DE1038391B

DE1038391B - Verfahren zum Verhindern der Schleimbildung bei der Herstellung von Papier

Info

Publication number: DE1038391B
Application number: DEM33121A
Authority: DE
Inventors: Elliott Lawrence Weinberg
Original assignee: Metal and Thermit Corp
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1956-02-10
Filing date: 1957-02-02
Publication date: 1958-09-04
Also published as: GB799120A; FR1166207A; US2915428A; DE1038391C2

Description

DEUTSCHES

Papier wird nach mehreren Verfahren hergestellt. Die billigste Papierart kann durch Naßmahlen von Holz zu einem Papierbrei (Pulpe) hergestellt werden, wobei man diesen Papierbrei verschiedenen Behandlungen und Lagerungen unterwirft, um eine Pulpe mit den passenden Eigenschaften für die Beschickung der Foudriniermaschine (erste Stufe der Maschinen zur Papierherstellung) zu erhalten. Andere Verfahren zur Herstellung von Papier sind im allgemeinen dem Obigen ähnlich, mit der Abweichung, daß das Ausgangswasser chemisch behandelt (gewöhnlich gechlort) sein kann, und der Papierbrei verschiedenen chemischen Behandlungen unterworfen wird. Sulfitpulpe wird durch Aufschließen von Holz in gechlortem Wasser mittels einer Sulfitlösung, Behandlung, Lagerung und erneute Einstellung der Pulpe auf die richtige Konsistenz zum Aufgeben auf die Papiermaschine hergestellt. Zeitungspapier wird allgemein durch Vermischen von Holzschliff und Sulfitpulpe hergestellt. Bei den meisten modernen Verfahren werden große Mengen von »Weißwasser« (gewöhnlich etwa 65 bis 85%) wieder in das System zurückgeführt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß sich zahlreiche Mikroorganismen, sowohl pflanzliche als auch tierische, hier allgemein als »Schleim« bezeichnet, im Papierbrei und in dem »Weißwasser« während der einzelnen Vorgänge bei der Papierherstellung entwickeln. Man glaubt, daß diese Mikroorganismen leicht in den ruhenden und/oder in wirbelnder Bewegung sich befindlichen Teilen des Systems, d. h. in den Lagerräumen und in den »toten« Räumen des Ablaß- und Röhrensystems, an denen der schnelle Flüssigkeitsstrom vorbeifließt, gedeihen.

Der hierdurch wachsende Organismenschleim beeinträchtigt die Güte des erzeugten Papiers mitunter erheblich, verursacht Zerstörungen, Fleckenbildung und farbliche Veränderungen und auch eine Erhöhung der Behandlungskosten. Bei der Herstellung des Papiers vereinigt sich der Schleim häufig zu Mycellengebilden, die sich in Rohrleitungen, Öffnungen, Entwässerungs- und Filtereinrichtungen festsetzen und Verstopfungen verursachen können. Der Schleim ruft ein Reißen des Papiers bei seiner Herstellung und Verarbeitung auf Papiermaschinen hervor, die dann stillgesetzt werden müssen, bis der Schaden behoben ist. Eine verstärkte Schleimbildung tritt besonders dann auf, wenn große Mengen Behandlungsflüssigkeit zur Ausnutzung chemischer Behandlungsmittel und zur Kontrolle der Verdampfung in Umlauf gehalten werden. Um die Schleimbildung zu vermindern, sind bereits unterschiedliche chemische Behandlungen vorgeschlagen worden, wobei sich am brauchbarsten eine Behandlung mit Phenylquecksilberacetat und mit Trichlorphenol erwiesen hat. Diese Behandlungsmittel

Verfahren

zum Verhindern der Schleimbildung
bei der Herstellung von Papier

Anmelder:

Metal & Thermit Corporation,
Rahway, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Bohr, Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5,
und Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde, Drakestr. 51, · Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Februar 1956

