DE3308298A1

DE3308298A1 - Verfahren zur reduktiven bleiche von holzstoff

Info

Publication number: DE3308298A1
Application number: DE19833308298
Authority: DE
Inventors: Jaroslav 6700 Ludwigshafen Melzer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1983-03-09
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1984-09-13

Description

Verfahren zur reduktiven Bleiche von Holzstoff
!tr die Herstellung graphischer Massenpapiere, Naturpapiere und gestrichener Papiere ist Holzstoff der mengenmäßig wichtigste Rohstoff. Er kann in Form von Schliff, Druckschliff, Refinerstoff oder thermomechanischem Stoff vorliegen. Bevor der Holzstoff zu den genannten Papiersorten verarbeitet wird, ist es erforderlich, ihn zu bleichen. Die Peroxidbleiche, die reduktive Bleiche und die zweistufige Bleiche mit Peroxid und Dithionit sind bekannte Bleichverfahren für Holzstoff, vgl. Wochenblatt £dr Papierfabrikation, 8, 255 bis 262 (1982). Aus dieser Veröffentlichung ist es auch bekannt, die reduktive Bleiche von Holzstoff mit Natriumdithionit in Gegenwart von Komplexbildnern, wie Diethylentriaminpentaessigsäure, durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher erreichbaren Ergebnisse bei der reduktiven Holzstoffbleiche in Gegenwart eines Komplexbildners noch zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur reduktiven Bleiche von Holzstoff durch Einwirkung von wasserldslichen Dithioniten, Formamidinsulfinsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in wäßrigem Medium bei 40 bis 1000C in Gegenwart wirksamer Mengen eines Komplexbildners, wenn man als Komplexbildner (1) 1-Hydroxiethyliden-1,1-diphosphonsäure, (2) Aminotr-(methylenphosphonsäure), (3) Ethylendiamintetra-(methylenphosphonsäure) und/oder J4) Diethylentriaminpenta-(methylenphosphonsäure) oder Jeweils die Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze der genannten Säuren einsetzt.
Der Holzstoff, der gebleicht werden soll, kann in den handelstblichen Formen vorliegen, z.B. als Schliff, Druckschliff, Refinerstöff oder thermomechanischer Stoff.
Geeignete wasserlösliche Dithionite sind beispielsweise Natrium~, Kalium-, Ammonium-, Magnesium- und Zinkdithionit. Als Ammoniumsalze kann man auch Dithionite verwenden, die sich von substituierten Aminen ableiten. Wasserlösliche Salze der Formamidinsäure haben die gleichen Kationen wie die genannten Dithionite. Vorzugsweise verwendet man Natriumdithionit (Na2S204) als Reduktionsmittel. Die Reduktionsmittel werden in fester Form oder vorzugsweise als wäßrige Lösung eingesetzt. Bezogen auf trockenen Holzschliff verwendet man 0,2 bis 1,5, vorzugsweise 0,7 bis 1 Gew.% des Reduktionsmittels.
GemäR Erfindung setzt man als Komplexbildner eine der Phosphonsäuren (1) bis (4) oder deren Natrium-, Kalium-oder Ammoniumsalze ein. Als Ammoniumsalze verwendet man auch diejeigen Salze, die sich von substituierten Aminen ableiten, z.B. von Trimethylamin, Methylamin, Butylamin oder Ethanolamin. Die Phosphonsäuren (1) bis (4) haben folgende Konstitution: (1) l-Hydroxiethyliden-l,l-diphosphonsäure (2) Aminotri-(methylenphosphonsäure) N(CH2pO3H2)3 (3) Ethylendiamintetra-(methylenphosphonsäure) (4) Diethylentriaminpenta-(methylenphosphonsäure) Die Verbindungen (1) bis (4) sind bekannt und im Handel erhältlich. Vorzugsweise verwendet man die freien Säuren oder deren Natrium- oder Ammoniumsalze. Der pH-Wert bei der reduktiven Bleiche von Holzstoff liegt in dem Bereich von etwa 2 bis 8,5. Vorzugsweise bleicht man bei pH-Werten von 4 bis 6,5. Die Dauer des Bleichvorganges beträgt 0,5 bis 2 Stunden. Im allgemeinen reichen 0,75 bis 1 Stunden. Die zur Bleiche eingesetzten Suspensionen des Holzstoffs in Wasser enthalten bis zu 6 Gew.% Feststoff.
