DE1719578A1 - Verfahren zum Bleichen eines cellulosehaltigen Materials - Google Patents
Verfahren zum Bleichen eines cellulosehaltigen MaterialsInfo
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- D21C9/00—After-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
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/12—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds
- D21C9/14—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites
- D21C9/142—Bleaching ; Apparatus therefor with halogens or halogen-containing compounds with ClO2 or chlorites with ClO2/Cl2 in a multistage process involving ClO2/Cl2 exclusively
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Description
Dxpl.-Ing. H.WeιcKMANN, Dipl-Phys. De. K. Fincki
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hubek
t MÖNCHEN 27, DEN
Sea/81 Case No. 1802
Hooker Chemical Corporation, Niagara Jalls, Itfew York 14302/USA
Verfahren zum Bleichen einea
cellulosehaltigen Matorials
Die Erfindung betrifft das Bleiohen von cellulosehaltigen Mate·
rialien und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur
aufeinanderfolgenden Behandlung von cellulosehaltigen Materia lien mit Chlordioxyd, einer Säure und Chlor in einer solchen
Weioe, das» die Farbkurper, Ligiiine und andere Verunreinigungen
in einfacherer Wel3e entfernt oder aufgehellt werden ale di«e
bei den bisher bekannten Verfahren dor ϊβΐΐ war.
209812/1689 ro ο« al
Das Bleichen von oellulosehaltigen Materialien, insbesondere
Holzpulpe, war bereits Gegenstand ausgedehnter Untersuchungen und Experimente. Als Folge davon sind viele Verfahren zur Durchführung
derartiger Bleichmethoden bekannt. Viele dieser Verfahren werden in technischem Maßstäbe angewendet. Es wurden ve3?-
schiedene oxydierend wirkende Reagentien, wie beispielsweise
Chlor, Chlordioxyd, Alkali- und Erdalkalihypochlorite, Wasserstoffperoxyd
und dergleichen, vorgeschlagen und in spezifischen Verfahren eingesetzt, bei welchen das Reagens auf das cellulosehaltig
Material in einer oder mehreren Stufen einwirken gelassen wird ο
Bei den gebräuchlicheren Verfahren wird oft mehr als ein Reagens eingesetzt und mehr als eine Bleichstufe eingeschaltete Einige
dieser Verfahren bestehen darin, das cellulosehaltige Material mit einem Reagens, wie beispielsweise Chlor, zu behandeln, das
reatliche Chlor und löslich gemachte Verunreinigungen aus dem behandelten Material mit Wasser auszuwaschen, die chlorierten
Xiignine mit Alkalien zu neutralisieren oder zu extrahieren, worauf sich ein Vaschen mit Wasser anschlieeot, erneut die cellulosehaltigen
Materialien mit einem anderen Reagens, wie bei·= spielsweise Chlor, Chlordioxyd oder Natriumhypochlorit, zu behandeln
und wiederum das restliche Reagens und löslich gemachte Verunreinigungen aus dem cellulosehaltigen Material auszuwaschen,
Ea wurden Verfahren vorgeschlagen, bei welchen in der ersten
Bleichstufe Chlor verwendet wird oder in der ersten Stufe Chlor-
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dioxyd eingesetzt wird. Ausserdem sind Verfahren bekannt, zu
deren Durchführung spezifische Mischungen aus Chlordioxyd und Chlor in der ersten Stufe eingesetzt werden« Jedes dieser Verfahren besitzt hinsichtlich der Behandlung des cellulosehaltigen
Materials verschiedene Vor- und Hachteile. Die jeweilige Verfahrensfolge sowie die Reihenfolge der verwendeten Heagentien
beeinflusst die Helligkeit des gebleichten Materials, das Ausmaß des Faserabbaus sowie die !Faserfestigkeit, die Beständigkeit
gegenüber ainem Holligkeitsverlust beim Altern des gebleichten
Materials sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
Ziel dor vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Methode, "bei deren Durchführung die Vorteile von Chlordioxyd und Chlor
derart mit einem Verfahren kombiniert werden können, da3S verbesserte Eigenschaften gegenüber den bisher bekannten Verfahren,
welche sich dieser Heagentien als Bleichmittel bedienten, erzielt werden können. Erfindungsgeraäss wird ein Verfahren zur
Verfügung geatollts durch welches eine verbesserte Helligkeit
und eine verbesserte Beständigkeit gegenüber einem Helligkeitsverlust beim Altern ernielt werden können, wobei noch hinzukommt,
dass daö Verfahren wirtschaftlich arbeitet. Das erfindungsgemäsoe
Verfahren ist besonders zum Bleichen von Holzpulpe geeignet, wobei man sich einer Üblichen Chlorcioxyderzeugungsanlage
sowie einer herkömmlichen Bleichanlage bedient.
