DE19917742C2 - Process for the treatment of paper fiber suspensions containing optical brighteners - Google Patents

Process for the treatment of paper fiber suspensions containing optical brighteners

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Abstract

Das Verfahren ist geeignet, optische Aufheller aus Papierfaserstoffen zu entfernen. Dabei werden z. B. durch intensives Rühren hohe Scherkräfte erzeugt, die zusammen mit hohen Temperaturen und geringer Stoffdichte die Fixierung der optischen Aufheller an die Papierfasern lösen. Die auf diese Weise freigesetzten optischen Aufheller werden dann aus der Suspension entfernt, z. B. durch Waschen.The process is suitable for removing optical brighteners from paper fiber materials. Here, for. B. generated by intense stirring high shear forces that solve the fixation of the optical brightener to the paper fibers together with high temperatures and low consistency. The optical brighteners released in this way are then removed from the suspension, e.g. B. by washing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, bestimmte Papiersorten mit optischen Aufhellern zu versehen, insbesondere um den Weißgrad anzuheben. Solche optischen Aufheller sind in der Lage, im nicht sichtbaren UV-Spektrum bei einer Wellenlänge von z. B. 350 bis 360 nm dieses Licht zu absorbieren und im sichtbaren Bereich, z. B. bei einer Wellenlänge von 440 nm, wieder zu emittieren. Gerade die Verstärkungswirkung bei ca. 440 nm führt zu einer - gewünschten - Steigerung des Weißgrades, wenn dieser mit UV-Lumineszenz gemessen wird. Diese Erscheinung nennt man Fluoreszenz. Sie führt dazu, daß ein Faserstoff mit optischem Aufhellerzusatz dem Betrachter weißer erscheint als er in Wirklichkeit ist. Neben den künstlich hergestellten Aufhellern sind auch natürlich vorkommende Stoffgruppen, wie z. B. Vinylether, Stilbene, Chinone und Lignine, in der Lage, Fluoreszenz hervorzurufen. Aufheller unterscheiden sich von den Direktfarbstoffen, da diese das Licht nur im sichtbaren Spektrum absorbieren und emittieren, ohne dabei die auftreffende Wellenlänge wesentlich in ihrer Lage zu verschieben.It is known to provide certain types of paper with optical brighteners, especially to raise the whiteness. Such optical brighteners are able in the invisible UV spectrum at a wavelength of e.g. B. 350 to 360 nm absorb this light and in the visible range, e.g. B. at a wavelength of 440 nm to emit again. The reinforcing effect at about 440 nm leads to a - desired - increase in the degree of whiteness if this with UV luminescence is measured. This phenomenon is called fluorescence. It leads to a Fibers with an optical brightener additive appear whiter to the viewer than they are in Is reality. In addition to the artificially produced brighteners are also natural Occurring groups of substances, such as B. vinyl ethers, stilbenes, quinones and lignins, in the Able to produce fluorescence. Brighteners differ from those Direct dyes because they only absorb light in the visible spectrum and emit without the incident wavelength significantly in position move.

Bei Papier werden optische Aufheller zumeist in einer Menge von 0,1 bis 3%, bezogen auf den otro-Faserstoff, eingesetzt. Wie bei der Färbung mit Direktfarbstoffen ziehen die optischen Aufheller auf die Faser auf. Erst danach und wenn sie auf der Faser fixiert sind, sind die Aufhellermoleküle voll wirksam. Der optische Aufheller ist also mit der Faser besonders eng verbunden, was bei der Altpapieraufbereitung zu beträchtlichen Schwierigkeiten führen kann. Da nämlich bei der Altpapieraufbereitung neben den mechanischen, in vielen Fällen auch chemische Prozesse angewendet werden, können die enthaltenen optischen Aufheller zerstört werden, z. B. durch eine Bleiche mit Ozon, also ihre aufhellende Wirkung verlieren. Mit Ozon arbeitet z. B. ein in der US 5,529,660 beschriebenes Verfahren.In the case of paper, optical brighteners are usually obtained in an amount of 0.1 to 3% on the otro fiber. How to draw with direct dyes the optical brighteners on the fiber. Only after that and when it is fixed on the fiber , the brightener molecules are fully effective. The optical brightener is with Fiber is particularly tightly bonded, which is too considerable in waste paper processing Can cause difficulties. Because, in addition to the mechanical, in many cases also chemical processes can be used  contained optical brighteners are destroyed, for. B. by bleaching with ozone, so lose their lightening effect. With ozone z. B. in US 5,529,660 described procedure.

