DE2704758B2

DE2704758B2 - Verfahren zum Peroxydbleichen von durch Refinen von Spanen gebildetem Cellulosefaserbrei

Info

Publication number: DE2704758B2
Application number: DE2704758A
Authority: DE
Inventors: Goeran Erik Annergren; Tjell- Aake Soerberge Haegglund; Per-Olov Lindblad
Original assignee: SCA Development AB
Current assignee: SCA Development AB
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1977-02-04
Publication date: 1978-05-11
Also published as: JPS5296204A; FR2340399A1; BR7700715A; NZ183120A; DE2704758A1; AU2157077A; ATA50877A; SE407091B; SE7601285L; NO770384L; FI770150A; AT357864B

Description

Das Peroxidbleichen eines mechanischen Holzfaserbreis wurde seit langem in der Industrie angewandt. Durch Optimieren des Bleichverfahrens wurde es möglich, mechanische Holzfaserbreie mit Helligkeiten von nahezu 80% SCAN (bestimmt gemäß dem Standard SCAN-C 11 :62 des Scandinavian Pulp, Paper and Board, Testing Committee, Mai 1962) zu erhalten. Diese Faserbreie sind von speziellem Interesse, da sie allem Anschein nach auch für feine Druckpapiere verwendet werden können. Bei dieser Art des Peroxidbleichens wäre es optimal, das Bleichen bei einem pH-Wert van ca. 10,5 zu beginnen und bei einem pH-Wert von ca. 9,0 zu beenden. Die Temperatur sollte normalerweise im Bereich zwischen 40 und 60"C liegen, wobei möglicherweise die niedrige Temperatur zu bevorzugen ist. Die Zeit hängt zu einem großen Ausmaß von den Umständen ab, jedoch kann sie normalerweise im Bereich von 0,5 bis 2 Std. liegen. Im allgemeinen wurde es als wesentlich angesehen, daß große Mengen Natriumsilicat zugegeben werden, um die Wirkung störender Verunreinigungen, vor allem von Schwermetallegierungen, auszuschalten.

Man fand, daß das Bleichen mit zunehmend größeren Zugaben an Natriumsilicat verbessert wird. Ein ernsthaftes Problem besteht jedoch darin, daß das Bleichen durch eine alkalische Verfärbung gestört wird, die bei den vorliegend beschriebenen Verfahrensbedingungen rasch aufzutreten scheint, wenn der genannte anfängliche pH-Wert von 10,5 erhöht wird, und beispielsweise bei einem pH-Wert bis zu 11 erheblich ist.

Im allgemeinen stellte sich der thermomechanische Faserbrei aufgrund einer verbesserten Papierfestigkeit als ein Erfolg heraus und ersetzt in zunehmendem Ausmaß den mechanischen Holzfaserbrei, soweit es sich um ungebleichten mechanischen Faserbrei handelt. Im Hinblick auf den gebleichten Faserbrei jedoch fand man, daß das normale Peroxidbleichen eine erheblich schlechtere Helligkeit bei dem thermomechanischcn Faserbrei ergibt. Aus diesem Grunde konnte die Verwendung dieses Faserbrei typs für anspruchsvollere Anwendungszwecke nicht ins Auge gefaßt werden. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei zunehmendem pH-Wert zu Beginn und unter gleichzeitiger Verringerung der Silicatzugabe eine hohe Helligkeit selbst bei thermomechanischem Faserbrei erhalten werden kann, obgleich gemäß den früheren Erfahrungen diese Stufen jeweils eine negative Wirkung auf die Helligkeit ausüben wurden. Es wurden hierdurch Helligkeitswerte von ca. 80% SCAN erhältlich, und somit wurde das Hindernis für eine allgemeinere Verwendung von thermomechanischem Faserbrei ausgeräumt. Dieser Effekt ist jedoch nicht einfach zu erklären. Allem Anschein nach besitzt ein hoher pH-Wert zu Beginn eine stark positive Wirkung in bezug auf das Bleichen, jedoch scheint es gleichzeitig erforderlich zu sein, rasch den pH-Wert zu erniedrigen, um einen hohen pH-Wert in einer zweiten Phase des Peroxidbleichens zu vermeiden. Diese rasche Abnahme des pH-Wertes kann nicht bei einer erheblichen Silicatzugabe erreicht werden, da diese eine stark puffernde Wirkung auf die Bleichlösung ausüben würde. Die negative Wirkung einer derartigen Pufferung, die ihrerseits durch eine alkalische Verfärbung des Lignins zum Ausdruck kommt, scheint eine stärkere Wirkung zu besitzen als der positive Effekt einer zusätzlichen Silicatzugabe. Es könnte auch der Fall sein, daß ein anfänglich hoher pH-Wert die Notwendigkeit großer Silicatmengen neutralisiert bzw. aufhebt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es somit, daß das Peroxidbleichen einer durch Refinen bzw. Raffination erhaltenen Pulpe bei einem anfänglichen pH-Wert durchgeführt wird, der höher ist als der pH-Wert des normalen Peroxidbleichens, und daß die übliche Silicatzugabe beim Peroxidbleichen auf ein derartiges Ausmaß eingeschränkt wird, daß die Endphase des Peroxidbleichens bei einem pH-Wert durchgeführt wird, der unterhalb des kritischen Wertes im Hinblick auf die alkalische Verfärbung des Lignins liegt.