Üblicherweise beträgt die Konzentration der Suspension, bezogen auf trockenen Holzstoff, 4 bis 5 Gew.%. Die Bleiche wird bei Temperaturen von 40 bis 100, vorzugsweise 50 bis 700C in den dafUr gebräuchlichen Vorrichtungen durchgeführt. Danach erfolgt, gegebenenfalls nach einer Wäsche des gebleichten Holzstoffs, die Blattbildung auf der Papiermaschine. Je nach Konzentration des Holzstoffs in der Suspension, die gebleicht wurde, wird die Suspension im Anschluß an den Bleichvorgang mit Wasser verdünnt, tum die für die Blattbildung geeignete Stoffkonzentration einzustellen. Verglichen mit bekannten Verfahren zur reduktiven Bleiche von Holzstoff erhält man nach dem erfindungsgemäen Verfahren höhere Weißgrad des gebleichten Holzstoffs bzw. des daraus hergestellten Papiers.
Da sich die Reduktionsmittel, die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren als Bleichmittel verwendet werden, an der Luft oxidieren und daher für den Bleichvorgang unwirksam werden, wird die Bleiche unter Ausschluß von Luft durchgeführt. Es empfiehlt sich daher in der Praxis ein Arbeiten in einer Inertgasatmosphäre.
Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, die Angaben in Prozent beziehen sich auf das Gewicht der Stoffe. Um Jeweils das Ergebnis der Holzstoffbleiche zu beurteilen, wurden aus der gebleichten Holzstoffsuspension Blätter gebildet und deren Weiße nach DIN 53 145 gemessen.
Beispiel Allgemeine Vorschrift 1000 ml einer 4 %igen Holzstoffsuspension wurden in einem Glasbehälter unter Stickstoffatmosphäre unter Rühren auf eine Temperatur von 600C erwärmt. Dann setzte man, bezogen auf trockenen Holzstoff, 0,2 Gew.% eines der in der Tabelle genannten Komplexbildner zu und rührte die Mischung 30 Minuten bei 600C. Danach fügte man, bezogen auf trockenen Holzstoff, 1 % Natriumdithionit zu und rührte das Gemisch noch 60 Minuten bei 60q0. Nach dieser Zeit war die Bleiche beendet, es war praktisch kein Natriumdithionit mehr nachweisbar. Die gebleichte Holzstoffsuspension wurde dann aus dem Behälter entnommen und zu Papierblättern verarbeitet. Die Blätter wurden anschließend bei 90°C 5 Minuten getrocknet. Danach bestimmte man die Weiße des Papiers wie oben angegeben. Die Jeweils eingesetzten Komplexbildner sowie die damit erhaltenen Weißgrade sind in der Tabelle angegeben.
Vergleichsbeispiel 1 Die oben beschriebene Holzstoffsuspension wird nach der allgemeinen Vorschrift mit der Ausnahme gebleicht, daß man in Abwesenheit eines Komplexbildners arbeitet. Man erhält dann ein Papier mit einem Weißgrad von 62,5.
Vergleichsbeispiel 2 Man arbeitet nach der oben angegebenen allgemeinen Vorschrift, verwendet Jedoch als Komplexbildner Diethylentriaminpentaessigsäur in einer Menge von 0,2 R, bezogen auf trockenen Holzstoff. Man erhält dann einen Weißgrad von 65,5.
Die nach den Vergleichsbeispielen erhaltenen Weißgrade liegen damit deutlich unter den Weißgraden, die erfindungsgemäß erhalten werden.
Tabelle Beispiel Komplexbildner Weißgrad 1 1-Hydroxiethyliden-1,1-diphosphonsäure 67,6 2 Aminotri-(methylenphosphosphonsäure) 67,8 3 Ethylendiamintetra-(methylenphosphonsäure) 66,2 4 Diethylentriaminpenta-(methylenphosphonsäure) 68,1 Vergleichsbeispiel 1 - 62,5 2 Diethylentriaminpentaessigsäure 65,5

Claims

batentanspruch Verfahren zur reduktiven Bleiche von Holzstoff durch Einwirkung von wasserlöslichen Dithioniten, Formamidinsulfinsäure oder deren wasserlöslichen Salzen in wäßrigem Medium bei 40 bis 1000C in Gegenwart wirksamer Mengen eines Komplexbildners, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komplexbildner (1) 1-Hydroxiethyliden-1,1-diphosphonsäure, (2) Aminotri-(methylenphosphonsäure), (3) Ethylendiamintetra-(methylenphosphonsäure) und/oder (4) Diethylentriaminpenta-(methylenphosphonsäure) oder Jeweils die Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze der genannten Säuren einsetzt.