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Bas erfindungsgemässe Verfahren zum Bleichen von celluloseheltigen
Materialien besteht darin, dass das Material mit Chlordioxyd und anßchliessend bei einem pH zwischen ungefähr 1,0 und ungefähr
2,5 mit Chlor gebleicht wird.
Das Verfahren wird vorzugsweise als einzige oder erste Stufe einer Bleichoperation betrieben. Wird es als erste Bleichoperation
angewendet, dann lässt es sich in einfacher Weise in übliche, aus vielen Stufen bestehende Bleichverfahren einbauene
Das erfindungsgemässe Verfahren verleiht dem gebleiohten Material
im Vergleich zu bisher bekannten Verfahren bei einer äquivalenten Zufuhr von verfügbarem Chlor verbesserte Eigenschaften, so dass
es von wirtschaftlichem Vorteil ist. Insbesondere ist das nach dem erfindungsgemässen Verfahren gebleichte Material wesentlich
heller. Obwohl ansChilessende Bleichstufen, wie sie bei aus vielen
Stufen bestehenden Bleichoperationtn angewendet werden, and
die bei diesen Stufen eingesetzten jeweiligen Bleichreagentien
die Eigenschaften der letztlich gebleichten Pulpe beeinflussen, werden unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens als
erste Stufe, wobei sich in einer zweiten, dritten oder in eiaar
anschliessenden Stufe normale aufeinanderfolgende Bleichlingen, ansohliessen können, verbesserte Ergebnisse erzielt·
Wenn auch das erfindungsgemäßse Verfahren ganz allgemein auf
cellulosehaltig Materialion anwendbar ist, oo wird es naoh-
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folgend doch insbesondere unter Bezugnahme auf das Bleichen γόη Holzpulpe beschrieben, und zwar beispielsweise auf eine
Pulpe, die aus Schierlingstannen, Douglas-Tannen, Balsam-Ianaen,
Zedern und dergleichen hergestellt worden ist* Die Holzpulpe wird im allgemeinen zuerst nach bekannten Methoden zum Bleioaen
hergestellt, beispielsweise nach dem Kraft- oder Sulfitverfahren,
bei welchem das Holz unter einer teilweisen Entfernung
des Iiignins in eine Pulpe überführt wird. Derartige Verfahren '
legen ausserdem viel vollständiger &Le Fasern frei, so dass
ein engerer Kontakt zwischen den Bleiohreagentien und den Fasern
geschaffen wird.
Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Bleich»
reagentien sind solche Heagentien, die auf die Verunreinigungen
einwirken, beispielsweise auf die in dem cellulosehaltigen Material enthaltenen Parbkörper sowie das in dem cellulosehaltigen
Material vorhandene Lignin. Dabei werden die Verunreinigungen |
oxydiert oder löslich gemacht, so dass sie aufgehellt oder entfernt werden können. Da Chlordioxid und Chlor unter den häufigsten
Verfahrensbedingungen Gase sind, können diese Reagentien als solche zur Einwirkung entweder auf das trockene oder nasfie
cellulosehaltlge Material verwendet werden· Chlordioxyd und Chlor können ferner in eine wässrige Pulpe-Dispersion odex dergleichen
zur Umsetzung mit dem cellulosehaltigen Material eingeleitet werden· Diese Eeagentien können weiterhin in wässrigen Lösungen
absorbiert werden und der Pulpe in Lösungsform zugesetzt
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werden» Es ist jedoch gewöhnlich zweckmässiger, die Pulpe iz.
Form einer wässrigen Aufschlämmung einzusetzen und die Reagent!en
der Aufschlämmung zuzufügen. Auf diese Weise befindet sich c.ie
hergestellte Pulpe vorzugsweise in einer wässrigen Aufschlämmung, die sausr, neutral oder basisch sein kann, so dass die*
Bleichung direkt in dieser Aufschlämmung erfolgen kann, Die fc vorliegende Erfindung wird daher eingehender unter Bezugnahme
auf wässrige Pulpe-Aufschlämmungen beschrieben.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird
Chlordioxyd der Pulpe zugesetzt und während einer derartigen Zeitspanne mit der Pulpe reagieren gelassen, dass wenigstens
ein Teil dea Ohlordioxyds verbraucht wird. Im allgemeinen wird
die Umsetzung solange durchgeführt, bis wenigstens ungefähr 50 Gewichts-=·^ des Chlordioxyds verbraucht sind, wobei es vox*»
zuziehen ist, die Reaktion derartig lange ablaufen zu lassen, bis wenigstens ungefähr 80 # des Ohlordioxyds verbraucht sind.
In noch bevorzugterer Welse lässt man die Reaktion solange vonstatten gehen, bis wenigstens ungefähr 90 Gewichts-^ des
Chlordioxyds verbraucht sind.
Nach der Beendigung der Chlordioxyd/Pulpe-Reaktion wird die dabei gebildete Reaktionsmischung bei einem pH von ungefähr 1,0
bis ungefähr 2,5 mit Chlor umgesetzt. Nach einer zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse ausreichondnn Reaktionszeit wird das
restliche Reagens aus der Pulpe mit Waßoor ausgewaschen. Zueätz-
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liehe Bleistufen können eingeschaltet werden, wobei man sioh
bei diesen Stufen der herkömmlichen Bleichfolgen bedient. So können beispielsweise in der dritten, vierten, fünften oder
in einer darauffolgenden Stufe ein Alkali, Chlordioxyd, Chlor, Hypochlorit, Peroxyd sowie Mischungen dieser Bestandteile verwendet
werden.
Bei der !Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es
vorzuziehen, nach dem Waschen der Pulpe mit Wasser eine alkalische Extraktionsstufe anzuschliessen. Wenn auch nach der Zugabe
des Chlordioxyds eine alkalische Extraktionsstufe eingeschaltet werden könnte, so wäre eine derartige Stufe insofern
wirtschaftlich nicht vertretbar, als vorzugsweise eine andere alkalische Extraktionsstufe nach dem Waschen der Pulpe mit Wasser
vorgesehen werden kann.
Wenn es auch vorzuziehen ist, die erfindungsgemässe Methode in der ersten Stufe einer Bleichoperation einzusetzen, so kann diese
Methode dennoch auch in einer zweiten oder späteren Stufe eingeschaltet
werden oder kann als einzige Bleichstufe vorgesehen sein. Es ist jedoch vorzuziehen, diese Methode als erste Stufe
einer aus vielen Stufen bestehenden Bleichoperation einzusetzen·
Die Zugabe des Ghlordioxyds erfolgt vorzugsweise in einer derart
ausreichenden Menge, dass eine neutrale bis saure Pulpenaufg
m:Lt einem pH von mehr als 3,0 gebildet wird.
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Da das Chlordioxyd "bei einer Durchführung in technischem Maßstab
infolge der gleichzeitigen !Freisetzung von Chlor während der meisten Chlordioxyd-Herstellungsverfahren eine kleine Monge
Chlor enthalten kann, soll» falls davon die Rede ist, dass das cellulosehaltige Material mit Chlordioxyd behandelt wird, unter
einer derartigen Behandlung die Behandlung mit einem Materini
verstanden werden, das in erster Linie oder im wesentlichen aus Chlordioxyd besteht, jedoch etwas Chlor, beispielsweise bis zu
ungefähr 10 $, enthalten kann. In der gleichen Weise besteh.·;
das eingesetzte Chlor in erster Linie oder im wesentlichen aus Chlor, das jedoch etwas Chlordioxyd enthalten kann.
Die Bleichzeit für jedes in dem erfindungsgemässen Verfahren
eingesetzten Reagcr-ia kann je nach der Bleichtemperatur, der
Konzentration der eingesetzten Reagentien, den jeweiligen gewünschten
Eigenschaften der gebleichten Pulpe sowie des Prouentsatzes
der Pulpe, die in der wässrigen Lösung dispergiert int,
variieren. lach jeder Zugabe lässt man eine ausreichende Zeitspanne
verstreichen, so dass das Reagens mit der Pulpe zu reagieren vermag, wobei wenigstens ein Teil des Reagenses vor der
Zugabe dets nächsten Reagenseo verbraucht werden soll. In den
meisten Fällen wird das Reagenn bis zu einer wesentlichen oder praktisch vollständigen Erschöpfung vor der Zugabe des näohnten
Reagenses umgesetzt, wobei eine derartige Ersohöpfung vorzugsweise
über 80 # und in ganz bevorzugter Weise über 90 f>
liegt«, Bei tieferen Temperaturen, bei denen nicht die äuseerste Bloich-
209812/1689 8A0 original
kapazität des Reagensee auegenützt wird, werden längere Bleioh-.zeiten
eingehalten.
