DE4128084A1 - Verwendung von (beta)-alanin-n,n-diessigsaeure und deren alkalimetall- oder ammoniumsalzen als komplexbildner - Google Patents
Verwendung von (beta)-alanin-n,n-diessigsaeure und deren alkalimetall- oder ammoniumsalzen als komplexbildnerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von β-Alanin-N,N-
diessigsäure und deren Alkalimetall- oder Ammoniumsalzen als
Komplexbildner bei der Holzschliffbleiche und dem Deinking
von bedrucktem Altpapier.
Sowohl bei der oxidativen als auch bei der reduktiven Blei
che von Faserstoffen, die für die Herstellung von Papier
eingesetzt werden, insbesondere von Holzschliff, ist es üb
lich, Komplexbildner zu verwenden. Ihre wesentliche Aufgabe
besteht darin, störende Metallionen zu komplexieren. Kom
plexbildner, die u. a. auch in der Papierindustrie angewendet
werden, sind beispielsweise Nitrilotriessigsäure, Ethylen
diamintetraessigsäure, Ethylendiamintetramethylenphosphon
säure, Propylendiamintetraessigsäure, Hydroxypropylen
diaminessigsäure, Hydroxyethanoldiphosphonsäure,
Diethylentrianintetraessigsäure, Diethylentriamintetra
methylenphosphonsäure, Hydroxyethyleniminodiessigsäure,
Hydroxyethylendiamintriessigsäure, Diethylentriaminpenta
essigsäure, Diethanolglycin, Ethanolglycin, Citronensäure,
Glukoheptonsäure und Weinsäure. Bei der Holzschliffbleiche
werden neben Oligocarbonsäuren hauptsächlich Phosphonate
eingesetzt, die jedoch aus Gründen der Umweltbelastung uner
wünscht sind. Als Ersatz bieten sich zwar phosphorfreie Pro
dukte, wie Nitrilotriessigsäure, die biologisch abbaubar ist,
an, jedoch ist sie den Phosphonaten bei der oxidativen und
reduktiven Holzschliffbleiche unterlegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
biologisch abbaubaren Komplexbildner für die Holzschliff
bleiche und das Deinking zur Verfügung zu stellen, der wirk
samer ist als Nitrilotriessigsäure.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung von
β-Alanin-N,N-diessigsäure und deren Alkalimetall- oder Am
moniumsalzen als Komplexbildner für Erdalkali- und Schwerme
tallionen bei der Holzschliffbleiche und dem Deinking von
bedrucktem Altpapier.
Aus der EP-A-03 56 972 ist ein Verfahren zur Herstellung von
β-Alanin-diessigsäure und ihren Alkalimetall- oder Ammoni
umsalzen bekannt. Gemäß diesem Verfahren setzt man Imino
diessigsäure und Acrylsäure in nichtbasischem wäßrigem Medi
um, z. B. in den Temperaturbereich von 70 bis 100°C unter
Bildung von β-Alanin-N,N-diessigsäure
um. Sofern man die Umsetzung von Iminodiessigsäure und
Acrylsäure in alkalisch wäßrigem Medium durchführt, erhält
man die Salze der β-Alanin-diessigsäure. Geeignete Basen
sind beispielsweise Natronlauge oder Kalilauge sowie Ammo
niak oder Amine, z. B. Methylamin, Dimethylamin, Trimethyla
min, Ethylamin, Triethylamin, Ethanolamin, Diethanolamin,
Triethanolamin und Morpholin. β-Alanin-diessigsäure und
ihre Salze sind biologisch abbaubar.
