧光增白剂等的其他添加剂的影响最小或消除此影响。 此外，需要添加较少的产生氯的试剂，这是因为此试剂的稳定形式和随后 的氯的更力口逐级的释》文，提供了 i曾大i者:i口 planktonic和sessile bacteria等 微生物减少量的更强的抗微生物效果。此外，根据本专利技术，通过赋予产生 游离氯的材料稳定的作用，降低了对加工设备的金属部分的腐蚀影响。专利技术描述通过本专利技术，用于抗微生物作用的组合物被提供用于工业水系统，诸如纸浆和纸工艺。所述组合物包括含有氯源的产生游离氯的抗微生物剂； 尿素和浓度足以提供大于10的pH的碱。通常，所述碱包括氢氧化钠或 氢氧化钾，但其他碱性材料可以被使用。尿素的通式是CH4N20。通常，存在于组合物中的尿素量足以产生基本上2:1到l:2的范围内 的氯(作为Cl2)对尿素的摩尔比， 一些实施方案中是1.5:1到1:1.5的范 围，且通常使用基本上等摩尔量的两种材料。以上所引用的组分可以包括水中的溶液或分散相，并可以被施用于诸 如纸浆等的净皮处理系统，例如，浓度从100至lppm的含有氯源的产生游 离氯的抗微生物剂、从60至0.2 ppm的尿素以及从100至1 ppm的碱， 尤其是诸如氢氧化钠或氢氧化钾等的碱性氬氧化物。在一些实施方案中，包含上述三种组份的抗-微生物组合物可以具有至 少约11或12的pH。尿素可以是任何商业上可购得的浓度或形式。由于成本加上效果的原 因，使用的碱通常是氢氧化钠。根据本专利技术，还提供了用于稳定氯的方法，其用作诸如纸浆处理系统 等造纸水系统中的抗微生物剂。所述方法包括以下步骤添加并混合游离氯源(诸如次氯酸钠或次氯酸4丐)到所述造纸水系统 的物流中的 一处；添加并混合尿素或其书f生物到造纸水系统的物流中的一 处；以及添加并混合碱到造纸水系统的物流中的一处，以使碱与氯源和尿 素混合；其中至少在混合尿素与游离氯源的的区域处，添加的碱量足以达 到大于10的pH。因此，游离氯源被稳定，但采用以受控方式释放氯的方式来实现以上 所述的益处，诸如需要较少的游离氯源、使添加到纸工艺中的诸如荧光 增白剂和染料等的添加剂起到更好的作用、对生产线的金属部件更少地汽 相腐蚀影响，等等。氯源、尿素和碱都可以添加到造纸工艺系统的物流中的多处地方，所 述物流中的多处地方是相同的或间隔开的，但通常彼此相邻，或全部预混合。如杲需要的话，氯源和碱可以被预混合并一起添加到造纸工艺系统的 物流中，且尿素可以单独添加到造纸工艺系统的物流中，或在相同的位置 处或是在邻近的位置处。可替换地，氯源、尿素和碱都可以单独添加到造纸工艺系统的物流中， 通常在物流的相同位置处或紧密隔开的位置处。还可以使用的其他可替换方式包括添加氯源作为一种溶液，尿素和石威 作为另一种溶液。另一可替换方式是添加一对溶液 一个包括氯源加一些i威，以及另一 溶液包括尿素和剩余的碱。添加到被处理系统之前，氯源、尿素和碱可以#皮混合。所得的稳、定产 物可以被储存达很长时间，之后当需要时添加到被处理系统中。产生游离氯的抗微生物剂可以包括任何适合的材料，诸如次氯酸钙、 次氯酸钠、二氯异氰脲酸盐、三氯异氰脲酸盐、二氯乙内酰脲；和/或分 子氯(Cl2)。氯源可以包括商业上可购得的，具有约5-15重量百分比的氯(基于 Cl2)的次氯酸钠水溶液，加上足够的氩氧化钠以在与尿素反应后才是供优 选至少ll的pH, —些实施方案中至少12。尿素可以包括含水尿素溶液，在所述溶液的使用温度下，其浓度为在 所述溶液中的尿素处于约20 %以内的溶解度范围。如所述的，氯源和尿素通常以2:1-1:2的摩尔比存在，以(212计算所述 氯，且通常两种成份以基本上等摩尔的关系存在。一个实施方案中，30重量百分比的尿素溶液可以与含有2重量百分 比的氢氧化钠的12.5重量百分比的次氯酸钠溶液混合，以这样的比例以 便达到一到二摩尔比的Cl2对尿素中的氮的比(所述比有利于氮)。这相 当于等摩尔的氯对尿素溶液。于是，所得的稳定氯溶液可以作为单独的、 混合的溶液添加到生产线。如上所述，各组份的混合物可以添加到被处理系统中并在此处混合以 提供显著的抗微生物效果，且减少或消除了上述添加剂的性能劣化，以及其他优点。本专利技术的另外一个方面，纸由造纸工艺系统生产，所述系统包括添加 本专利技术的组合物到造纸工艺系统。本专利技术的另 一方面，本专利技术的组合物与 一种或多种荧光增白剂结合使 用。另一实施方案中，本专利技术的组合物被添加之前或之后，添加荧光增白 剂。提供的下述实施例仅用于说明目的，不期望界定如以下权利要求所描 述的本专利技术。实施例1我们将5.0 mL NaOCl (在水中3 %作为Cl2 )和5.0 mL尿素和氢氧化 钠的水溶液(5。/。NaOH中0.5M尿素)混合。这样产生l:l摩尔比的氯对 尿素比，如表1中示出。为了得到2:1摩尔比的氯对尿素比，我们将5.0 mL NaOCl(在水中3%作为Cl2 )和5.0mL尿素和氳氧化钠的水溶液(5。/。NaOH 中0.25M尿素)混合。使用DPD试剂测定卣素残留量，并且在与试剂混 合后3分钟被记录。所述结果概述在表1中。表1<table>table see original document page 8</column></row><table>在尿素存在的情况下，副反应减少全部"总卤素，，，但产率随pH的 升高而提高。此外，余留的活性氯脲是更有效的抗微生物剂，并且卣素被稳定以便在高有机污染物存在的情况下，如纸处理中达到更长期的抗微生 物活性。这提高了总囟素(游离的和化合的)以及游离卣素的产率。实施例1显示了碱添加到氯和尿素间的稳定反应中的益处，此处产率是相对于NaOCl对照组的总卣素的量。由于产率更高，所以需要较少的 卣素来实现这些试验条件下的期望的抗微生物效果。另外的实施例将显示 使用更少囟素的益处包括更低的成本、对染料更低程度的侵蚀、以及加工 设备更低程度的腐蚀。增加产率并提高抗微生物活性的优点在实施例2中 示出。实施例2添加氬氧化钠以增加氯和尿素间稳定混合物的pH示出显著地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水系统中抗微生物作用的组合物，该组合物包括：　　　　含有氯源的、产生游离氯的抗微生物剂；　　　　尿素；　　　　以及碱，其浓度足以提供大于１０的ｐＨ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳拉E赖斯，安德鲁J库珀，罗伯特L韦特格鲁夫，迈克尔V恩齐恩，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]