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DE3308298A1 - Process for reductively bleaching wood pulp - Google Patents

Process for reductively bleaching wood pulp

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Publication number
DE3308298A1
DE3308298A1 DE19833308298 DE3308298A DE3308298A1 DE 3308298 A1 DE3308298 A1 DE 3308298A1 DE 19833308298 DE19833308298 DE 19833308298 DE 3308298 A DE3308298 A DE 3308298A DE 3308298 A1 DE3308298 A1 DE 3308298A1
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DE
Germany
Prior art keywords
wood pulp
acid
bleaching
water
soluble
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19833308298
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German (de)
Inventor
Jaroslav 6700 Ludwigshafen Melzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
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Publication of DE3308298A1 publication Critical patent/DE3308298A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1026Other features in bleaching processes
    • D21C9/1042Use of chelating agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1084Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

In the process, wood pulp is reductively bleached by the action of water-soluble dithionites, formamidinesulphinic acid or water-soluble salts thereof in an aqueous medium at 40 to 100 DEG C in the presence of effective quantities of (1) 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, (2) aminotri-(methylenephosphonic acid), (3) ethylenediaminetetra-(methylenephosphonic acid) and/or (4) diethylenetriaminepenta-(methylenephosphonic acid) or the sodium, potassium or ammonium salts of the said acids as complexing agents.

Description

Verfahren zur reduktiven Bleiche von HolzstoffProcess for reductive bleaching of wood pulp

!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.! tr the production of graphic bulk papers, uncoated and coated papers In terms of quantity, wood pulp is the most important raw material for paper. It can be in the form of grinding, Pressure grinding, refining material or thermomechanical material are present. Before the wood pulp is processed into the mentioned types of paper, it is necessary to bleach it. Peroxide bleaching, reductive bleaching and two-stage bleaching with peroxide and dithionite are known bleaching processes for wood pulp, see Wochenblatt £ dr Papierfabrikation, 8, 255-262 (1982). It is from this publication too known the reductive bleaching of wood pulp with sodium dithionite in the presence of Complexing agents such as diethylenetriaminepentaacetic acid to perform.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher erreichbaren Ergebnisse bei der reduktiven Holzstoffbleiche in Gegenwart eines Komplexbildners noch zu verbessern.The invention is based on the object of the previously achievable Results of reductive bleaching of wood pulp in the presence of a complexing agent still to be improved.

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.The object is achieved according to the invention with a method for reductive Bleaching of wood pulp by the action of water-soluble dithionites, formamidinesulfinic acid or their water-soluble salts in an aqueous medium at 40 to 1000C in the presence effective amounts of a complexing agent if the complexing agent (1) is 1-hydroxiethylidene-1,1-diphosphonic acid, (2) aminotr- (methylenephosphonic acid), (3) ethylenediaminetetra- (methylenephosphonic acid) and or J4) Diethylenetriaminepenta- (methylenephosphonic acid) or The sodium, potassium or ammonium salts of the acids mentioned are used in each case.

Der Holzstoff, der gebleicht werden soll, kann in den handelstblichen Formen vorliegen, z.B. als Schliff, Druckschliff, Refinerstöff oder thermomechanischer Stoff.The wood pulp to be bleached can be found in commercial Shapes are available, e.g. as grinding, pressure grinding, refiner or thermomechanical Material.

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.Suitable water-soluble dithionites are, for example, sodium, Potassium, ammonium, magnesium and zinc dithionite. As ammonium salts you can also Use dithionites derived from substituted amines. Water soluble Formamidic acid salts have the same cations as the dithionites mentioned. Sodium dithionite (Na2S204) is preferably used as the reducing agent. the Reducing agents are used in solid form or, preferably, as an aqueous solution. Based on dry wood pulp, 0.2 to 1.5, preferably 0.7 to 1% by weight of the reducing agent.

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.According to the invention, one of the phosphonic acids (1) to (4) or their sodium, potassium or ammonium salts are used as complexing agents. The ammonium salts used are also those salts which are derived from substituted amines, for example from trimethylamine, methylamine, butylamine or ethanolamine. The phosphonic acids (1) to (4) have the following constitution: (1) l-Hydroxiethylidene-l, l-diphosphonic acid (2) aminotri (methylenephosphonic acid) N (CH2pO3H2) 3 (3) ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid) (4) diethylenetriaminepenta- (methylenephosphonic acid) The compounds (1) to (4) are known and are commercially available. The free acids or their sodium or ammonium salts are preferably used. The pH of reductive bleaching of wood pulp is in the range of about 2 to 8.5. Bleaching is preferably carried out at pH values from 4 to 6.5. The bleaching process takes 0.5 to 2 hours. Generally 0.75 to 1 hour is sufficient. The suspensions of the wood pulp in water used for bleaching contain up to 6% by weight of solids.

