DE1228136B

DE1228136B - Process for reducing bleaching of wood pulp and other paper fibers

Info

Publication number: DE1228136B
Application number: DED40085A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Berndt
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1962-10-18
Filing date: 1962-10-18
Publication date: 1966-11-03
Also published as: BE638828A

Description

Verfahren zum reduzierenden Bleichen von Holzschliff und anderen Papierfaserstoffen Es ist bekannt, Holzschliff mit Natriumhydrogensulfit zu bleichen. Hierbei sind jedoch nur geringe Weißgehalte zu erreichen. Es ist ferner bekannt, für denselben Zweck Dithionite, beispielsweise Na 2S204 oder ZnS204, einzusetzen. Bei diesem Verfahren lassen sich zwar bessere Weißgehalte erzielen, jedoch fällt nachteilig ins Gewicht, daß wäßrige Lösungen der Dithionite, insbesondere bei Luftzutritt, nicht haltbar sind. Sie zersetzen sich sehr leicht. Aus diesem Grund ist man gezwungen, diese Stoffe in fester Form zu dosieren.Process for reducing bleaching of wood pulp and other paper fibers It is known to bleach ground wood with sodium hydrogen sulfite. Here are however, only low whiteness levels can be achieved. It is also known for the same Purpose of using dithionites, for example Na 2S204 or ZnS204. In this procedure Although better whiteness levels can be achieved, the disadvantage is that that aqueous solutions of the dithionites, especially when exposed to air, are not durable are. They decompose very easily. Because of this, one is forced to do this To dose substances in solid form.

Die besten Ergebnisse bei der Holzschliffbleiche werden bei Verwendung von alkalischen Lösungen sauerstoffabgebender peroxydischer Verbindungen erzielt. Die Kosten einer solchen Bleiche, die allerdings gleichzeitig eine Veredelung des Holzschliffs bewirkt, liegen höher als bei den erwähnten reduzierenden Verfahren.The best results in pulp wood bleaching will be with use achieved by alkaline solutions of oxygen-releasing peroxide compounds. The cost of such bleaching, which at the same time is a refinement of the Wood pulp causes are higher than with the aforementioned reducing processes.

Schließlich ist die Holzschliffbleiche auch schon unter Verwendung von Natriumboranat durchgeführt worden. Obwohl hierbei gute Weißgehalte erzielt werden konnten, haben die entsprechenden Verfahren keinen Eingang in die Praxis gefunden, weil das Boranat in Mengen von 1 bis 3%, bezogen auf den Holzschliff, eingesetzt werden muß, was wirtschaftlich nicht tragbar ist. Außerdem fällt bei dem Verfahren nachteilig ins Gewicht, daß bei seiner Durchführung Wasserstoff entwickelt wird, der zu einer Flotation des Holzschliffs führt.Finally, the wood pulp bleach is already in use of sodium boronate. Although this achieved good whiteness the corresponding procedures have not been put into practice found, because the boranate in amounts of 1 to 3%, based on the wood pulp, must be used, which is not economically viable. Also falls on The disadvantage of the process is that hydrogen is evolved when it is carried out which leads to flotation of the pulp.

Der Erfindung lag die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren zum reduzierenden Bleichen von Holzschliff und anderen Papierfaserstoffen unter Einwirkung von Boranaten anzugeben, welches bei Mengen von unter 1% Boranatzusatz eine Erhöhung des Weißgehaltes um 10 bis 12 Punkte ermöglicht.The invention was based on the object of providing a method for reducing bleaching of wood pulp and other paper fibers under the influence of boranates to indicate which amounts of less than 1% boranate additive will increase the whiteness by 10 to 12 points.

Das Kennzeichnende der Erfindung wird darin gesehen, daß man den Holzschliff bzw. andere Papierfaserstoffe mit 0,005 bis 1;00 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent Boranat, bezogen auf die Fasermenge im trockenen Zustand, in Gegenwart von Schwefeldioxyd oder dessen Abkömmlingen, behandelt.The characteristic feature of the invention is seen in the fact that the wood pulp or other paper fibers with 0.005 to 1.00 percent by weight, preferably of 0.01 to 0.1 percent by weight of boranate, based on the amount of fiber in the dry state, treated in the presence of sulfur dioxide or its derivatives.

Unter Boranaten sollen in diesem Zusammenhang die wasserlöslichen Salze der Borwasserstoffsäuren, wie NaBH4, KBH4 und Ca (BH4)2 verstanden werden. Beispiele für Abkömmlinge des Schwefeldioxyds sind die wasserlöslichen Sulfite, z. B. Na so., Hydrogensulfite, z. B. NaHSO", und Disulfite, z. B. Na2S205.In this context, boranates are to be understood as meaning the water-soluble salts of hydroboric acids, such as NaBH4, KBH4 and Ca (BH4) 2. Examples of derivatives of sulfur dioxide are the water-soluble sulfites, e.g. B. Na so., Hydrogen sulfites, z. B. NaHSO ", and disulfites, e.g. Na2S205.

Es ist vorteilhaft, die reduzierende Bleiche bei einem pH-Wert von 3 bis 8 vorzunehmen. Vorzugsweise hält man aber einen schwach sauren Bereich insbesondere von pH 4 bis 6,5 ein. Die Einstellung des gewünschten pH-Wertes erfolgt zweckmäßigerweise mit Natronlauge oder Schwefelsäure..It is advantageous to use the reducing bleach at a pH of 3 to 8. Preferably, however, a weakly acidic range is kept in particular from pH 4 to 6.5. The setting of the desired pH value is expedient with caustic soda or sulfuric acid ..

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Es empfiehlt sich aber, höhere Temperaturen, z. B. von etwa 25 bis 50° C, einzuhalten. Wenn man beispielsweise bei der Bleiche eine Temperatur von 40° C einhält, ist die Hauptreaktion bereits nach 15 Minuten beendet. Es empfiehlt sich, eine Nachwirkzeit anzuschließen, so daß beispielsweise die gesamte Behandlungsdauer 1 Stunde beträgt.The process according to the invention can be carried out at room temperature will. However, it is advisable to use higher temperatures, e.g. B. from about 25 to 50 ° C, to be observed. For example, if you keep a temperature of 40 ° C during bleaching, the main reaction is already over after 15 minutes. It is advisable to have an after-effect to be connected, so that, for example, the total treatment time is 1 hour.

Möglich ist die Zugabe des Boranats und der Abkömmlinge des Schwefeldioxyds in fester Form. Es ist ferner auch möglich, zunächst Lösungen der beiden Komponenten herzustellen, diese miteinander zu vermischen und sodann dem Holzschliff beizugeben. Bevorzugt wird jedoch im Rahmen dieser Erfindung so vorgegangen, daß man die Lösungen des Boranats und des Schwefeldioxyds bzw. seiner Abkömmlinge getrennt dem Holzschliff zugibt. Am vorteilhaftesten ist es jedoch, dem Holzschliff zuerst eine Lösung des Schwefeldioxyds bzw. seiner Abkömmlinge zuzusetzen bzw. Schwefeldioxyd einzuleiten und dann erst die Lösung des Boranats einzumischen.It is possible to add the boranate and the derivatives of sulfur dioxide in solid form. It is also possible to first find solutions for the two components to produce, to mix these together and then to add to the wood pulp. In the context of this invention, however, a preferred procedure is to use the solutions the boranate and sulfur dioxide or its derivatives separately from the wood pulp admits. However, it is most advantageous to first apply a solution to the wood pulp To add sulfur dioxide or its derivatives or to introduce sulfur dioxide and only then to mix in the solution of the boranate.

Um gute Weißgehalte zu erreichen, empfiehlt es sich, das Boranat in Mengen von 0,005 bis 1 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf den Holzschliff, zu verwenden. Das Schwefeldioxyd bzw. seine Abkömmlinge soll zweckmäßigerweise in Mengen von 0,2 bis 3,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,5 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf den Holzschliff, eingesetzt werden. Es wurde ferner gefunden, daß es empfehlenswert ist, die erfindungsgemäße Bleiche unter. Luftausschluß durchzuführen. Insbesondere sollte aber das Einrühren von Luft vermieden werden.In order to achieve a good white content, it is recommended to use the boranate in Amounts from 0.005 to 1 percent by weight, preferably from 0.01 to 0.1 percent by weight, based on the wood pulp. The sulfur dioxide or its derivatives should expediently in amounts of 0.2 to 3.0 percent by weight, preferably of 0.5 to 2.0 percent by weight, based on the wood pulp, can be used. It it was also found that it is advisable to use the bleaching according to the invention. Perform air exclusion. In particular, however, the stirring in of air should be avoided will.

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Verfahren, wenn man i den- Holzschliff zuerst in an sich bekannter Weise- mit einer alkalischen Lösung von sauerstoffabgebenden p.eroxydischen Verbindungen, beispielsweise Nä20z; -bleicht, dann Schwefeldioxyd bzw. dessen Abkömmlinge bis zur Einstellung eines schwach sauren Bereiches zugibt und dann, wie oben beschrieben, mit dem Boranat behandelt. Zur Einstellung des gewünschten pH-Bereiches kann auch eine Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure, mitvcrwendet werden.The inventive method offers particular advantages if one i den- wood pulp first in a manner known per se- with an alkaline solution of oxygen-releasing peroxidic compounds, for example Na20z; -bleached, then sulfur dioxide or its derivatives up to the setting of a weakly acidic one Area and then, as described above, treated with the boranate. To the Adjustment of the desired pH range can also be a mineral acid, e.g. B. sulfuric acid, can also be used.

Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren; 'daß°das-Boranat-nur in.-.geringen-Mengen von weniger..als 1%,-beispielsweise 0,03914 bezogen auf den eingesetzt werden muß. Sogar liei Einhaltung dieser sehr geringen Menge kann der Weißgehalt um 10 bis 12 Punkte erhöht werden. .Da außerdem von Lösungen der Reduktionsmittel ausgegangen werden kann, gestaltet sich die Dosierung sehr einfach..-.It is advantageous in the method according to the invention; That ° the boranate-only in small amounts of less than 1%, for example 0.03914 based on the must be used. Even if this very small amount is adhered to, the whiteness can be increased by 10 to 12 points. Since solutions of the reducing agents can also be assumed, the dosage is very simple ..-.

Das Verfahren eignet sich besonders für die Bleiche von Holzschliff. Es lassen--si6h jedoch auch andere Papierfaserstoffe,z#wie'Zellstoffe .und Halbzellstoffe, aufhellen. Vorteile bietet es außerdem bei der Entfärbung von Altpapier. Altpapierstöffe, die nach dem bekannten Entfärbungsprozeß entsprechend der deutschen Patentschriften. 969 809, 1088 366 gereinigt wurden, lassen sich durch eine Nachbehandlung mit Boranaten noch beträchtlich aufhellen. Beispiel 1 -In-einer Holzschleiferei sollen pro Stunde 1200 kg Holzschliff gebleicht werden. In der Eindickerhütte fällt der- Stoff mit 4,501o Stoffdichte und- einer Temperatur -von 45°-C -an. Der - Holzschliff wird unter Luftausschluß zuerst mit einer Natriumhydrogensulfitlösung und dann mit einer Lösung von NaBH4 versetzt und gut durchmischt. Er wird- in einen überfallturm gepumpt, wo 1 Stunde Reaktionszeit zur Verfügung steht. Pro Stunde werden 18 kg Natriumhydrogensulfit und 0,35 kg NaBH4 verbraucht. Der Weißgehalt des Holzschliffs vor der Bleiche beträgt 57;0, nach der Bleiche 67,9.The process is particularly suitable for bleaching wood pulp. However, other paper fibers such as cellulose and semi-cellulose can also be used. lighten. It also offers advantages when it comes to decolorizing waste paper. Waste paper, after the known decolorization process according to the German patents. 969 809, 1088 366 can be cleaned by post-treatment with boranates lighten considerably. Example 1 -In-a wood grinding shop are supposed to be per hour 1200 kg of ground wood can be bleached. In the thickener hut, the material falls with it 4.501o consistency and a temperature of 45 ° C. The - wood pulp will in the absence of air first with a sodium hydrogen sulfite solution and then with a Solution of NaBH4 added and mixed well. He's pumped into a raid tower where 1 hour response time is available. 18 kg of sodium hydrogen sulfite are used per hour and 0.35 kg NaBH4 consumed. The whiteness of the wood pulp before bleaching is 57; 0, after bleaching 67.9.

Beispiel 2 In einer Holzschleiferei werden pro Stunde 1000 kg Holzschliff (Weißgehalt 60,3) mit 2% Na2O. auf einen Weißgehalt von 70,4 gebleicht. Der Stoff wird mit S02 auf pH 5 gebracht und unter Luftausschluß mit 0,30 kg NaBH4 pro Stunde versetzt. Nach einer Stunde wird der Weißgehalt mit 75;0 ermittelt. Beispiel 3 In einer Altpapier-De-inking-Anlage werden 500 kg/h illustrierte Zeitschriften nach dem Verfahren der deutschen Patentschriften 969 809, 1088 336 entfärbt. Der Weißgehalt des gereinigten Altpapiers liegt bei 60 bis 61, der Stoff ist stark rotstichig. In der Vorratsbütte werden dem entfärbten Stoff pro Stunde 5 kg Natriumhydrogensulfit und 0,1 kg NaBH4 zudosiert. Durch diese Behandlung steigt der Weißgehalt auf 65. Die rote Tönung des Papiers ist ebenfalls beseitigt.Example 2 In a wood grinding shop, 1000 kg of ground wood are ground per hour (Whiteness 60.3) with 2% Na2O. bleached to a whiteness of 70.4. The fabric is brought to pH 5 with SO2 and with exclusion of air with 0.30 kg NaBH4 per hour offset. After one hour, the whiteness is determined to be 75.0. Example 3 In a waste paper de-inking system is used to dispose of 500 kg / h of illustrated magazines the process of German patents 969 809, 1088 336 decolorized. The whiteness of the cleaned waste paper is 60 to 61, the fabric has a strong reddish cast. In the storage chest, 5 kg of sodium hydrogen sulfite per hour are added to the decolored material and 0.1 kg of NaBH4 are metered in. This treatment increases the whiteness to 65. The red tint of the paper is also eliminated.

Claims

Claims: 1. Process for reducing bleaching of ground wood and other paper fibers exposed to boranates, d a d u r c h g e -n e n n n e i n e t that one uses the wood pulp or other paper fibers with 0.005 to 1.00 percent by weight, preferably from 0.01 to 0.1 percent by weight, based on the amount of fiber in the dry state, boranate in the presence of sulfur dioxide or its descendants treated: 2. The method according to claim 1, characterized in, that the treatment is carried out in a weakly acidic medium. -3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the treatment at elevated temperature, preferably carried out at about 35 to 50 ° C. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the solutions of boranate and sulfur dioxide or, its descendants are added separately to the wood pulp. _ 5. Procedure .according to the Claims 1 to 3; characterized in that first a solution of the sulfur dioxide or its derivatives admits or introduces S02 and then a solution of the boranate added to the wood pulp. 6. The method according to claims -1 to 5, characterized in that that sulfur dioxide or its descendants in amounts of 0.2 to 3 percent by weight, preferably from 0.5 to 2.0 percent by weight, based on the wood pulp, used. -7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that - that the Wood pulp first in a known manner with an alkaline solution of oxygen-releasing peroxidic compounds bleaches, then sulfur dioxide or its descendants. until a weakly acidic pH range is established and then treated with the boranate.