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Verfahren zur Herstellung von zellstoffhaltigen Faserstoffen, insbesondere
Papieren, Pappen und Zellstoffen Es ist in der Papierindustrie bekannt, daß der
infolge der Aufbereitung der Roh- und Halbzeugstoffe anfallende Faserkurzstoff erhebliche
technische Schwierigkeiten bereitet; weil große Anteile davon im Abwasser wiederzufinden
sind.
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Noch nachteiliger wirkt sich der Faserkurzstoff auf dem gebildeten
Blatt aus, weil dieser sowohl Festigkeitserniedrigung wie auch eine Vergrauung des
Papiers verursacht.
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Die Wiederverwendung des aus dem Abwasser durch eines der üblichen
Verfahren, wie z. B. des Flotationsverfahrens, gewonnenen Feinstoffes läßt nur Weiterverarbeitung
auf getönte Papiere zu. Diese Vergrauung wird wahrscheinlich durch verschiedene
Kationen noch verstärkt, die durch den Rohstoff selbst, durch das Betriebswasser
und die verschiedenen Hilfsmittel, wie z. B. die Leime und Aluminiumsulfat oder
Alaun usw., in den Stoff gelangen. Da der Faserkurzstoff sich immer vorfindet, ist,
je nach seinem mengenmäßigen Anteil, die auftretende Schwierigkeit mehr oder minder
groß.
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Es wurde nun überraschend gefunden, claß man qualitätsverbesserte
Papiere, z. B. reinweiße Papiere aus Faserkurzstoff und aus Papierstoff mit großen
Mengen Kurzstoff erhalten kann, wenn man dem Papierstoff selbst oder dem Rückwasser,
das den Kurzstoff enthält, geringe Mengen eines gegen Hydrolyse stabilisierten Polyphosphates
zugibt. Die Polyphosphate haben sich in Kombination mit Hexamethylentetramin im
Verhältnis von 95 : 5 und in einer Menge von 1%, auf trockenen Faserstoff bezogen,
als besonders wirksam erwiesen. Diese Kombination ist sowohl in der Kälte als auch
bei höheren Temperaturen sehr beständig und gut wirksam. So wurde z. B. gefunden,
daß ein Papierstoff mit einem pH-Wert von 8 bei 4stündiger Kochzeit 50% mehr nichthydrolysiertes
kondensiertes Phosphat enthält als ein Papierstoff, der in gleicher Weise behandelt
wurde, jedoch ohne die stabilisierenden Zusätze.
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Für die praktische Handhabung ist zu bemerken, daß der Anteil an Hexamethylentetramin,
auf kondensiertes Phosphat berechnet, 0,01 bis 20% betragen kann. Als besonders
günstig hat sich ein Verhältnis von 95 Teilen Phosphat zu 5 Teilen Hexamethylentetramin
bewährt. Die Zusatzmenge an kondensiertem Phosphat, bezogen auf trockenen Faserstoff,
beträgt 0,1 bis 10%.
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Unter kondensierten Phosphaten sollen in erster Linie die löslichen
oder löslich gemachten Alkalisalze der Pyrophosphorsäune, Polyphosphorsäuren, Metaphosphorsäuren
einschließlich deren salzartigen Verbindungen mit anorganischen oder organischen
Resten, wie z. B. Ammonium, Hydroxylamin, Hydrazin sowie deren Substitutionsprodukte
sowie Komplexe von Phosphaten mit Erdalkalien oder anderen gegebenenfalls bakterizid,
fungizid und bzw. oder insektizid wirkenden Metallen sowie Imidophosphate, wie sie
durch Kondensation von Harnstoff mit Phosphorsäure oder auf anderem Wege entstehen,
verstanden werden. Schließlich können die kondensierten Phosphorsäuren oder ihre
Komplexsalze auch mit solchen anorganischen und bzw. oder organischen Basen oder
Gruppen salzartig verbunden sein, wobei als letztere solche gewählt sein können,
die, wie z. B. Amine, Oxychinolin-oder Oxychinaldinderivate, algizide, bakterizide
fungizide Eigenschaften oder sonst eine für den beabsichtigten Zweck günstig beeinflussende
Wirkung besitzen können.
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Beispiel 1 In 51 eines faserstoffhaltigen Siebwassers einer Papiermaschine,
daß außer dem Faserkurzstoff noch Salze, insbesondere sauer reagierende Aluminiumsalze,
ferner Kalk- und Magnesiumsalze enthält, die zum Teil durch den vorangegangenen
Fabrikationsprozeß in das Wasser gelangt sind, wurden 3,8 g Tetranatriumpyrophosphat
und 0,2 g Hexamethylentetramin aufgelöst und 1 Stunde stehengelassen.