Die bei der Papierherstellung eingesetzten technischen Roh
stoffe und Hilfsstoffe enthalten meistens Spuren von Schwer
metallen, vor allem Eisen- und Manganionen. Schwerbleichbare
Holzschliffe und andere Papierrohstoffe, wie TMP und CTMP,
enthalten oft sogar unverhältnismäßig viel Eisen. Im Gegen
satz zu Eisen-(II)-Ionen reagieren Eisen-(III)-Ionen mit Be
standteilen des Holzes unter Bildung dunkelgefärbter Verbin
dungen. Durch den unmittelbaren Einsatz von Komplexbildnern
bei der Herstellung der Papierrohstoffe, insbesondere bei
der Holzschliffherstellung, kann bereits eine Aufhellung des
Papierrohstoffs erzielt werden, so daß nach beendeter Blei
che der Weißgrad um etwa 2 bis 3 Punkte höher liegt als vor
her. Durch Zusätze von β-Alanin-diessigsäure oder ihren
Salzen zum Schleifereikreislaufwasser erzielt man bei der
oxidativen, reduktiven oder kombinierten Bleiche eine Weiß
gradsteigerung.
Verfahren zur reduktiven Holzschliffbleiche mit Dithionit
und zur oxidativen Bleiche mit Wasserstoffperoxid sind be
kannt, vgl. Helmut Schröter "Die Holzschliffbleiche", Gün
ter-Staib-Verlag, Biberach an der Riß, 1976.
Auch bei der oxidativen Bleiche mit wäßrigen Peroxidlösungen
wirken bereits Spuren von Schwermetallionen störend, weil
sie die wäßrigen Peroxidlösungen zersetzen. Zur Stabilisie
rung der Peroxidlösungen verwendet man deshalb beim Ansetzen
der Bleichlösungen größere Mengen an Wasserglas als Stabili
sator. Der Einsatz von Wasserglas führt jedoch zu einer Ver
schlechterung der Entwässerung des gebleichten Papierstoffs
und kann darüber hinaus Ablagerungen auf dem Papier und den
Filzen der Papiermaschine verursachen. Ein Teil des in den
Bleichlösungen vorhandenen Wasserglases kann durch β-Ala
nin-diessigsäure oder ihrer Salze ersetzt werden, so daß man
ein Bleichergebnis erzielt, das dem Bleichergebnis ent
spricht, das mit höheren Mengen an Wasserglas in der Bleich
lösung erhalten wird. Die Mitverwendung von β-Alanin-dies
sigsäure in Bleichlösungen führt zu einer Einsparung von
Wasserstoffperoxid bei der oxidativen Bleiche.
Auch beim Deinken von bedrucktem Natriumhydroxid, Altpapier,
das hauptsächlich mit der Kombination Peroxid, Wasserglas,
Dispergiermittel und Sammler durchgeführt wird, kann man ei
nen erheblichen Anteil, z. B. bis zu 20 Gew.-% des Wassergla
ses durch β-Alanin-diessigsäure oder deren Salze ersetzen
und einen signifikanten Anteil an Wasserstoffperoxid einspa
ren, ohne eine Weißgradeinbuße beim Deinken von Altpapier
hinnehmen zu müssen.
Aufgrund der immer stärkeren Schließung des Wasserkreislau
fes der Papiermaschinen findet darin eine stetige Anreiche
rung von Härtebildnern statt. Dies kann u. a. zur Ausfällung
von Carbonaten, Silikaten und Phosphaten führen, wodurch die
Papiereigenschaften unmittelbar beeinträchtigt werden kön
nen, z. B. Festigkeit, Saugfähigkeit, Anfärbbarkeit und das
Staubverhalten des Papieres. Die Härtebildner können außer
dem die Wirksamkeit von Hilfsmitteln und die Eigenschaften
von Farbstoffen beeinträchtigen. Die Verwendung von β-Ala
nin-diessigsäure und ihrer Salze im Papierstoff vermindert
bzw. beseitigt die negativen Einflüsse der Härtebildner bei
der Papierherstellung. Darüber hinaus hat sich der Einsatz
von β-Alanin-diessigsäure und ihrer Salze in Verbindung mit
Netzmitteln bei der kontinuierlichen Filzwäsche bewährt.