Pie gesamte Bleich- oder Reaktionszeit, die bei dem erfindungsgemassen
Verfahren eingehalten wird, kann bis zu ungefähr 3 Sirinden
oder darüber betragen. Vorzugsweise schwankt die ReaktionsseIt
von ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 2 Stunden. Das Chlordioxid/ Chlor°Heaktionszeitverhältni(i sollte ungefähr 1/2 bis ungefähr I
2/1 betragen, wobei das Reaktionezeitverhältnis in bevorzugter
Weise bei ungefähr 1/1 liegt und in noch bevorzugterer Weise ungefähr 1/2 beträgt. Bei einer 6*esamtreaktionszeit in der ersten
Stufe von 1 Stunde ist es, wenn das Ohlordioxyd ungefähr 20 Hinuten
lang vor der Zugabe des zweiten Reagenses, und zwar des
Chlors, umgesetzt wird, am besten, ansohliessend das Chlor ungefähr
40 Minuten lang zur Umsetzung zu bringen, da das Chlor bei
Einhaltung einer derartigen Zeitspanne im wesentlichen verbraucht wird. j
Die Temperatur, auf v/elcher die Lösung während de« Bleichens gehalten
wird, kann von ungefähr 5 bis ungefähr 1000C schwanken,
es ist jedoch normalerweise vorzuziehen, das Bleichen bei einer Temperatur zwischen ungefähr 10 und 500G durchzuführen. Die Geschwindigkeit
der Bleiohungsreaktion wird durch höhere Temperaturen
beschleunigt.
Die Menge das gesamten zugesetzten verfügbaren Chlors, und zwar
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unabhängig davon, ob das verfügbare Chlor in Form iron Chlordioxyd oder von elementarem Chlor zugesetzt wird, kann beträchtlich je nach den als Polge des Bleichens zu erzielenden Eigenschaften schwanken« Normalerweise werden ungefähr 1 bis ungefähr
10 $ an verfügbarem Chlor, bezogen auf das Gewicht des cellulosehaltigen Materials, zugesetzt und mit dem cellulosehaltigen Material in der ersten Stufe des Bleichverfahrene umgesetzt, wobei
die genaue Menge von den jeweiligen Anforderungen, die an dij
Bleichung gestellt werden, abhängt· Das verfügbare Chlor ist ein KaS für das Oxydationsvermögen des Reagenses, wobei ChIo:? als
Standard verwendet wird. 1 Gewichtsteil Chlordioxyd ist 2,63 Gewichtsteilen Chlor äquivalent. Bs hat sich als günstig erwiesen,
2 - 90 i> des gesamten verfügbaren Chlors während der ersten !.'hase
der Zugabe zuzusetzen. In noch bevorzugterer Weise werden 20 -80 fi des gesamten verfügbaren Chlors, bezogen auf das in der
Bleichstufe erforderliche gesamte verfügbare Chlor, zugesetz j.
Es wurde festgestellt, dass es für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens von Bedeutung ist, den pS der Beakt:,onsmisohung, die duroh die Zugabe von Chlordioxyd zu der Palpe gebildet wird, zwisohen ungefähr 1,0 und ungefähr 2,5 zu halten.
Materialien, die nach einem Verfahren gebleicht werden, bei 'lessen Durchführung die Acidität innerhalb des erwähnten Bereiches '.legt,
sind bis zu ungefähr 10 56 heller als Materialien, die nach e:.nem
Verfahren gebleicht werden, welches mit dem vorstehend beschriebenen in jeder Hinsicht identisch ist, mit der Ausnahme, daon ,
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8AO OHiCi
die Acidität der Reaktionsmischung nicht innerhalb dieses pl-Bereiches
liegt.