Der End-pH jedoch muß derart gewählt sein, daß die Silicatzugabe nicht unterhalb des Wertes bzw. Bereiches liegt, bei dem ein zufriedenstellender Schutz des Peroxidbleichens im Hinblick auf eine störende Schwermetallegierungen u. dgl. erhalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden eingehender anhand der Beispiele 1 bis 3 erläutert, die um der besseren Veranschaulichung willen in Form tabellarischer Angaben dargestellt sind. Bei den Untersuchungen wurde ein thermomechanischer Faserbrei mit einer Konzentration von 12% verwendet. Das Bleichen wurde bei einer Temperatur von 40 C während eines Zeitraumes von 2 Std. durchgerührt, und die Menge an zugefügtem Natriumsilicat betrug in sämtlichen Beispielen 30 kg je Tonne absolut trockenen Faserbreis, während bei den Angaben lürdas herkömmliche Bleichen 50 kgje Tonne absolut trockenen Faserbreis verwendet wurden, entsprechend der optimalen Menge bei einem herkömn/-lichen Peroxidbleichverfahren. Außerdem wurden 0,5 kg Magnesiumsulfat, berechnet je Tonne Faserbrei, zugegeben. Zu Vergleichszwecken wurden zwei Untersuchungen angefiihrt, die gemäß der herkömmlichen Bleitechnik mit dem gleichen Faserbreityp durchge-

-) führt wurden.

In der Tabelle sind zwei Meßwerte für die Helligkeit sowie für die Leuchtendichte angegeben, d. h. Messungen direkt nach dem Bleichen bzw. Messungen nach der Behandlung der Probe mit SO2. Die Messungen wurden

in gemäß dem SCAN-Standard durchgeführt, auf den in dem einführenden Teil Bezug genommen wurde.

Wie aus den Analysenergebnissen der Tabelle und den Vergleichsversuchen hervorgeht, führte das erfindungsgemäße Verfahren zu einer erheblichen Verbes-

|-, serung der Helligkeit. Das erfindungsgemäße Bleichverfahren macht es möglich, Refiner-Faserbrei bzw. Refiner-Pulpe unter Erzielung von Helligkeitswerten zu bleichen, die entscheidend den Anwendungsbereich des Refiner-Faserbreis erweitern.

kg H₂O, kg Silicatpro Tonne pro Tonne
Faserbrei Faserbrei

Anfänglicher pH-Wert

KndpH-Wert

Helligkeit, % SCAN

direkt nach SO2-

Bchandlung

Leuchtdichte, %SCAN

direkt

nach SO₂-Behandlung

Beispiel I
Beispiel 2
Beispiel 3

Herkömmliche
Arbeitsweise

20
30
40
20
40

11,2	9,6	74,7	75,3	89,2	90,5
11,3	9,8	77,3	77,7	90,2	91,4
11,35	9,9	79,9	80,2	92,0	93,1
10,5	8,7	71,5	72,1	87,6	88,9
10,5	8,6	74,2	74,7	89,3	90,6

Claims

Patentansprüche:

ί. Verfahren zum Peroxidblcichen von durch Refinen von Spänen gebildetem Cellulosefaserbrei, insbesondere des sogenannten thermomechanischen Faserbreis, der aus mit Wasserdampf vorerhitzten Spänen unter Zugabe von Silicat hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichen vorzugsweise nach einer Vorbehandlung in an sich bekannter Weise mit einem Komplexierungsmittel wie Äthylen-diamino-letracssigsäure oder mit Calciumchlorid, mit einer Bleichllüssigkeit durchgeführt wird, deren Alkalinität in der Anfangsphase des Bleichens so eingestellt ist, daß der pH-Wert der Flüssigkeit, gemessen in der Faserbreisuspension, 11,0 bis 12,0, vorzugsweise 11,5 bis 12,0, beträgt, wobei gleichzeitig die Menge an zugefügtem Silicat zur Herabsetzung der Pufferkapazität des Systems auf max. 50 kg, vorzugsweise max. 40 kg, insbesondere 30 kg, berechnet je Tonne absolut trockenen Faserbreis, begrenzt wird und so während der Endphase des Bleichens ein pH-Wert von 9,0 bis 10,5, vorzugsweise 9,5 bis 10,0, gemessen in der Pulpensuspension, erhalten wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichen bei einer Temperatur von 40 bis SO"C, vorzugsweise 40 bis 60 C", durchgeführt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bleichen während eines Zeitraumes von 0,3 bis 2 Stunden durchgeführt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumchlorid in einer Menge von 5 bis 40 kg, beispielsweise 20 kg, berechnet je Tonne absolut trocknenen Faserbreis, zugegeben wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Komplexierungsmittel in einer Menge von 0,5 bis 5,0 kg, beispielsweise 2 kg, berechnet je Tonne absolut trockenen Faserbreis, zugegeben wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumsulfat zu der Bleichllüssigkeit in einer Menge von bis zu 0,5 kg je Tonne absolut trockenen Faserbreis zugegeben wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Peroxid in Form von Wasserstoliperoxid oder einer Mischung von Wasserstoffperoxid und Natriumperoxid in einer Menge entsprechend 10 bis 80 kg Wasserstoffperoxid je Tonne absolut trockenen Faserbreis zugegeben wird.