DE2532888B2 - Stoffentlüfter für die Papierfabrikation - Google Patents
Stoffentlüfter für die PapierfabrikationInfo
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- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1026—Other features in bleaching processes
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Oxalkylierungsprodukten
von Fettalkoholen als Schaumdämpfer in der Papierindustrie.
Bei der Papierfabrikation können mannigfache Störungen infolge von Schaumbildung auftreten. Wenn
dabei der Schaum mit notiertem Schmutz während der Biaiibiidung auf die Papierbahn gelangt, entstehen auf
dem Papier Schaumflecken. Der Schaum, der sich bei der Papierherstellung bildet, ist in der Regel stabil und
hält sich daher lange an strömungsarmen Stellen, an denen er eintrocknen und in dieser Form vom Stoff
fortgetragen werden kann, so daß ebenfalls Flecken im Papier entstehen. Man verwendet daher Entschäumer,
die die Neigung haben, sich an der Wasseroberfläche anzureichern und somit einer Schaumbildung entgegenwirken.
Bei den bekannten Entschäumern handelt es sich meistens um dünnflüssige öle, die oft im Gemisch
mit geeigneten Emulgatoren eingesetzt werden. Bekannte Emulgatoren für diesen Zweck bestehen
beispielsweise aus oxyäthylierten Fettsäuren. Diese Produkte bilden zwar Emulsionen mit Wasser, jedoch
weisen die Emulsionen nur eine geringe Stabilität auf und zeigen eine starke Neigung zum Aufrahmen.
Derartige Stoffe eignen sich zwar als Entschäumer, weil sie sich bei ruhiger Strömung in der Nähe der
Wasseroberfläche anreichern, jedoch ist die Konzentration der oxäthylierten Fettsäuren in der Stoffmasse zu
gering.
Von einem sogenannten Stoffentlüfter muß man dagegen verlangen, daß seine Konzentration in der
Stoffmasse erhalten bleibt. Nur auf diese Weise kann er eine stoffentlüftende Wirkung entfalten, indem er das
Blasenwachstum der feinverteilten Blasen fördert. Die großen Blasen steigen dann an die Oberfläche der
Faseraufschlämmung und platzen, so daß sich kein Schaum ausbilden kann.
In der Regel ist es daher so, daß der Schaum nur eine
sekundäre Störquelle ist, primär ist in der Luft, die als Blasen unterschiedlicher Größe in der Faserstoffsuspension
vorliegt, ein fabrikationsbehindernder Faktor zu sehen. Die Luftblasen stören beispielsweise den
Entwässerungsvorgang auf der Papiermaschine, verursachen eine poröse Struktur des Blattes und können
sogar Löcher in der Papierbahn bilden. Da bei der Papierherstellung aus Rationalisierungsgründen immer
höhere Arbeitsgeschwindigkeiten auf den Maschinen angewendet werden, steigt naturgemäß die Gefahr der
Untermischung von Luft in die Faserstoffsuspension, weil sie eine höhere Strömungsgeschwindigkeit hat, da
sich die Förder- und Mahlorgane (Propeller, Pumpenflügel, Kegelmühlen usw.) rascher bewegen. Wegen der
Umweltbelastung wird außerdem der Wasserkreislauf der Papiermaschinen immer stärker geschlossen, so daß
sich darin wasserlösliche Stoffe anreichern, den Schaum stabilisieren und teilweise auch die Schaumbildung
fördern. Auch in den nachgeschalteten Kläranlagen macht sich die Schaumbildung oft störend bemerkbar.
Aus der DE-OS 21 61 772 ist es bekannt, oxpropylierte
gesättigte, geradkettige Fettalkohole als Entschäumer in der Papierindustrie zu verwenden.
Aus der CH-PS 3 44 735 sind Entschäumermischungen bekannt, die 50 bis 90 Gew.-% eines gesättigten
aliphatischen einwertigen Alkohols mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen und 5 bis 15 Gew.-% eines
nichtionischen Tensids enthalten. Als nichtionische Tenside können auch Anlagerungsprodukte von 6 bis 40
Mol Äthylenoxid an ein Mol eines Alkohols mit einem höheren Molekulargewicht, wie Stearylalkohol, verwendet
werden. Die Mischungen werden in Wasser emulgiert und in dieser Form dem Papierstoff bei der
Herstellung von Papier in Mengen ve. 0,01 bis 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der trockenen
2(i Fasern, zugesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stoffentlüfter für die Papierindustrie zu entwickeln, der sich durch eine
maximale Wirksamkeit bei minimalem Verbrauch auszeichnet und mit ölen Emulr ionen bildet, die iange
2ΐ Zeit stabil sind und nicht aufrahmen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung von oxalkylierten geradkettigen, gesättigten
Fettalkoholen mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen, die durch Umsetzung von einem MoI des Alkohols mit (a) 5
jo bis 60 MoI Propylenoxid und anschließend (b) 0,5 bis 20
Mol Äthylenoxid oder mit einer Mischung aus (a) und (b) hergestellt werden, als Stoffentlüfter bei der Papierfabrikation.
Die Lösung der Aufgabe ist als überraschend
j") anzusehen, weil man annehmen mußte, daß die
Forderung nach einer maximalen Verteilbarkeit eines Entschäumers, gepaart mit einer maximalen hydrophoben
Wirkung, sich im wäßrigen Medium kaum realisieren ließe. Ein besonderer Vorteil beim erfindungsgemäßen
Einsatz der oben beschriebenen alkoxylierten Fettalkohole besteht darin, daß diese Mittel eine
relativ geringere Viskosität aufweisen als oxpropylierte Fettalkohole, wodurch die Handhabung der Produkte
wesentlich erleichtert wird.
•r> Verfahren zur Herstellung der Alkoholoxalkylate
sind Stand der Technik. Man verfährt dabei in der Regel so, daß man einen entsprechenden Alkohol oder ein
Alkoholgcmisch in Gegenwart von Basen als Katalysator, beispielsweise NaOH oder KOH, mit der gewünsch-
"io ten Menge Alkylenoxid bei Tempe; jturen zwischen 100
und 1600C im Autoklav unter Inertgasatmosphäre unter
r»ruck in Abwesenheit von Lösungsmitteln umsetzt.
Geradkettige, gesättigte Fettalkohole mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen sind beispielsweise Dodecylalkohul,
ii Laurylalkohol, Stearylalkohol, höhere Wachsalkohole,
wie Cetylalkohol und Alkoholgemische, die in der Technik durch Oxierung vom Olefinen (Oxoverfahren,
bei dem man Olefine mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart von Katalysatoren umsetzt)
ho oder nach dem Ziegler-Verfahren durch Oxidation von
Aluminiumalkylen und anschließender Verseifung in Form verschiedener Destillationsschritte erhältlich sind.
Die genannten Alkohole werden in an sich bekannter
Weise zunächst (a) mit Propylenoxid umgesetzt. Pro Mol Alkohol verwendet man 5 bis 60 Mol Propylenoxid,
vorzugsweise 20 bis 40 Mol Propylenoxid. Die Reaktionstemperaturen liegen in dem Bereich von etwa
105 bis 115°C. Die so erhaltenen nronnxvliprtpn
Fettalkohole werden anschließend bei Temperaturen von 140 bis 1600C mit b) 0,5 bis 20 Mol, vorzugsweise 2
bis 10 Mol Äthylenoxid umgesetzt. Die Angaben in Mol Äthylenoxid beziehen sich auf den Fettalkoholrest bzw.
den propoxylierten Fettalkchol. Der Einbau des Äthylenoxids bewirkt, daß man Produkte mit ausreichender
Emulgierbarkeit erhält. Erfindungsgemäß verwendbare Produkte erhält man auch dann, v/enn man
Fettalkohole mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen oder deren Gemische mit Mischungen aus Äthylenoxid und
Propylenoxid in dem oben angegebenen Verhältnis bei Temperaturen von etwa 120 bis 1300C zur Reaktion
bringt. In diesem Fall sind Äthylenoxid- und Propylenoxid-Einheiten in der Polyätherkette statistisch verteilt,
während man bei der zuerst beschriebenen Verfahrensvariante Blockcopolymerisate erhält. Die Produkte
können z. B. mit Hilfe der Hydroxylzahl charakterisiert werden. Eine weitere Maßnahme zur Kennzeichnung
der erfindungsgemäß zu verwendenden Produkte besteht in der Bestimmung der Hydrierjodzahi, weil sich
bei höheren Temperaturer, und unter Einwirkung stark
alkalischer Medien Propylenoxid abspaltet und in Allylalkohol umlagert.
Ungesättigte Alkohle, wie Oleylalkohol, ergeben bei der oben beschriebenen Oxalkylierung Produkte, die als
Stoffentlüfter bei der Herstellung von Papier nur wenig wirksam sind. Die Wirksamkeit der erfindungsgemäß
einzusetzenden Produkte wird zwar nicht merklich beeinträchtigt, wenn man mehr als 60 Mol Propylenoxid
auf Alkohole aufpolymerisiert, man benötigt dann jedoch größere Mengen an Äthylenoxid, um den
hydrophoben Einfluß des Propylenoxids auf ein vertretbares Maß zurückzudrängen.
Die oben beschriebene oxalkyiierten Produkte werden in der Papierindustrie überJI dort angewendet,
wo eine Schaumbildung die Papierlabrikation stört. Im Falle der Papierherstellung ist die Enischäumung
(Masseentschäumung) der Papierfaserstoffsuspension besonders wichtig. Bezogen auf trocknen Faserstoff
verwendet man die gemäß Erfindung einzusetzenden oxalkyiierten Fettalkohoic in Mengen von 0,005 bis 0,1,
vorzugsweise von 0,01 bis 0,06%.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen genannten Teile
sindGewichtsteilc.
Herstellung der alkoxylierten Alkohole
A) In einem trocknen Autoklav mit Rührer, Thermometer,
Gaseinleitungsrohr und Manometer werden, nachdem der Autoklav vorher gründlich mit
Stickstoff gespült wurde, 3 Teile Kaliumhydroxid mit 160 Teilen eines aus etwa 5 Gewichtsprozent
C'm-Alkohol, 55 Gewichtsprozent C2o-Alkohol, 25
Gewichtsprozent QrAlkohol, 10 Gewichtsprozent C^-Alkohol und 5 Gesichtsprozent C2(.-Alkohol
bestehenden, nach dem Ziegler-Verfahren hergestellten und nach Destillation als Rückstandsfraktion
verbleibenden Alkoholgemisches vermengt. Zu dieser Beschickung werden innerhalb von 4 — 6
Stunden unter Rühren bei 110 bis 1150C 850 Teile
Propylenoxid zugegeben. Der Druck soll sich dabei zwischen 3 und 6 bar bewegen. Nach der üblichen
Nachreaktionszeit von 2-3 Stunden erhöht man die Temperatur auf 140-1500C und preßt bei
Drücken um 2 — 5 atü binnen einer halben Stunde 100 Teile Äthylenoxid ein. Die Mischung wird eine
weitere Stunde bei 140-1500C gerührt, um die
Reaktion zu beenden. Dann kann das Produkt dem
Reaktor entnommen werden. Der Katalysator wird mit Eisessig neutralisiert. Flüchtige Anteile werden
durch kurzes Evakuieren der Mischung bei 100-120°C entfernt. Das flüssige bis pastöse
Produkt enthält ca 76% Propylenoxid und 9% Äthylenoxid.
B) Nach der Arbeitsweise gemäß (A) wurden 100 Teile eines durch Oxosynthese erhaltenen Ci6- bis
Qg-Alkoholgemisches mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 160 bis 170 nacheinander bei 110 bis 115°C mit 800 Teilen Propylenoxid
und bei 140 bis 1500C mit 50 Teilen Äthylenoxid
umgesetzt. Das nach Neutralisation des Katalysators anfallende Produkt ist eine fast farblose, nur
leicht trübe Flüssigkeit mit einem Propylenoxid-Anteil von ca. 84% und einem Äthylenoxidanteil
von ca. 5%.
Nach der unter (A) beschriebenen Arbeitsweise
Nach der unter (A) beschriebenen Arbeitsweise
wurden die in der Tabelle angegebenen Stoffe miteinander umgesetzt.
Produkt | Fettalkohol | Propylenoxid | Äthylenoxid |
(Mol) | (Mol) | ||
C | C16-bis Cr | 35 | 5 |
Alkohol | |||
D | Cq- bis C,, | 25 | 10 |
E | C22 | 30 | g |
F | Talgfettalkoho! | 25 | 12 |
Beispiel I |
In einer Papierfabrik wurde auf einer Langsiebmaschine bei einer Geschwindigkeit von 600 m/min ein
Tiefdruckpapier des Fiächengewichts von 60 g/m2 erzeugt. Der Eintrag bestand aus 60% Holzschliff, 40%
gebleichtem Sulfitzellstoff und 20% Kaolin bez. auf Faserstoff. Die Anlage war z.var mu einer Vakuumentlüfung
ausgerüstet, dennoch war es notwendig, einen Schaumverhüter zuzusetzen, um ein einwandfreies
Blattbild zu erhalten. Zur Kontrolle des Blattbildes wurde von jedem Tambour eine ca. 50 cm breite Bahn
quer zur Maschineneinrichtung abgerissen und gegen durchscheinendes Licht betrachtet. Um zu einem
blasenfreien, gleichmäßigem Blattbild zu gelangen, war ein Zusatz von 200cmJ/min eines flüssigen Schaumverhüters
auf Basis oxäthyliertcr Talioifctlsäure (4-5 MoI Äthylenoxid je Mol Fettsäure) in das Siebwasser
erforderlich.
Nach Umstellung der Produktion unter Einsatz eines erfindungsgemäßen Stoffentlüfters, dessen Zusammensetzung
oben unter C angegeben ist, war eine Dosierung von l40cm3/min des Produkts C ausreichend, um das
gleiche Blattbild wie vorher bei einer Dosierung von 200 cmVmin eines konventionellen Schaumverhüters zu
erzielen.
Auf einer Rundsiebkartonmaschine, die mit 6 Gegenstromrundsieben ausgerüstet war, wurde bei
einer Geschwindigkeit von 100 m/min ein 400 g schwerer Karton erzeugt. Dieser Karton wurde in der
Trockenpartie der Maschine mit einer Leimpresse und einer Rollrakelanlage nachveredelt. Die Decke hatte
weiße Späne zum Eintrag, die Einlage und die Rückseite wurden aus Altpapierstoff gearbeitet. Decke und
Rückseite wurden mit Harzleim und Alaun ecleimt. Auf
der Kartonmaschine zeigten insbesondere die Rundsiebe für den Decken- und Rückenseitenstoff stärkeres
Schäumen, aber auch in den Sieben, die mit dem Einlagenstoff beaufschlagt wurden, trat eine störende
Schaumbildung auf. Um diesen Schaum zu bekämpfen, setzte man bisher als Schaumverhüter äthoxylierte
Stearinsäure ein. Man benötigte eine Dosierung von 0,05%, bezogen auf den Stoff, bei der Decke und der
Rückseite, bei der Einlage genügte eine Menge von 0,02%.
Verwendet man dagegen die unter B und D oben beschriebenen Stoffentlüfter, so konnte die Einsatzmenge
verringert werden. Sie betrug in der Decke und in der Rückseite nur noch 0,02% und in der Einlage nur noch
0,01%. Die wesentlich geringere Zusatzmenge bewirkte eine vorteilhaftere Leimung. Es wurde außerdem
festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Stoffentlüfter die Entwässerung beschleunigten. Beim Umstellen sank
das Niveau auf der Einlaufseite im Rundsiebtrog stark ab, der Maschinenführer mußte Wasser nachgeben. Die
stärkere Stoffverdünnung wirkte sich dabei günstig auf
die Blattbildung aus.
Ein Sedimentationstrichter, der als Stoffänger für eine Toilettekreppmaschine fungierte (50 Tonnen Rillenkrepp
pro Tag, 38 g/m2 mit 420 bis 350 m/min), zeigte ungenügende Klärwirkung wegen Stoffflotation. Man
verwendete bei der Herstellung einen Schpumverhüter aus oxäthylierter ölsäure (3 Mol Äthylenoxid pro Mol
ölsäure) der mit 0,45 Gew.-%, bezogen auf den Stoff, an der Maschine in den Källe-Regler dosiert wurde. Trotz
dieser hoben Dosierung konnte eine durchgreifende Entschäumung im Trichter nicht erreicht werden.
Verwendet man dagegen als Stoffentlüfter das in der Tabelle unter E beschriebene Produkt, so ging bereiü
bei einer Dosierung von 0,05 Gew.-%, bezogen auf den Stoff, der Schaum im Siebschiff sofort zurück, der
Trichter wies keine aufnotierten Stoffkuchen mehr auf
ίο und klärte einwandfrei.
In einer Zellstoffbleiche, in der Sulfitzellstoff in 4
Stufen (Chlorierung, Extraktion, Hypochlorit, Hypochlorit) gebleicht wurde, trat insbesondere im Zellenfilter
nach dem Chlorierungsturm eine veränderliche Entwässerungsleistung auf, die dadurch unter Kontrolle
gehalten wurde, daß man 0,02 Gew-% eines Entschäumers eis 1 Mol Tallölfettsäure und 4 Mol Äthylenoxid
im Gemisch mit Paraffinöl im G-vichtsverhältnis 1 : 1
zusetzte.
Dann wurde erfindungsgemäß das in der Tabelle in F angegebene Produkt zunächst in gleicher Menge wie
das bekannte zugegeben. Danach wurde die Dosierung
stufenweise zurückgenommen, bis sie nur noch 0,01 Gew.-% bezogen auf Zellstoff betrug. Bei dieser
Dosierung entwässerte der Zellstoff auf eine höhere Stoffdichte (5,5%) als vorher mit 0,02% des konventionellen
Schaumverhüters, mit dem nur eine Stoffdichte von 4,8% zu erreichen war.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung von oxalkylierten, geradkettigen, gesättigten Fettalkoholen mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen, die durch Umsetzung von 1 Mol des Alkohols mit(a) 5 bis 60 Mol Propylenoxid und anschließend(b) 0,5 bis 20 Mol Äthylenoxidoder mit einer Mischung aus (a) t rid (b) hergestellt werden, als Stoffentlüfter bei der Papierfabrikation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19752532888 DE2532888C3 (de) | 1975-07-23 | 1975-07-23 | Stoffentlüfter für die Papierfabrikation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752532888 DE2532888C3 (de) | 1975-07-23 | 1975-07-23 | Stoffentlüfter für die Papierfabrikation |
Publications (3)
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---|---|
DE2532888A1 DE2532888A1 (de) | 1977-02-10 |
DE2532888B2 true DE2532888B2 (de) | 1979-03-22 |
DE2532888C3 DE2532888C3 (de) | 1981-07-09 |
Family
ID=5952230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752532888 Expired DE2532888C3 (de) | 1975-07-23 | 1975-07-23 | Stoffentlüfter für die Papierfabrikation |
Country Status (1)
Country | Link |
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US6562875B1 (en) | 2001-08-30 | 2003-05-13 | Ondeo Nalco Company | Aqueous defoamer composition |
AR118832A1 (es) * | 2019-05-03 | 2021-11-03 | Sasol Performance Chemicals Gmbh | Mezclas de alcoxilatos de alcohol como desespumantes acuosos concentrados |
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SE179806C1 (sv) * | 1955-06-13 | 1962-06-26 | Nopco Chem Co | Skumdämpningsmedel |
US3598755A (en) * | 1968-07-05 | 1971-08-10 | Continental Oil Co | Foam control agents |
JPS4715741A (de) * | 1971-01-27 | 1972-08-25 | ||
BE787398A (fr) * | 1971-08-10 | 1973-02-12 | Basf Ag | Alcools oxalcoyles et preparations detergentes les contenant comme anti-mousses |
-
1975
- 1975-07-23 DE DE19752532888 patent/DE2532888C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2532888A1 (de) | 1977-02-10 |
DE2532888C3 (de) | 1981-07-09 |
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