Die Acidität der Reaktionsmisehung 3cann auf einen pH von ungefähr
1,0 bis ungefähr 2,5 eingestellt werden, es ist jedoch vorzuziehen,
einen pH von ungefähr 1,5 bis ungefähr 2,1 zu wählen. In
noch bevorzugterer Weise soll der pH ungefähr 1,7 bis ungefähr
1,9 betragen. Sine derartige Einstellung kann nach dem Zusatz
des Chlordioxyds und nach der Umsetzung desselben mit der Pulpe
vorgenommen werden. In diesem Palle beträgt der pH der Reaktionsmischung,
die vor der Einstellung gebildet wird, ungefähr 3,0 bis ungefähr 7,0. Wahlweise kann man die Acidität der Pulpe vor der
Zugabe dee Chlordioxyds einstellen. Hach der zuletzt genannten
Methode werdan vergleichsweise gute Ergebnisse erzielt.
Zur Einstellung der Acidität können verschiedene Säuren verveendet
werden. Als Bs.iopiele für einige Säuren, die eingesetzt werden
können, seien Schwefelsäure,, Chlorwasserstoff säure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Selensäure sowie die Pyrophosphorsäuren erwähnt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Aufzählung nur beispielhaften Charakter hat« Ss kann jede Säure eingesetzt werden, die
nicht in nachteiliger Weise in die Bleichreaktionen eingreift.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Verfahren unter Verwendung
von verfügbarem Chlor unter Einhaltung eines Verhältnisses Chlordioxyd:Chlor von ungefähr 1:9 bis ungefähr 9:1 durchgeführt.
209812/1689 bad o:;g hal
In noch bevorzugterer Weise beträgt das Verhältnis ungefähr 2:3 bis 3:2, wobei in ganz bevorzugter Weise ein Verhältnis von 9:11
eingehalten wird; Bei Einhaltung der bevorzugten Verhältnisse Chlordioxyd:Chlor wird die gewünschte Helligkeitssteigerung des
zu bleichenden Materials erzielt.
Die folgenden Beispiele erläutern bestimmte bevorzugte Ausfühfe
rungsformen der vorliegenden Erfindung„ Sofern nicht anders angegeben,
beziehen sich alle (Ceil - und Prozentangaben auf das
Gewicht. Die lemperatüren sind in 0C angegeben«
Beispiele 1 -,„%,„
Diese Beispiele zeigen die verbesserten Ergebnisse» die durch
die vorliegende Erfindung erzielt werden. In Beispiel 1 wird eine nicht gebleichte Kraft-Pulpe mit Chlordioxyd behandelt und
anschllessend einer Behandlung mit Chlor unterzogen. In Beispiel
2 wird die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise mit der Aus- * nähme eingehalten, dass nach der Behandlung der Pulpe mit Chlordioxyd während der angegebenen Zeitspanne die Aeidität der Pulpe
mittels Schwefelsäure auf einen pH von ungefähr 1,7 eingestellt wird, worauf die Pulpe-Aufsohlämmung ungefähr 30 Minuten lang
bei der angegebenen Reaktion« tempera tür gehalten wird. Zu diesem
Zeitpunkt erfolgt eine Umsetzung mit der angegebenen Chlormeoge
unter den angegebenen Bedingungen. Zur Durchführung des Beispiels
3 wird die in Beispiel 2 beschriebene Arbeitsweise wiederholt, mit der Ausnahme, dass vor der Einstellung der Acidität der
Pulpe diese mit warmem Wasser gewaschen wird. Die Durchführung
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BAD ORIGINAL
des Verfahrens erfolgt mit der weiteren Maßgabe, dass nach dor
Einstellung der Acidität die Pulpe-Aufsohlämmung unmittelbar
darauf mit der angegebenen Ghlormenge zur Umsetzung gebraoht wird· Xn jedem dieser Beispiele schliesst sich an die Umsetzung der
Pulpe-Aufschläcmiung mit Chlor eine alkalische Etstraktionsstufe
sowie eine Hypochlorit-Bleichstufe an.
Zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Beispiele werden folgende Heaktionsbedingungen eingehalten:
Verhältnis an verfügbarem Chlor, ClO2:01g
Pulpe-Konsistenz (56) 4
Reaktionstemperatur (0C) 20
0102-Reaktionßzeit (Minuten) 20
Restliches CIO« (Gexrichts-?5, bezogen auf das
eingebrachte ClO2) 0,95
Olg-Hoaktionozeit (Minuten) 40
Eingebrachte NaOH-Menge (#) 3,3
Reaktionszeit (Minuten) 90
Reaktionstemperatur (0C) 74
Pulpe-Konsistenz (#) 12
Eingebrachte Hypochlorit-Monge (?S) 0,80
Bingöbraohto NaOH-Menge W 0,33
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Jedes der Beispiele wird tinter Verwendung von gleichen Teilen des gleichen Typs einer nicht-gebleichten Kraft-Pulpe durchgeführt. Diese Pulpe besteht aus ungefähr 45 36 Douglas-Tannen,
bis zu ungefähr 7 # Balsam-Tannen sowie aus westlichen Schierlingstannen. Diese Pulpemischung besitzt eine Permanganatzahl
von 25,4, wie anhand der Standard-Testmethode Nummer T214m-50 der Technical Association of Pulp and Paper Industries (TAPPI)
ermittelt wird. In jedem Beispiel werden Chlordioxyd und Chlor in einer Menge, welche 120 % der Roe-Zahl der Pulpe (die 5,83
beträgt) äquivalent ist, in Form wässriger Lösungen der Pulpe-Auf schlämmung
Die Bestimmungen der Pulpe-Helligkeit werden unter Verwendung
eines photoelektrischen Reflexionsphotometers (Carl Zeiss, Slrepho) unter. Verwendung eines Magnesiumoxyd-Standards durchgeführt.
Beschleunigte Alterungstests werden durchgeführt, indem Bögen (handsheets) in einem mechanischen Konvektionsofen bei ungefälir
1050O ungefähr 18 Stunden lang erhitzt und anschliessend eine:.'
Temperatur von ungefähr 210C und einer relativen Feuchtigkeit
von ungefähr 50 $> während einer Zeitspanne von 2 Stunden ausgo-
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setst v;erden. Die Pulpe, aus denen diese hellen Bögen hergestellt woräon sind, wird keiner Nachbehandlung (beispielswei;3e
einer Ansäuerung oder Modifizierung) unterzogen.
Xn der folgenden Tabelle sind die beobachteten Ergebnisse zusammengefasst:
Stuf e
Pulpe-Konsistenz (^) 3-4 3-4 3-4
Zweite Stufe
Peniisnganaj-!?-aLu 3? 5 3,0 2,8
0,5 # CEB 2993 20,7 21,5
Viskosität (öentipoise)
Helligkeit 37,80 39,21 40,0
Of5 % CED 27,5 22,0 20,3
Viekosität (Centipoise)
Pormanganat-Zahl 2,2 1,5 1,6
Helligkeit 52,3 60,25 61,76
Helligkeit nach 18-otiindiger
Alterung 47,8 54,20 54,88
In den Beispielen 4-5 wird das Verhältnis an verfügbarem Chlor ClO2teig (das Verhältnis an verfügbarem Chlor, basierend au±
der Roe-Zahl, welches das Chlordioxyd liefert zu dem verfüg-
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BAD OHiGiMAL
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baren Chlor, welches das Chlor liefert) variiert, um die Wirkung
auf die Helligkeit der erhaltenen gebleiohten Materialien zu zeigen* Dae Beispiel 4 wird unter den gleichen Bedingungen
wie das Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das Verhältnis an verfügbarem Ohlor 01O2: Cig variiert wird· Das
Beispiel 5 wird in der gleichen.Weise wie das Beispiel 4 durchgeführt,
mit der Ausnahme, dass nach der Behandlung der Pulpe mit Chlordiosyd während der angegebenen Zeitspanne die Aoidität
auf einen pH von ungefähr 1,7 unter Verwendung von Schwefelsäure eingestellt wird und die Pulpe-Aufsohlämmung ungefähr 30 Minuten
lang bei der angegebenen Reaktionstemperatur gehalten wird.