Ausfällungen von Härtebildnern mit Harzleim bzw. Zellstoff
harz und Fällungsprodukte des Aluminiumsulfats werden aufge
löst, so daß ein Verlegen der Naßfilze der Papiermaschinen
weitgehend verhindert wird. Die Entwässerungsfähigkeit der
Filze bleibt dadurch über einen längeren Zeitraum erhalten.
β-Alanin-N,N-diessigsäure und ihre Salze werden in Mengen
von 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 Gew.-%, bezogen
auf Faserstoff bei der Bleiche, der Papierherstellung und
dem Deinking von bedrucktem Altpapier eingesetzt.
100 g einer Holzschliffsuspension mit einer Stoffdichte von
20 Gew.-% werden in einen Beutel aus Polyethylen gefüllt und
jeweils bezogen auf das Gewicht des trockenen Holzschliffs,
mit 2% Wasserglas, 0,75% Natronlauge, 1% Wasserstoffper
oxid und 0,06% β-Alanin-N,N-diessigsäure in Form des Na
triumsalzes versetzt. Der Beutel wird dann verschlossen und
der Inhalt durch intensives Kneten des Beutels homogeni
siert. Anschließend hängt man den Beutel 2 h lang in ein auf
50°C temperiertes Wasserbad. Zur Bestimmung des Bleichergeb
nisses bildet man aus dem gebleichten Stoff auf einem
Rapid-Köthen-Blatt-Bildner jeweils 2 Blätter mit einem Flächenge
wicht von 400 g pro m2, trocknet die Blätter und bestimmt
die Weiße der Papierblätter mit einem Elrepho-Photometer bei
einer Wellenlänge von 457 nm als Prozent Remissionsgrad. Die
Weiße der Papierblätter betrug bei diesem Beispiel 67,6%.
Das Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt,
daß man den Komplexbildner β-Alanin-N,N-diessigsäure in
Form des Natriumsalzes in einer Menge von 0,12 Gew.-%, bezo
gen auf trockenem Holzschliff, einsetzt. Die Weiße der aus
den gebleichten Holzschliff hergestellten Blätter betrug
67,8%.
Das Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt,
daß man als Komplexbildner anstelle der β-Alanin-diessig
säure jetzt Nitrilotriessigsäure in Form des Natriumsalzes
einsetzen wird. Die Weiße der dabei erhaltenen Blätter aus
gebleichtem Holzschliff betrug 66,9%.
Das Beispiel 2 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt,
daß man anstelle der β-Alanin-diessigsäure die gleiche Men
ge an Nitrilotriessigsäure in Form des Natriumsalzes ein
setzte. Die Weiße der aus dem gebleichten Holzschliff erhal
tenen Blätter betrug 66,7%.
100 g einer Holzschliffsuspension mit einer Stoffdichte von
4 Gew.-% werden in einen Beutel aus Polyethylen gefüllt und
mit, jeweils bezogen auf trockenen Holzschliff, 1 Gew.-%
Natriumditionit und 0,06% β-Alanin-N,N-diessigsäure in Form
des Natriumsalzes versetzt. Der pH-Wert der Holzschliffauf
schlämmung beträgt 5,8. Der Beutel wird dann verschlossen
und der Inhalt durch intensives Kneten homogenisiert. Der
Beutel wird nach dem Durchmischen des Inhalts für 1 h in ein
Wasserbad eingebracht, das eine Temperatur von 60°C hat. Da
nach werden aus der gebleichten Holzschliffsuspension auf
einem Rapid-Köthen-Blatt-Bildner Papierblätter mit einem
Flächengewicht von 400 g pro/m2 hergestellt und, wie in Bei
spiel 1 angegeben, die Weiße der Papierblätter bestimmt. Die
Papierweiße betrug 67,1%.