Elliott Lawrence Weinberg,

South River, N. J. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt worden

haben jedoch korrosive Eigenschaften für manche Teile der Verarbeitungsanlagen, insbesondere für aus Kupfer und Phosphorbronze hergestellte Teile, verursachen auch eine Schaumbildung im Sulfitkreislauf und sind überdies giftig und hautangreifend. Trichlorphenol hat auch einen unangenehmen Geruch. Bei längerer Lagerung wird das Papier durch die im Schleim enthaltenen Mikroorganismen angegriffen, die eine Fleckenbildung und Zersetzung hervorrufen, können. Zwar sind schon viele Versuche gemacht worden, um die nachteiligen Einflüsse von Mikroorganismen bei der Papierherstellung und im fertigen Erzeugnis auszuschalten, doch sind diese Versuche bisher nicht in jeder Hinsicht befriedigend ausgefallen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Verhinderung der Schleimbildung bei der Papierherstellung, indem in das Papierbreisystem kleine, aber wirksame Mengen von bis-Tributylzinnoxyd eingef ührt werden, um die Menge der Mikroorganismen im System so weit zu bekämpfen, daß ihre Menge nicht mehr ausreicht, um eine schädigende Wirkung auf die Papierherstellung auszuüben. Im wesentlichen geht alles Zinn, das in der Form von Tributylzinnoxyd zugegeben wurde, in das im Verfahren hergestellte Papier über. Die so hergestellten Papiere sind gegenüber dem Angriff der Mikroorganismen widerstandsfähig.

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Bis-Tributylzinnoxyd löst sich in Wasser erst nach langem Rühren in Mengen bis zu etwa 0,1% auf. Seine anfängliche Löslichkeit in Wasser liegt in der Größenordnung von 10 bis 20 Teilen je Million Teile. Schleime in Systemen zur Papierherstellung können nach der Erfindung wirksam bekämpft werden,

1. indem man eine Emulsion oder ein selbst emulgierendes Konzentrat von bis-Tributylzinnoxyd mit einem Emulgiermittel, z. B. einem alkylierten Arylpolyätheralkohol, in das System gibt,

2. indem man die Wandflächen im System mit Tributylzinnoxyd behandelt, wobei behandelte Oberflächen hergestellt werden, indem man die Chemikalie dem die Oberfläche bildenden Material einverleibt, z. B. durch Imprägnieren des Holzes, Vorbehandlung des Betons oder »Anstreichen« der Oberfläche mit dem flüssigen bis-Tributylzinnoxyd oder mit dem bis-Tributylzinnoxyd in einem geeigneten Trägerstoff, z. B. einer Farbe, einem Lack, einer Kunstharzpaste usw., und

"3. indem man Tributylzinnoxyd direkt zur Flüssigkeit oder zum Papierbrei im System an einer Stelle zusetzt, an der sich die Flüssigkeit sehr schnell bewegt, z. B. am Saugende der Pumpe, an einer verengten Austrittsöffnung usw.
Man zieht vor, wenigstens 0,03 bis 0,04 Teile bis-Tributylzinnoxyd je Million Teile und je Tag (bezogen auf die im Kreislauf befindliche Flüssigkeit) zuzugeben, wenn man das Reagenz dem Kreislaufstrom bei der Papierherstellung zugibt, der einen verhältnismäßig verdünnten Papierbrei enthält, z. B. mit 2% Feststoffen im Strom. Mengen von nicht mehr als 0,01 Teilen bis-Tributylzinnoxyd je Million Teile im Strom ergeben eine wirksame Bekämpfung der Schleimbildung. Die maximale Menge dieses Reagenz hängt sowohl von wirtschaftlichen Gegebenheiten als auch von den Verfahrensbedingungen im System ab. Klimatische und Verfahrensänderungen können bisweilen günstiger für das Wachstum der Mikroorganismen sein, und man würde größere Mengen bis-Tri-"butylzinn benötigen, um die Schleimmenge wirksam zu beeinflussen.