Gemäß US 4,098,954 kann durch Verwendung von quaternären Ammoniumsalzen die Wirkung der Aufheller verstärkt oder abgeschwächt werden.According to US 4,098,954, the use of quaternary ammonium salts The effect of the brighteners can be increased or weakened.

In der JP 6-35 113 A (engl. Referat) wird der Einsatz von Dichloroisocynurat zur chemischen Zersetzung von Aufhellern aus Altpapier beschrieben.In JP 6-35 113 A (English section) the use of dichloroisocynurate is used chemical decomposition of brighteners from waste paper.

Die aufhellende Wirkung kann sich auch verstärken, z. B. durch eine Bleiche mit FAS. Es können dabei auch unerwünschte Farbverschiebungen vorkommen. Auch Lichtechtheit und Alterungsstabilität des Papieres können durch optische Aufheller reduziert werden. Oft wird das Vorhandensein von optischen Aufhellern als nachteilig oder gar unzulässig angesehen, da es sich dabei um Chemikalien handelt, die toxikologisch bedenklich sein können. Das gilt in besonderem Maße für Papiere und Pappen, aus denen Lebensmittelverpackungen hergestellt werden. Auch Tissue-Papiere sollten zumindest bei bestimmten Sorten frei sein von optischen Aufhellern.The brightening effect can also increase, e.g. B. by bleaching with FAS. It undesirable color shifts can also occur. Lightfastness too and aging stability of the paper can be reduced by optical brighteners. The presence of optical brighteners is often considered disadvantageous or even inadmissible viewed because these are chemicals that are toxicologically unsafe can. This is especially true for papers and cardboards from which Food packaging are manufactured. Tissue papers should at least be free of optical brighteners for certain types.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Behandlung einer entsprechenden Papierfaserstoffsuspension zu schaffen, bei der ein großer Teil der enthaltenen optischen Aufheller entfernt wird.The invention is therefore based on the object of a method for treating a to create appropriate pulp suspension in which a large part of the contained optical brightener is removed.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by those mentioned in the characterizing part of claim 1 Features resolved.

Das Verfahren verbindet die Anwendung von turbulenten Strömungsverhältnissen mit der Wirkung hoher Temperaturen in der Papierfaserstoffsuspension. Dabei hat die Suspension mit Vorteil eine Stoffdichte unter 2%, so daß sich die Turbulenz leicht ausbilden kann. Außerdem wird durch die relativ geringe Stoffdichte die Kontaktwahrscheinlichkeit der optischen Aufheller mit den Fasern und damit die Gefahr der erneuten Fixierung stark reduziert. Bei gleichzeitiger Aufbringung von hohen Scherkräften in der Suspension, die deutlich über denen liegen, die zur reinen Vermischung in einer Papierfaserstoffsuspension erforderlich sind, wird der gewünschte Effekt weiter gesteigert. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Kombinationen die Ablösung der fest mit den Papierfasern verbundenen optischen Aufheller gelingt. Sie werden in feiner Form abgelöst, so daß sie z. B. durch Waschen aus der Suspension entfernbar sind. Aber auch eine selektive Flotation ist denkbar.The process combines the use of turbulent flow conditions with the effect of high temperatures in the pulp suspension. The Suspension with a consistency below 2%, so that the turbulence is easy can train. In addition, the relatively low consistency Probability of contact of the optical brightener with the fibers and thus the danger the re-fixation greatly reduced. With simultaneous application of high  Shear forces in the suspension, which are significantly higher than those for pure Mixing in a pulp suspension is required desired effect further increased. It has been shown that through these combinations the optical brighteners firmly attached to the paper fibers can be detached. she are detached in fine form, so that they e.g. B. by washing from the suspension are removable. Selective flotation is also conceivable.

