DE1719578A1 - Verfahren zum Bleichen eines cellulosehaltigen Materials - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A. Wk ic km an ν

Dxpl.-Ing. H.WeιcKMANN, Dipl-Phys. De. K. Fincki Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hubek

t MÖNCHEN 27, DEN

MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMEIt 413921/22

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.

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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 geatollt_s 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 einbauen_e

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-

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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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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.

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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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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:

Erste Stufe

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

Zweite Stufe

Eingebrachte NaOH-Menge (#) 3,3

Reaktionszeit (Minuten) 90

Reaktionstemperatur (⁰C) 74

Pulpe-Konsistenz (#) 12

Dritte Stufe

Eingebrachte Hypochlorit-Monge (?S) 0,80

Bingöbraohto NaOH-Menge W 0,33

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Pulpe-Konsistenz (56) 12 Reaktionszeit (Minuten) 180 Reaktionetemperatur (⁰O) 34

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:

Beispiel-Nummer

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

O_f5 % 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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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:

Verhältnis an keit**"

verfügbarem Chlor Perman- Hellig- nach 18 *

Beispiel ^υχυ2^/υχ2 Viskosität ganatzahl keit Stunden

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:

Erste Stufe Gesamtes zugeführtes verfügbares Chlor {£) 6 Verhältnis an verfügbarem Chlor C10₂/01₂ 1/1 Zugeführtee ClO₂ (£) 1,14 Zugeführtes Cl₂ (36) 3,0 Reaktionstemperatur (⁰C) 20 Zweite Stufe Zugeführte NaCH-Menge (#) 2,0 Reaktionszeit (Minuten) 60 Rßaktionstemperatur (⁰C) 72 Pulpe-Konsistenz (£) 12

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)

1. Patentansprüche

   1. 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 vor

   dem 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.

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   6. 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, dass

   a) 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, und

   c) 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 »inen

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   - 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.

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