Praktisch die gesamte Menge des zum System zur Papierherstellung gegebenen bis-Tributylzinnoxyds erscheint im fertigen Papier wieder. Papier aus Systemen, die mit diesem Reagenz behandelt wurden, zeigen eine keimtötende Wirkung. Diese behandelten Papiere zeigten eine sich über den ganzen Bereich erstreckende Wirksamkeit gegen Mikroorganismen. Bei der Prüfung ihrer Wirksamkeit gegen Bakterien und Pilze haben sie sich beiden gegenüber wirksam erwiesen. Bis jetzt sind noch keine analytischen Methoden zur Bestimmung der Menge des bis-Tributylzinnoxyd im Papier ausgearbeitet worden. Zinnanalysen des Papiers wurden mit Erfolg ausgeführt; -aber es ist noch nicht möglich gewesen, zwischen »aktivem« Zinn, das aus dem bis-Tributylzinnoxyd stammt, und dem Zinn im Papier, das aus anderen Quellen aufgenommen wurde, etwa dem, das aus der Zinn enthaltenden Ausrüstung im System der Papierherstellung ausgelaugt wurde, usw., zu unterscheiden. Der Unterschied zwischen den zwei Arten Zinn zeigt sich in der keimtötenden Wirksamkeit des hergestellten Papiers. Das Produkt eines typischen Systems zur Papierherstellung, dem kein bis-Tributylzinnoxyd zugegeben wurde, enthielt 1,2 Teile Zinn je Million Teile. Dieses Papier zeigte keine keimtötende Wirksamkeit. Bei Behandlung dieses Systems durch Zugabe von bis-Tributylzinnoxyd, wobei das Zinn in der zugesetzten Verbindung 2,75 Teilen je Million Teile, auf die Menge des hergestellten Papiers bezogen, entspracht, hatte das Papier einen Zinngehalt von 3,7 Teilen je Million Teile und zeigte eine bemerkenswerte keimtötende Wirksamkeit. Die Mindestmenge an aktivem Zinn in dem in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallenden Papier beträgt 1 Teil je Million Teile, und der vorzugsweise verwendete Bereich liegt zwischen 1 Teil je Million Teile und 200 Teilen je Million Teile. Die größte Menge Zinn für die Her-ίο stellung von vorbehandeltem Papier mit einer ausnehmend hohen keimtötenden Wirksamkeit soll etwa 0,1 % betragen.

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Systemen zur Papierherstellung, wie sie zur Herstellung aller Arten von handelsüblichem Papier verwendet werden. Die behandelten Papiere, die eine keimtötende Wirksamkeit zeigen, umfassen handelsübliche Papiere im allgemeinen und im besonderen, wie Papier, das zur Herstellung von Pappe für Schachteln, Papierverpackungsmaterial, Tapeten, Deckpapier für Estrichböden usw. verwendet wird.

Unter den angegebenen Bedingungen kann die Bekämpfung der Schleimbildung in Systemen zur Papierherstellung durch den Zusatz von bis-Tributylzinnoxyd, zusammen mit anderen zur Behandlung verwendeten Chemikalien, wie Phenylquecksilberacetat oder Trichlorphenolen, erzielt werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung noch eingehender. Selbstverständlieh ist diese Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt.

Beispiel 1

Es wurde gefunden, daß die Zugabe einer Gesamtmenge von etwa 4,1 kg bis-Tributylzinnoxyd je Tag (in Zusätzen von etwa 1,36 kg nach jeweils 8 Stunden) zu einem Sulfitstrom einer Papiermühle, die 160 t Sulfitzellstoff je Tag herstellt, und die etwa 60 Millionen 1 Wasser im Sulfitstrom enthielt, den Gehalt an Mikroorganismen wirksam auf Werte hielt, die genügend tief lagen, um den Herstellungsprozeß des Papiers nicht zu stören. Eine Bestimmung der Bakterienzahl je ecm vor der ersten Zugabe von bis-Tributylzinnoxyd ergab eine durchschnittliche Bakterienzahl von 1 431 000 je ecm. Während der 8 Stunden nach der ersten Zugabe von 1,36 kg bis-Tributylzinnoxyd blieb die durchschnittliche Bakterienzahl im Bereich von 240 000 bis 560 000.