In der folgenden !Tabelle sind die erhaltenen Ergebnisse zussjnmengefasoti
Beispiel | Verhältnis V©XrX ia££ Dct3?wX |
6-7 | an α Chlor |
ViskoeJ-tät | Perman- ganatzahl |
Hellig keit |
nach 1ö |
4 | 5:1 | 29,3 | 2,4 | 50,4 | 46,8 | ||
5 | 5:1 | 24,1 | 2,1 | 52,9 | 48,8 | ||
4 | 1:1 | 28,2 | 1,9 | 53,6 | 48,4 | ||
5 | 1:1 | 21,3 | 1,7 | 57,2 | 51,6 | ||
Beispiele |
In den Beispielen 6-7 werden die in den Beispielen 4-5 angewendeten
Methoden und Bedingungen eingehalten, mit der Aubnahma,
dass die Pulpe nach der Behandlung mit dem Chlordioxyd
mit Wasser gewaschen wird. In Beispiel 6 sohliesst sich dienern
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Waschen die Zugabe von Chlor an· In Beispiel 7 wird die Pulpe
nach diesem Waschen mit einer Säure auf einen pH von ungefähr 1,7 angesäuert und anschliessend mit Chlor umgesetzt.
In der folgenden !Tabelle sind die ermittelten Ergebnisse zusammengefasst:
verfügbarem Chlor Perman- Hellig- nach 18 *
6 | 5:1 | - 10 | 29,9 | 2,4 | 45,5 | 42,5 |
7 | 5:1 | 22,8 | 2,3 | 50,2 | 46,6 | |
6 | 1:1 | 24,9 | 2,3 | 47,8 | 44,3 | |
7 | 1:1 | 21,4 | 1,7 | 57,0 | 51,3 | |
6 | 5:7 | 23,6 | 2,5 | 45,4 | 41,7 | |
7 | 5i7 | 21,9 | 1,9 | 53,2 | 48,1 | |
Beispieles |
Ss wird die Wirkung der Ansäuerung der Pulpe auf einen pH von
ungefähr 1,7 vor dem Bleichen mit Chlordioxyd untersucht. In Beispiel 8 wird Holzpulpe naoheinanderfolgend alt Chlordioxyd
und Chlor gebleicht, worauf sich an die Umsetzung der Pulpe mit Chlor eine alkalische Bxtraktionsstuf e und eine Chlordioxydbleichetufe ansohliesst. In Beispiel 9 wird die In Beispiel 8
beschriebene Arbeltsweise wiederholt, mit der Ausnahme, dass vor der Umsetzung der Pulpe mit dem Chlordioxyd diese derart mit
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Schwefelsäure behandelt wird, dass der pH ungefähr 1,7 betrag;.
In Beispiel 10 wird die in Beispiel 8 beschriebene Arbeitsweise
wiederholt, mit der Ausnahme, dass nach dem Bleichen der Pulp mit Chlordioxyd die Acidität der gebildeten Heaktionsmischung
durch Zugabe von Schwefelsäure auf einen pH von 1,7 eingestellt wird, worauf diese angesäuerte Reaktionsmieohung vor der Zugabe
des Chlors mit warmem Wasser gewaschen wird«
Jedes der Beispiele wird mit einer 30 g-Probe einer ungebleichten
Pulpe durchgeführt, die aus ungefähr 33 # Douglas-Senne, ungefähr
47 # westlicher Schierlingstanne und ungefähr 20 # Zedernh>lz besteht. In jedem Falle werden folgende Bedingungen eingehalten:
Dritte Stufe
Zugeführtes Chlordioxyd (#) 0,8
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Reaktionszeit (Minuten) 180
RealctionsteiDperatur (0O) 72
Pulpe-Konsistenz {$>) 6
I1Ur alle Chlordioxyd-Phasen der ersten Stufe beträgt die Reaktionszeit
5 Minuten, die Reaktionstemperatur 200O und die Pulpe-Konsistenz
4 $>· In den Beispielen 8 und 9 wird in der öhlor-Pliase
der ersten Stufe eine Reaktionszeit von 55 Minuten, ein«; Reaktionatsmperatur von 200G und eine Pulpe-Konsistenz von 3 »4 $>
eingehalten. In Beispiel 10 werden nach der Ansäuerungsstufe 30 Minuten verstreichen gelassen (während in Beispiel 9 das
Chlor sobald wie möglich nach der Ansäuerungsstufe zugegeben t/ird), worauf die angesäuerte Reaktionsmisohung gewaschen wird
und Chlor z\i der gewaschenen Mischung zugesetzt wird. Die Pulpe-Konsistenz
in der Chlor-Phase in Beispiel 10 betragt 3»5 $>9 die
Reaktionszeit wird auf 25 Minuten festgelegt und die Reaktion;3-temperatur
wird auf 200C gehalten. (
Hach der dritten Stufe wird die Helligkeit der Proben nach dem
lAPPI-Standardtest I217m-48 bestimmt.