Das Beispiel 3 wird mit der einzigen Ausnahme wiederholt,
daß man den Komplexbildner β-Alanin-N,N-diessigsäure in
Form des Natriumsalzes in einer Menge von 0,09 Gew.-%, bezo
gen auf trockenen Holzschliff einsetzt. Die Weiße von Pa
pierblättern, die aus dem gebleichten Holzschliff herge
stellt werden, beträgt 67,9%.
Das Beispiel 3 wird mit der einzigen Ausnahme wiederholt,
daß anstelle von β-Alanin-diessigsäurenatriumsalz als Kom
plexbildner jetzt Nitrilotriessigsäure verwendet wird. Die
Weiße von Papierblättern, die aus einem in dieser Weise ge
bleichten Holzschliff hergestellt werden, beträgt 66,2%.
Das Beispiel 4 wird mit der einzigen Ausnahme wiederholt,
daß der darin beschriebene Komplexbildner durch die gleiche
Menge an Natriumsalz der Nitrilotriessigsäure ersetzt wird.
Die Weiße von Blättern, die aus diesem gebleichten Holz
schliff hergestellt werden, beträgt 67,0%.
Die Ergebnisse zeigen, daß das Natriumsalz von β-Alanin-
N,N-diessigsäure sowohl bei der oxidativen als auch bei der
reduktiven Bleiche der wirksamere Komplexbildner ist. Bei
den in den Beispielen und Vergleichsbeispielen angegebenen
Meßwerten handelt es sich um Mittelwerte aus 10 Einzelmes
sungen. Ein Wirkungsvorteil für einen Komplexbildner von
mindestens 0,5 Weiße ist bereits als signifikant zu bezeich
nen.
Claims (1)
- Verwendung von β-Alanin-N,N-diessigsäure und deren Alkali metall- oder Ammoniumsalzen als Komplexbildner für Erdalka li- und Schwermetallionen bei der Holzschliffbleiche, der Papierherstellung und dem Deinking von bedrucktem Altpapier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914128084 DE4128084A1 (de) | 1991-08-24 | 1991-08-24 | Verwendung von (beta)-alanin-n,n-diessigsaeure und deren alkalimetall- oder ammoniumsalzen als komplexbildner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914128084 DE4128084A1 (de) | 1991-08-24 | 1991-08-24 | Verwendung von (beta)-alanin-n,n-diessigsaeure und deren alkalimetall- oder ammoniumsalzen als komplexbildner |
Publications (1)
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---|---|
DE4128084A1 true DE4128084A1 (de) | 1993-02-25 |
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ID=6439017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914128084 Withdrawn DE4128084A1 (de) | 1991-08-24 | 1991-08-24 | Verwendung von (beta)-alanin-n,n-diessigsaeure und deren alkalimetall- oder ammoniumsalzen als komplexbildner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4128084A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO1995012029A1 (en) * | 1993-10-26 | 1995-05-04 | Akzo Nobel N.V. | Aminoalkane diphosphonic acids in pulp bleaching |
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WO1998004775A1 (de) * | 1996-07-26 | 1998-02-05 | Basf Aktiengesellschaft | Verwendung von komplexbildner für die zellstoff- und holzstoffbleiche, die papierherstellung sowie das deinking von altpapier |
US9862915B2 (en) | 2007-10-18 | 2018-01-09 | Ecolab Usa Inc. | Pressed, self-solidifying, solid cleaning compositions and methods of making them |
-
1991
- 1991-08-24 DE DE19914128084 patent/DE4128084A1/de not_active Withdrawn
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US9862915B2 (en) | 2007-10-18 | 2018-01-09 | Ecolab Usa Inc. | Pressed, self-solidifying, solid cleaning compositions and methods of making them |
US11104869B2 (en) | 2007-10-18 | 2021-08-31 | Ecolab Usa Inc. | Pressed, self-solidifying, solid cleaning compositions and methods of making them |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |