PROCESS FOR BLEACHING GROUND WOOD PULP

Abstract: 1. Process for the bleaching of mechanical wood pulp in peroxide solutions, characterized in that one carries out the bleaching procedure without silicates in the presence of 1.phosphonic acids or their salts, 2. gluconic acid, citric acid, N,N-dihydroxyethyleneglycine, DTPA, EDTA, NTA or their mixtures or salts and 3. phosphoric acid or its salts.

Description: Verfahren zum Bleichen von Holzschliff Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Hilfsmittel zur Stabilisierung, von zur Holzschliffbleiche eingesetzten Bleichlösungen, insbesondere bei Verwendung von peroxid- und/oder sulfithaltigen Bleichlösung-en. Das für den Einsatz als Rohstoff bei der Papierherstellung notwendige Bleichen des Holzschliffes erfolgt im allgemeinen mit Hilfe von Wasserstoffperoxid und/oder Dithionit bzw. Hydrosulfit. Die Reiche kann hierbei sowohl ein- als auch zweistufig durchgefUhrt werden. Das Bleichergebnis wird beeinflusst von Holzart und Holzvorbehandlung, der Bleichmittelmenge, der Wasserqualität, der Dosierweise und der Art der Zusatzmittel. Die durchschnitt liche Weissesteigerung bei einer Eins tu fenbleiche beträgt 8 - 10 Punkte, bei einer Zweistufenbleiche 16 - 19 Punkte. Stand der Technik ist, dass die zur Erzielung der gewünschten Weissesteigerung notwendige Stabilisierung der Bleichlösung im Falle von Wasserstoffperoxid mit Hilfe von Wasserglas vorgenommen wird. Der Einsatz von Wasserglas führt jedoch zu verfahrenstechnischen Problemen, da hierdurch Ablagerungen in den Maschinenteilen und Schwierigkeiten bei der Abwasserklärung hervorgerufen werd en. Diese Probleme erfordern zu ihrer Minderung einen erhöhten Einsatz an chemischen Hilfsmitteln, was durch die ebenfalls dem Stand der Technik ent sprechend Kreislaufschliessung wieder zu neuen Problemen führt. Weiterhin ist die Dosierung von Wasserglas problematisch, was wiederum teilweise seine Ursache in der QualitMt des ver- wendeten Wassers hat. Es ist bis jetzt nicht gelungen, Produkte zur Verfügung zustellen, die einen vollständigen Ersatz von wasserglas bei der Holzschliffbleiche mit Peroxid erlauben. Ziei der , vorliegenden. Erfindung war es daher, Produkte zu entwickeln, die einen vollständigen Ersatz des Wasserglases bei der Peroxidbleiche von Holzschliff erlauben und die darüberhinaus auch bei der Dithionitbleiche bleichunterstützend wirken. Es war naheliegend, für den genannten Einsatzzweck die als Peroxidstabilisatoren bekannten Produkte einzusetzen. Völlig unerwartet zeigte sich jedoch, dass diese Produkte trotz ihrer ausgezeichneten Stabilisierwirkung gegenüber Peroxid nur unzureichende Bleicheffekte ergaben. Uberraschenderweise gelang die Lösung der gestellten Aufgabe durch Verwendung einer Kombination von Phosphonsäuren, Polyhydroxycarbonsäuren und Phosphaten. Diese Substanzen üben für sich ungenügende Bleichwirkung aus, bzw. sie zeigen eine nur geringe Stabilisierung der Peroxidlösung. Zum Teil wirken sie sogar destabilisierend. Als Phosphonsäuren kEnnen verwendet werden: N,N-Bis(carboxy-methyl)-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N-2-carboxyethyl-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäureZ N,N-Bis(hydroxy-methyl)-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsaure; 1,2,1-tricarboxybutan-2-phosphonsäure; Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure (DTPMP); Hydroxyethandisphosphonsäure (HEDP); Aminotrismethylenphosphonsäure (ATMP) bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren. Als Polyhydroxycarbonsäuren können verwendet werden: Gluconsäure, Citronensäure, N,N-Dihydroxyethylengycin, Diethylen triaxentaessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotrisessigsäure bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren. Als Phosphatkomponente können die entsprechenden Alkali- und Erdalkalisalze der Orthophosphor säure bzw. der Polyphorsäuren eingesetzt werden. Als besonders geeignet haben sich die genannten Komponenten in Mischungsverhältnissen von 80/10/10, 10/80/80 erwiesen. Durch die gemeinsame Verwendung dieser Substanzen entsteht ein synergistischer Effekt, der insbesondere deshalb überrascht, da vinzelnc Komponenten oder hirse in 7;w(icrkombination nur ungenügende Bleichwirkung ausüben, bzw. destabilisierend auf das Oxidationsmittel wirken. Die nachfolgenden Beispiele erläutern die erfindungsgemässen Zusammenhänge näher. Beispiele: Eine Bleichrezeptur kann nach dem heutigen Stand der Technik folgende Zusammensetzung haben: a) Peroxidbleiche: Wasserstoffperoxid: 1,5-2 % Natronlauge : 1,5-2 % Wasserglas : 1,0-5 8 b) Dithionitbleiche: Na2S2O4 : 0,5-2 % Bei den Versuchen wurde wie folgt verfahren: 20 g Holzschliff otro wurden mit 20 ml Bleichlösung 3 h bei 600C gebleicht. Danach wurde mit Schwefelsäure auf pH 5 abgesäuert, auf einer Blattbildungsanlage Prüfblätter hergestellt und der Weissgrad nach TAPPI gemessen. Die Bleichlösung bestand aus 1,9 z H2O2, 1,7 % NaOH und dem jeweiligen Stabilisator. Der pH-Wert der Bleichlösung betrug 11,0. Die Stabilität der Bleichlösung wurde mittels Permanganattitration überprüft. Die Stoffdichte lag bei 20 %. Beispiel 1: Stabilisator Stabilität (8) Weissegewinn (Punkte) 4 % Wasserglas 80 8 Beispiel 2: wie Beispiel 1, jedoch wurde 4 % Wasserglas durch 1 % der angegebenen Verbindung ersetzt. Stabilisator Stabilität (%) Weisegewinn (Punkte) N,N-Bis (carboxy-methyl)1-aminoethan-1,1-diphosphonäure 92 11,4 1,2,4-triscarboxybutan-2 phosphonsäure 73 11,4 Aminotrismethylenphosphonsäure 70 10,4 DTPMP 94 6,6 DTPA 80 10 EDTA 78 8 NTA 83 2 Alkaliorthophosphat 37 6,4 TKPP 40 10 Hexametaphosphat 16 3 Beispiel 3: wie Beispiel 1, jedoch statt 4 % Wasserglas 1 % an Kombinationen der in Beispiel 2 ge nannten Verbindungen Kombination Stabilität(%) Wei3egewinn (Punkte) a) 45 Teile N,N-Bis(carboxyrtethyl)- 1-aminoethan-1,1-diphosphonsäure, 16 Teile Phosphorsäure, 15 Teile . 90 7 KOH, Rest Wasser b) 10 Teile 1,2,4-tricarboxybutan 2-phosphonsäure, 40 Teile Ethylen triaminpentamethylenphosphonsäure, 100 5 Rest Wasser Beispiel 4: Versuchsdurchführung wie in Beispiel 1, jedoch mit einer Kombination aus drei Substanzgruppen. a) 20 Teile DTPMP, 16 Teile H3PO4, 27 Teile Wasser, 10 Teile KOH, 96 13,4 10 Teile DTPA b) 30 Teile TKPP, 30 Teile DTPA, 20 Teile EIPMP, 10 Teile KOH, 95 15 10 Teile Wasser Kombination Stabilität(%) Weissegewinn (Punkte) c) 15 Teile N-2-carboxyethyl 1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure, 16 Teile H3PO4, 27 Teile KOH, 12 Teile DT PA, Rest Wasser 93 12,5 d) 20 Teile N,N-Bls (carboxy-methyl)- 1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure, 20 Teile H3PO4, 30 Teile KOH, 8 Teile D TP A, Rest Wasser 99 13,7 e) 10 Teile N,N-Bislhydro-methyl) -1- amino-ethan-1,1-diphosphonsäure, 15 Teile H3PO4, 25 Teile KOH, 10 Teile z A, Rest Wasser 98 12,4 f) 20 Teile DTPMP, 32 Teile TKPP, 10 Teile DIVA, Rest Wasser . 95,5 14,0 g) 25 Teile N,N-Bis(corboxy-methyl)- 1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure, 30 Teile TKPP, 15 Teile EDTA, Rest Wasser 92,6 13,1 h) 25 Teile DTPMP, 20 Teile Polyphosphat, 20 Teile EDTA, 20 Teile KOH, Rest Wasser 96 10,5 i) 15 Teile DTPMP, 40 Teile Polyphosphat, 30 Teile NTA, 10 Teile NaOH, Rest Wasser 97,2 13,2 Beispiel 5: Dithionitbleiche Die Versuchsdurchführung erfolgte bei einer Stoffdichte von 5 % unter Inertgas. Der pH-Wert lag bei 6, die Gleichtempe ratur betrug 600C, die Verweilzeit 1 h. Das Bleichhilfs mittel wurde mit 1 % dosiert, ebenfalls das Na2S204. Verbindung Weissegewinn (Punkte) ohne Zusatz 7,0 1 % DTPA , 8,0 1 % DTPMP ' 7,o 1 % Hexametaphosphat *¯ 5,0 Älkaliorthophosphat 1,0 Mischung c) aus Beispiel 3 11,0 Die voransfehenden Beispiele zeigen eindeutig, dass mit den erfindungsgemässen Bleichhilfsmitteln wesentlich bessere Stabilisierwirkungen und Weissgradgewinne als mit den jeweiligen Einzelkomponenten erzielt werden. Darüberhinaus kann Wasserglas vollständig ersetzt werden, wobei z.T. sogar eine höhere Weisse erzielt wird. Desweiteren konnte bei diesen Versuchen gezeigt werden, dass sowohl bei Verwendung von Wasserglas als auch bei alleinigem Einsatz der Einzelkomponenten eine wesentlich höhere Menge als beim Einsatz der erfindungsgemässen Kombination eingesetzt werden muss. Somit wird bei Einsat der erfindungsgemässen Produkte die Belastung des Kreislaufwassers mit Chemikalien herabgesetzt. Dies führt zusammen mit den oben beschriebenen Vorteilen insgesamt zu störungsfreiem Betrieb und damit gesteigerter Effektivität.

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Verfahren zum Bleichen von Holzschliff in Peroxid und/oder sulfithaltigen Lösungen, dadurch gekenn zeichnet, dass man den Bleichvorgang in Gegenwart von Phosphonsäuren, Polyhydroxycarbonsäuren und Phosphaten durchführt. . 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphonsäure N,N-Bis (carboxy-methyl)-i- amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N-2-carboxyethyl-i- amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N,N-Bis(hydroxy methyl)-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure: 1,2,1- tricarboxybutan-2-phosphonsäure; Diethylentriamin pentamethylenphosphonsäure (DTPMP); Hydroxyethan disphosphonsäure (HEDP); Aminotrismethylenphosphons säure (ATMP) bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren, als Polyhydrocarbonsäuren, Gluconsäure, Citronensäure, N,N-Di- hydroxyethylenglycin, DIVA, EDrA, NTA bzw. deren Salze und als Phosphate Alkali- oder Erdalkalisalze der Orthophosphorsäure oder von Polyphiosphorsäuren eingesetzt werden. 3.) Mittel zum Bleichen von Holzschliff,enthaltend Peroxid und/oder Sulfit, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Phosphonsäure Polyhydroxycarbonsäure und Orthophosphorsäure oder Polyphosphorsäure bzw. deren Salze. 4.) Mittel nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen oder mehrere der Stoffe N,N-Bis(hydroxy-methyl)-1 amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N-2-carboxyethyl-1 amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N,N-Bis(hydroxy methyl)-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; 1,2,1 tricarboxybutan-2-phosphonsäure; Diethylentriamin pei2tamethy lenphpsphonsäure (DTPM); Hydroxyethan- disphosphonsäure (HEDP); Aniinotri smethylenphosphos-. säure (ATMP)bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren, als Polyhydroxycarbonsäuren, Gluconsäure, Citronensäure, N,N-tihydroxyethylenglycin, DTPA, EDTA, NTA oder deren Salze zusammen mit einem oder mehreren der Stoffe Glukonsäure, Citronensäure, N,N-Dihydroxy ethylenglycon, DTPA, EDTA, NTA oder deren Salze, zusammen mit Alkali- oder Erdalkalisalzen der Orthophosphorsäure und/oder Polyphosphorsäure. 5.) Mittel nach Anspruch 3 bis 4, gekennzeichnet durch ein Mischungsverhältnis der Komponenten von 8:1:1 bis 1:8:1 bis 1:1:8.

Inventors: BEURICH, HARALD, DR., SCHOLL, MARGARETE
Applicants: BENCKISER-KNAPSACK GMBH
Application year: 1984
Main classification: D21C9
IPC codes: D21C9, C11D3