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.The concentration of the suspension is usually based on dry wood pulp, 4 to 5% by weight. The bleaching is done at temperatures from 40 to 100, preferably 50 to 70 ° C. in the devices customary for this purpose. Then, if necessary after washing the bleached wood pulp, the Sheet formation on the paper machine. Depending on the concentration of the wood pulp in the Suspension that has been bleached becomes the suspension following the bleaching process diluted with water, tum the substance concentration suitable for leaf formation to adjust. Compared to known processes for reductive bleaching of wood pulp the process according to the invention gives the bleached wood pulp a higher degree of whiteness or the paper made from it.

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.Since the reducing agents that are used in a method according to the invention Used as bleaching agents, oxidize in air and therefore used for the bleaching process become ineffective, the bleaching is carried out in the absence of air. It recommends Therefore, in practice, working in an inert gas atmosphere.

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.The parts given in the examples are parts by weight, the data in percent relate to the weight of the fabrics. To each time the result of the To assess pulp bleaching, sheets were made from the bleached pulp suspension formed and their whiteness measured in accordance with DIN 53 145.

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.Example General instructions 1000 ml of a 4% wood pulp suspension were in a glass container under a nitrogen atmosphere with stirring to a temperature heated by 600C. Then, based on dry wood pulp, 0.2% by weight of one was used the complexing agent mentioned in the table and the mixture was stirred for 30 minutes at 600C. Then 1% sodium dithionite, based on dry wood pulp, was added and the mixture was stirred for a further 60 minutes at 60q0. After this time the bleach was gone finished, there was practically no more sodium dithionite detectable. The bleached one Wood pulp suspension was then removed from the container and to Sheets of paper processed. The leaves were then dried at 90 ° C. for 5 minutes. Then the whiteness of the paper was determined as indicated above. The respectively used Complexing agents and the degrees of whiteness obtained with them are given in the table.

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.Comparative Example 1 The pulp suspension described above is according to the general rule with the exception that one is bleached in absentia of a complexing agent works. A paper is then obtained with a whiteness of 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.Comparative Example 2 The general procedure given above is used Regulation, but used as a complexing agent in diethylenetriaminepentaacetic acid an amount of 0.2 R, based on dry wood pulp. A degree of whiteness is then obtained from 65.5.

Die nach den Vergleichsbeispielen erhaltenen Weißgrade liegen damit deutlich unter den Weißgraden, die erfindungsgemäß erhalten werden.The degrees of whiteness obtained according to the comparative examples are therefore lower well below the degrees of whiteness obtained according to the invention.

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 65,5Table Example Complexing agent Whiteness 1 1-Hydroxiethylidene-1,1-diphosphonic acid 67.6 2 aminotri (methylene phosphonic acid) 67.8 3 ethylenediaminetetra (methylene phosphonic acid) 66.2 4 Diethylenetriaminepenta- (methylenephosphonic acid) 68.1 Comparative Example 1 - 62.5 2 diethylenetriaminepentaacetic acid 65.5

Claims (1)

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.Claim process for reductive bleaching of wood pulp Exposure to water-soluble dithionites, formamidinesulfinic acid or their water-soluble ones Salts in an aqueous medium at 40 to 1000C in the presence of effective amounts of a complexing agent, characterized in that the complexing agent (1) used is 1-hydroxiethylidene-1,1-diphosphonic acid, (2) aminotri (methylene phosphonic acid), (3) ethylenediaminetetra (methylene phosphonic acid) and / or (4) Diethylenetriaminepenta- (methylenephosphonic acid) or in each case the sodium, Potassium or ammonium salts of the acids mentioned are used.
DE19833308298 1983-03-09 1983-03-09 Process for reductively bleaching wood pulp Withdrawn DE3308298A1 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5073301A (en) * 1989-07-18 1991-12-17 Degussa Aktiengesellschaft Process for stabilization of the viscosity of wood pulps
RU2155834C1 (en) * 2000-02-24 2000-09-10 Камский целлюлозно-бумажный комбинат Wood-pulp bleaching process
EP2344695A4 (en) * 2008-10-31 2013-09-11 Kemira Oyj BLEACH PROCEDURE

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