Die 160 t Sulfit-Papierbrei wurden mit 470 t unbehandeltem Papierbrei aus Holzschliff vermischt, wodurch je Tag 630 t neuer Papierbrei hergestellt wurden. Das behandelte Papier hatte einen Zinngehalt von 3,7 Teilen je Million Teile. Proben des unbehandelten Papiers (Leerversuch), die nach Analyse 1,2 Teile Zinn je Million Teile enthielten, zeigten keine fungistatischen und/oder bakteriostatischen Eigenschaften. So enthielt das vorbehandelte Papier 2,5 Teile aktives Zinn je Million Teile, das aus dem Zusatz des bis-Tributylzinnoxyds zum Papierbreisystem stammte. (Wenn alles zum System zur Papierherstellung zugegebene Tributylzinnoxyd in dem fertigen Papier erschiene, würde das Papier 2,75 Teile aktives Zinn je Million Teile enthalten.) Bei der Prüfung erwies sich dieses behandelte Papier als fungistatisch und bakteriostatisch.

Beispiel 2

Ein Holzschliffstrom, der 470 t Papierbrei am Tag

erzeugte (die allgemeine Pulpenkonsistenz entsprach etwa 2% Feststoff), wurde mit etwa 13,6 kg bis-Tri-

butylzinnoxyd je Tag, das in Anteilen von etwa 4,53 kg in Abständen von 8 Stunden zugegeben wurde, behandelt. Vor der Behandlung des Systems konnte man an verschiedenen ruhigen Stellen im System, an Sieben usw. große Mengen Schleim sehen, und auf der Papiermaschine wurden durch Schleimansätze häufige Brüche im Papier verursacht. Nach dem Zusatz zeigte eine Beobachtung des Systems nach dem Augenschein, daß der Schleimgehalt beträchtlich abgenommen hatte, und ein Zerreißen auf den Papiermaschinen, das einer Schleimbildung zuzuschreiben wäre, kam praktisch nicht vor.

Beispiel 3

Ein Strom aus der Vorratsleitung, der Einschlagpapier lieferte, hatte eine Bakterienzahl von 8 000 000 je ecm. 10 Minuten nach Zugabe von etwa 2,23 kg bis-Tributylzinnoxyd war die durchschnittliche Bakterienzahl bis unter 100 000 gefallen. 1 Stunde später war sie auf einen Durchschnittswert von 1 165 000 an- ao gestiegen und blieb im Bereich von 1630 000 bis 3 125 000 bis zur nächsten Zugabe von etwa 2,23 kg nach 4V2 Stunden. Danach blieb die durchschnittliche Bakterienzahl zwischen etwa 500 000 und 2145 000.

Beispiel 4

Ein Strom zur Herstellung von Papier, der große Mengen Schleim aufwies und häufiges Reißen in den Papiermaschinen ergab, was der Schleimbildung zuzuschreiben war, wurde vorbehandelt, indem man die Wände der verschiedenen Vorratsbehälter und Verteilerkasten im System mit flüssigem bis-Tributylzinnoxyd bestrich. Der Augenschein zeigte, daß der Schleimgehalt im System beträchtlich fiel.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verhindern der Schleimbildung bei der Herstellung von Papier, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Papierbreisystem eine zur Keimtötung wirksame Menge bis-Tributylzinnoxyd einführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bis-Tributylzinnoxyd in Form einer Emulsion oder eines selbstemulgierenden Konzentrates dem System zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Fläche des Systems mit Tributylzinnoxyd in einem geeigneten Trägerstoff behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bis-Tributylzinnoxyd direkt zu der Flüssigkeit oder zum Papierbrei im System gegeben wird, bevor er die Papiermaschine erreicht und an einer Stelle, an der sich die Flüssigkeit schnell bewegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Papierbrei etwa 2% Feststoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 0,03 bis 0,04 Teile bis-Tributylzinnoxyd je Million Teile der Flüssigkeit im System zugesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem bis-Tributylzinnoxyd Phenylquecksilberacetat und/oder ein Trichlorphenol in das Papierbreisystem eingeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Paper Trade Journal, 1954, Heft 34, S. 26 bis 32; Chemisches Centralblatt, 1956, S. 4305.

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