Babel vrerden folgende Ergebnisse ermittelt:
Helligkeit, Beispiel 8: 84,1
Helligkeit, Beispiel 9: 85,6
Helligkeit, Bßiepiel 10: 85,0
209812/1689 - ~ c^ünal
Diese Beispiele sseigen, dass eine merkliche Helligkeitsz na me
erzielt wird, wenn man das erfindungsgemässe Verfahren a .we .-det.
Bei Anwendung dieses Verfahrens können hohe Helligkeit ;sgrade
erzielt werden, wobei geringere Mengen an Bleichchemiicalien
erforderlich sind als dies bei den bisher bekannten Verfahren
der Pail war, so dass erhebliche Kosten gespart werden.
bad
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfaliren zum Bleichen eines cellulosehaltigen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mit Chlordioxyc. und anschliessend "bei einem pH zwischen ungefähr 1,0 und ungefähr 2,5 mit Chlor gebleicht wird.2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass r.ach dem Bleichen des cellulosehaltigen Materials mit Chlor die xyä dessen Aoidität auf einen pH von ungefähr 1,0 bis ungefähr 2,5 eingestellt wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ε,ΐβ celluloοehaltigeβ Material Holzpulpe verwendet wird.4. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass vordem Bleichen des cellulosehaltigen Materials mit Ohlordicxyd ' dessen Aoidität auf einen pH von ungefähr 1,0 bis ungefähr 2,5 eingestellt wird·5. Verfahren nach Anspruch 4i dadurch gekennzeichnet, dass als oellulosehaltiges Material Holzpulpe verwendet wird, welche in einer wässrigen Aufsohlämmung dlspergiert wird, wobei das Bleichen mit Ohlordloxyd derart durchgeführt wird, dass die Holzpulpe naoh der Ohlordioxyd-Bleiohung einen neutralen bis sauren pH besitzt.209812/16896. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dae ι ι ich der !Zugabe des Chlore zu der Reaktionsmisohung die Re&.cti >ne -mischung mit Wasser gewaschen wird.7. Verfahren naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis an verfügbarem Chlor GlOg/Olg ungefähr 2/3 bis ungefähr 3/2 beträgt.8. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dassa) die Bleiohungsreaktion bei einer Temperatur von ungef ä ir 5 bis ungefähr 1000O durchgeführt wird,b) das gesamte zugesetzte verfügbare Chlor ungefähr 1 bis ungefähr 10 Gewichts-^ der Holzpulpe ausmacht, wobei uigefähr 2 bis ungefähr 90 % des gesamten verfügbaren Chlors in Form van Chlordioxyd zugegeben werden, undc) das Cnlordioxyd/Chlor-RoaktionseeitverhältniB ungefähr 1/2 bis ungefähr 2/1 beträgt.9· Verfahren naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass η ich der Zugabe des Chlors zu der angesäuerten Holzpulpe/Ohlordioxyd-Reaktionsmischung die auf diese Weise gebildete He Jctionsmischung mit Wasser gewaschen und anschliessend eine? alkalischen Extraktion unterzogen wird.10. Verfahren naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das® die Aoidität der Chl.ordioxyd/Holzpulpe-Reaktionsmischung auf »inen209812/1689- 23 pH von ungefähr 1,5 "bis ungefähr 2,1 eingestellt wird«11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Chlordioxyd/Ohlor-EeaktionezeitverhältniB ungefähr 1:1 betragt.12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das * Gh]l.ordio:cyd/uhlor-ReaktionszeitverhältniB ungefähr 1/2 beiträgt.13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Acldität der Chlordioxyd/Holzpulpe-Heaktionsmischung auf einen pH von ungefähr 1,7 bis ungefähr 1,9 eingestellt wird.H. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass oie Heaktionsmischung nach dem Waschen mit einem Alkali extre,-hiert und mit Chlordioxyd gebleicht wird. *15· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass räch der Zugabe des Chlors zu der angesäuerten Reaktionsmischung aus Chlordioxyd und Holzpulpe die auf diese Welse gebildete Mischung mit Wasser gewaschen, mit Alkall extrahiert und mit Hypochlorit gebleicht wird.209812/1689
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