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Durch Absaugen mittels eines Papierfilters (Schwarzband) wurde der
Faserkurzstoff vom Abwasser gegetrennt. Nach der Trocknung des Filterrückstandes
bei 105° C konnte der Faserkurzstoff als Papierblatt vom Filter getrennt werden.
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Eine Weißgradmessung (Elrepho, Filter R 46) ergab einen Weißgrad von
75,9 Punkten.
Ein Kurzfaserpapierblatt, das auf gleiche Weise, wie
oben beschrieben, hergestellt wurde, jedoch. ohne die erfindungsgemäßen Zusätze,
ergab einen Weißgrad von 66,1 Punkten. -Beispiel 2 3,8g Natriumtripolyphosphat und
0,2g Hexamethylentetramin wurden in 21 desselben Betriebswassers wie im Beispiel
1 gelöst und in gleicher Weise wie dort Papierblätter gebildet.
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Der Weißgrad dieser Blätter betrug-76,8. Die Vergleichsblätter aus
dem Versuch ohne Zusätze besaßen einen Weißgrad von 66,1.
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Beispiel 3 In 2 1 des gleichen Abwassers einer Papiermaschine wie
im Beispiel 1 wurden 3,8 g Grahamsalz und 0,2 g Hexamethylentetramin gelöst und
in gleicher Weise wie im Beispiel 1 Papierblätter gebildet.
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Die Versuchspapiere besaßen einen Weißgrad von 76,4, während die Vergleichspapiere
ohne Zusätze nur 66,1 Weißpunkte besaßen.
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Beispiel 4 Ein Faserstoffrückstand mit einem pH-Wert von 4.4 bis 4,45
enthält in 21 Wasser 46,0g Feststoffe. Diesem Gemisch werden 3,8g Grahamsalz und
0,2g Hexamethylentetramin zugegeben und 1 Stunde stehengelassen. Nach dem Absaugen
durch ein Papierfilter wird der Filterrückstand bei 105° C getrocknet. Eine Weißgradmessung
ergab einen Weißgrad von 49,8 Punkten. Vergleichsversuche Ein Kurzfaserpapierblatt,
das auf gleiche Weise, wie oben beschrieben, hergestellt wurde, jedoch mit 3,8 g
Grahamsalz und 0,2gTetramethylthiuramdisulfid versetzt wurde, besaß einen Weißgrad
von nur 42,5 Punkten.
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Ein Kurzfaserpapierblatt, das auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben,
hergestellt wurde, jedoch mit 3,6g Grahamsalz und 0,2g Tetramethylthiuramdisulfid
und 0,2 g eines organischen Komplexbildners versetzt wurde, besaß einen Weißgrad
von nur 45,2 Punkten.
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Ein Kurzfaserpapierblatt, das auf gleiche Weise, wie oben beschrieben,
hergestellt wurde, jedoch ohne die erfindungsgemäßen Zusätze, besaß einen Weißgrad
von nur 44,2 Punkten.
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Es ist bereits bekannt, Phosphate in Verbindung mit schwefelhaltigen
Stickstoffverbindungen, besonders Thiuramverbindungen, für die Bekämpfung von Stauungen
und Verstopfungen in Leitungssystemen und Apparaturen zu verwenden. Wie Versuche
mit den hier beschriebenen Kombinationen gezeigt haben, bringen diese Verbindungen
für sich allein oder in Kombination nicht die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen
Effekte. So wurde z. B. gefunden, daß ein Versuchspapier, das nur aus Faserkurzstoff
hergestellt wurde, einen Weißgrad von 66,1 besaß. Ein gleiches Papier, jedoch mit
1 % Grahamsalzzusatz besaß einen Weißgrad von 70,7. Wieder ein gleiches Papier,
jedoch mit einem Zusatz von 1 % einer Kombination aus 80 Teilen Grahamsalz und 20
Teilen Tetramethylthiuramdisulfid, besaß einen Weißgrad von 69,1. Ein weiteres Versuchspapier
aus dem gleichen Faserkurzstoff, jedoch mit einem Zusatz von 1 % einer Kombination,
bestehend aus -95 Teilen Grahamsalz und 5 Teilen Hexamethylentetramin, besaß einen
Weißgrad von 76,8.
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Es ist weiterhin in der Papierindustrie bekannt (deutsche Patentschrift
740 833), kondensierte Phosphate für sich allein dem Papierstoff zuzusetzen, um
dadurch die gefürchteten Harzausscheidungen auf dem Papiermaschinensieb zu verhüten.
Wie aus den obengenannten Beispielen klar hervorgeht, ist jedoch mit einem alleinigen
Zusatz von Phosphat der gewünschte Weißeffekt nicht zu erreichen.