DE1298875B

DE1298875B - Verfahren zum Bleichen von Zellstoff im chlorhaltigen Bleichbad und mit Ozon

Info

Publication number: DE1298875B
Application number: DEW38316A
Authority: DE
Original assignee: GUNNAR ALEXANDER DIPL ING; WIGREN
Current assignee: GUNNAR ALEXANDER DIPL ING; WIGREN
Priority date: 1965-01-09
Filing date: 1965-01-09
Publication date: 1969-07-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bleichen von Zellstoff im chlorhaltigen Bleichbad und mit Ozon.
Das Bleichen cellulosehaltiger Stoffe in bekannter Weise mittels Chlordioxyd setzt eine Chlordioxydapparatur voraus und erfordert Sicherheitsmaßnahmen wegen der bei der Herstellung und Verwendung von Chlordioxyd gegebenen Explosions- und Vergiftungsgefahr. Außerdem sind die Materialkosten bei der Herstellung von Chlordioxyd ziemlich hoch, und die Ausgangsmaterialien sind ebenfalls in ihrer Handhabung gefährlich. Das Bleichen wird'hei einer verhältnismäßig hohen Temperatur durchgeführt, gewöhnlich bei " etwä 70° C, was umfangreiche Heizungsmaßnahmen - erfordert, da beim Bleichen von cellulosehaltigem Material in Form schwacher Aufschlämmungen große Mengen von Wasser erwärmt werden müssen und das Bleichen selbst ungefähr 2 bis 4 Stunden dauert.
Beim Bleichen von Zellstoff ist als abschließende Maßnahme auch die Behandlung mit Ozon bekanntgeworden, um hierdurch den Weißgrad zu verbessern, doch hat sich dieses Verfahren nicht bewährt, weil es mit einer Beeinträchtigung der erforderlichen Eigenschaften, insbesondere mit einer Viskositätsminderung und Erhöhung der Kupferzahl der gebleichten Zellstoffmasse verbunden ist.
Als Ersatz für die Rasenbleiche ist ferner das Begasen von - mit Zellstoff nicht ohne weiteres vergleichbaren - Textilien, die mit alkalischen Oxydationsmitteln (Chlorkalk, Natriumperoxyd) beladen sind, mit Ozon bekannt, wobei auch vorgeschlagen worden ist, das Sonnenlicht der Rasenbleiche durch eine Xöinbination eines oxydierenden Gases, vorzugsweise des Ozons, mit künstlichem Licht, nämlich Ultraviolettlicht, zu ersetzen. Wesentlich ist bei diesem bekannten Verfahren somit die Stärke der ultravioletten Bestrahlung, während Chlorkalk (oder Natriumperoxyd) lediglich zur Beschleunigung des Ozonzerfalls dienen, der ja bekanntlich im alkalischen Medium schneller verläuft.
Demgegenüber -handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um das Bleichen von Zellstoff in flüssiger Phase, durch das die bisher übliche, lästig korrodierende und` große Wärmemengen beanspruchende Chlordioxydbleiche ersetzt werden soll, und die Erfindung besteht darin, daß in eine Hypochlorit, unterchlorige Säure und/oder freies Chlor enthaltende Chlorlösung mit beliebigem pH-Wert in einer beliebigen Bleichstufe ein Ozon-Luft-Gemisch eingeleitet wird.
Die erfindungsgemäße Zellstoffbleiche in flüssiger Phase mit einer Kombination von Chlor- bzw. Hypochlorit- und Ozonbleiche zeichnet sich dadurch aus, daß sie bei einem beliebigen pH-Wert durchgeführt werden kann, wobei lediglich zu beachten ist, daß, wie bekannt, _ die relativen Konzentrationen von Hypochlorit, unterchloriger Säure und Chlor in der Bleichlösung vom pH-Wert abhängig sind und daß das Ozon in alkalischer Lösung schneller zerfällt. Gerade diese Erscheinungen ermöglichen eine je nach Bedarf sehr feine Regelung der Bleichwirkung.
Das Ozon-Luft-Gemisch kann in jeder beliebigen Stufe des Bleichprozesses zugeführt werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das Ozon-Luft-Gemisch in ein Bleichbad einzuleiten, das einen pH-Wert von 2 bis 4 aufweist.
Vorteilhaft ist auch ein Vorbleichen des Zellstoffes in einem ozonfreien Bleichbad mit einem pH-Wert von mindestens 9, vorzugsweise von etwa 10, an das sich das Nachbleichen durch Zusetzen des Ozon-Luft-Gemisches in das Bleichbad anschließt, doch kann das Vorbleichen, z. B. beim Bleichen von breiiger Holzmasse, auch weggelassen werden.
Bei der erfindungsgemäßen Behandlung kann auf die Erwärmung verzichtet werden, so daß man auch bei gewöhnlichen Temperaturen ebenso wie bei höheren und sogar wesentlich niedrigeren Temperaturen, z. B. knapp oberhalb des Gefrierpunktes, wirksam bleichen kann, wobei die erhaltenen Ergebnisse in jedem Falle besser sind als beim Bleichen mit Chlordioxyd.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht offenbar auf folgenden Umsetzungen: 1. C12 -I- 03 - C102 -I- C10 2. C102 -I- 03 - C103 -I- 02 (Schnellreaktion) 3. C103 -I- 03 - C102 + 2 02 4. C103 -I- CIOg -C12 +302 oder 5. C12 -I- 03 - Cl -f- C103 6. Cl -h 03 - C10 -I- 02 (Schnellreaktion) worauf das C10 die nachstehende neue Kettenreaktion einleitet: 7. CIO -f- 03 - Cl +202 B. Cl -I- 03 - C10 -I- .02. Hierbei ist der zweiatomige Sauerstoff der bleichende Faktor. Die im. Bleichbad vorhandenen und mit der Ozon-Luft-Mischung neu eingeführten Sauerstoffmoleküle werden durch das zugeleitete Ozon ständig zu starker oxydativer Tätigkeit aktiviert. Das Ozon wirkt aber nicht nur als Oxydationskatalysator, sondern gewissermaßen auch als Autoxydationsakzelerator, indem es die Kettenreaktion startet, aber im Verhältnis zur oxydativen Wirkung nur unbedeutend verbraucht wird. Es genügen einige Deka- und Hektogramm je Tonne Zellstoff - je nach der Art des Bleichgutes und nach dem Zweck des Bleichens-, um den gewünschten Bleicheffekt zu erzielen, ohne daß die Bleichtemperatur zu erhöhen wäre.
Das in irgendeiner Form im Bleichbad vorhandene freie Chlor nimmt wahrscheinlich einen großen Teil der durch den Ozonzerfall freigemachten großen Energie auf, wobei letztere um so besser ausgenutzt wird, je mehr Sauerstoffmoleküle im Verhältnis zum Ozon vorhanden sind. Durch das Einleiten der Ozon-Luft-Mischung in die Zellstoffsuspension wird demzufolge eine starke, kontrollierbare Bleichwirkung ausgeübt.
Da der im Bleichen resultierende Vorgang momentan ist und im Wasser vor sich geht, ist keine Explosions- und Vergiftungsgefahr vorhanden. Die ganze Behandlung dauert nur eine ziemlich kurze Zeit, für gewöhnlich ungefähr 10 Minuten, und die verbrauchten Ozonmengen sind verhältnismäßig gering.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Bleichens wird das folgende Ausführungsbeispiel angeführt, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist: Beispiel Zellulose wurde in einer Natriumhypochlorit enthaltenden Wasserlösung 6 Stunden lang gebleicht, wobei der pH-Wert etwa 10 war (nicht unter 9). Die Zellulosewasserlösung wurde durch Zusatz von Säure auf den pH-Wert von 3 eingestellt, und gleichzeitig wurde im Verlauf von 10 Minuten eine Ozon-Luft-Mischung zugeführt.
Man muß sich vergewissern, daß nach dem Bleichen in der Wasserlösung genügend Chlor zurückbleibt, bevor das Ozon zugesetzt wird, da sonst der Lösung Chlor zugeführt werden muß.
Bei der Untersuchung genommener Proben wurde für die mit Hypochlorit vorgebleichte Zellulose ein Weißgrad von 87,3 0/0 (Leukometerzahl) festgestellt. Die nach Zusatz von Ozon nachgebleichte Zellulose hatte einen Weißgrad von 89,1 ID/o (Leukometerzahl).
Alle beschriebenen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Bleichen von Zellstoff im chlorhaltigen Bleichbad und mit Ozon, d a -durch gekennzeichnet, daß in eine Hypochlorit, unterchlorige Säure und/oder freies Chlor enthaltende Chlorlösung mit beliebigem pH-Wert in einer beliebigen Bleichstufe ein Ozon-Luft-Gemisch eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ozon-Luft-Gemisch in ein Bleichbad eingeleitet wird, welches einen pH-Wert von 2 bis 4 aufweist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellstoff vor dem Zusatz von Ozon im Bleichbad mit einem pH-Wert von mindestens 9, vorzugsweise von etwa 10 vorgebleicht wird.