Claims (18)

1. Verfahren zur Behandlung von optische Aufheller enthaltenden Papierfaserstoffsuspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierfaserstoffsuspension bei einer Behandlungstemperatur von mindestens 50°C unter Aufbringung von intensiven Scherkräften in eine turbulente Strömung versetzt wird und daß anschließend die freigesetzten optischen Aufheller aus der Papierfaserstoffsuspension entfernt werden.1. A process for the treatment of pulp suspensions containing optical brighteners, characterized in that the pulp suspension is placed in a turbulent flow at a treatment temperature of at least 50 ° C with the application of intense shear forces and that the released optical brighteners are then removed from the pulp suspension. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freigesetzten optischen Aufheller aus der Papierfaserstoffsuspension ausgewaschen werden.2. The method according to claim 1, characterized, that the released optical brighteners from the pulp suspension be washed out. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei mindestens 90°C durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the treatment is carried out at at least 90 ° C. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei mindestens 100°C durchgeführt wird.4. The method according to claim 3, characterized, that the treatment is carried out at at least 100 ° C. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoffgehalt der Papierfaserstoffsuspension bei der Behandlung auf höchstens 2% eingestellt wird.5. The method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized, that the pulp content of the pulp suspension during treatment a maximum of 2% is set. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserstoffgehalt der Papierfaserstoffsuspension bei der Behandlung auf höchstens 1% eingestellt wird.6. The method according to claim 5, characterized,  that the pulp content of the pulp suspension during treatment a maximum of 1% is set. 7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die turbulente Strömung durch Rühren der Papierfaserstoffsuspension erzeugt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the turbulent flow by stirring the pulp suspension is produced. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rühren eine Relativgeschwindigkeit zwischen Rührorgan und Papierfaserstoffsuspension von mindestens 2 m/sec erzeugt wird.8. The method according to claim 7, characterized, that when stirring a relative speed between the stirrer and Paper pulp suspension of at least 2 m / sec is generated. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührvorgang mindestens 1 min lang durchgeführt wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized, that the stirring process is carried out for at least 1 min. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührvorgang mindestens 5 min lang durchgeführt wird.10. The method according to claim 9, characterized, that the stirring process is carried out for at least 5 minutes. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührvorgang mit einem schnelllaufenden Büttenpropeller durchgeführt wird.11. The method according to any one of claims 7, 8, 9 or 10, characterized, that the stirring process is carried out with a high-speed handmade propeller becomes. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im Waschwasser enthaltenen optischen Aufheller chemisch oder mechanisch koaguliert werden. 12. The method according to any one of claims 2 to 11, characterized, that the optical brightener contained in the wash water chemically or be mechanically coagulated.   13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Waschwasser enthaltenen optischen Aufheller abgefiltert werden.13. The method according to any one of claims 2 to 12, characterized, that the optical brighteners contained in the wash water are filtered off. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Waschwasser enthaltenen optischen Aufheller ausflotiert werden.14. The method according to any one of claims 2 to 12, characterized, that the optical brighteners contained in the wash water are floated out. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Waschwasser enthaltenen optischen Aufheller sedimentiert und entfernt werden.15. The method according to any one of claims 2 to 12, characterized, that the optical brightener contained in the wash water sedimented and be removed. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschwasser zum Verdünnen der Papierfaserstoffsuspension vor der Behandlung verwendet wird.16. The method according to any one of claims 2 to 15, characterized, that the wash water for diluting the pulp suspension before Treatment is used. 17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten optischen Aufheller wieder verwendet werden, um den Weißgrad von Papieren zu erhöhen.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the removed optical brighteners are used again to the Increase whiteness of papers. 18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierfaserstoffsuspension durch Zuleiten von heißem Wasser auf die Behandlungstemperatur gebracht und gleichzeitig verdünnt wird.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the pulp suspension by supplying hot water to the Brought treatment temperature and is simultaneously diluted.
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