DE3923728A1 - Verfahren zur stabilisierung der viskositaet von zellstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung der Viskosität von Zellstoffen, die im Verlauf einer Bleichsequenz mit Ozon bzw. Ozon/Sauerstoff behandelt wurden, auf dem Niveau von Materialien, wie sie mit der konventionellen Chlorbleiche erhalten werden.

Die Bleiche von Zellstoffen findet heute noch überwiegend unter Einsatz von Chlor bzw. chlorhaltigen Bleich­ mitteln statt.

Da die daraus resultierende Belastung der Abwässer durch chlorierte Verbindungen unerwünscht ist, werden zunehmend Sauerstoff-haltige Bleichmittel wie Sauerstoff, Ozon oder Wasserstoffperoxid eingesetzt.

Es zeigt sich jedoch, daß man durch den Einsatz von Sauerstoff zur Vordelignifizierung den Bedarf an Chlor für eine konventionelle Endbleiche deutlich verringern kann, seine Verwendung jedoch nicht vollständig zu vermeiden ist.

Eine Delignifizierung nur mit Sauerstoff oder Wasser­ stoffperoxid liefert nur begrenzte Ligninabbauraten. Wendet man sehr drastische Delignifizierungsbedingungen in der Sauerstoffstufe an, kommt es zu einer irrever­ siblen Schädigung des Zellstoffs.

Zur Intensivierung der Delignifizierung ist die Kombination des Einsatzes von Sauerstoff und Ozon notwendig. Da Ozon ein sehr reaktives und gleichzeitig unselektives Bleichmittel darstellt sind bereits bei geringenOzon-Einsatzmengen Nebenreaktionen, wie die Oxidation der Cellulose, nicht zu vermeiden.

Die dabei entstehenden Carbonylgrupen erhöhen die Empfindlichkeit der Zellulose gegen den alkalischen Abbau.

Dieser führt bei der der Ozonbehandlung, die im sauren stattfindet, folgenden alkalischen Extraktion zu einer Aufspaltung der Zelluloseketten und damit im Vergleich zu den unter Chloreinsatz gebleichten Stoffen zu einem Rückgang der Viskosität und der Festigkeiten der Zellulose.

O. Kordsachia und R. Patt beschreiben in der Zeitschrift Holzforschung 42 (1988) 203-209, daß man durch den Zusatz von Natriumborhydrid das durch die Ozonbehandlung verursachte Absinken des durchschnittlichen Polymeri­ sationswertes zumindest teilweise rückgängig machen kann.

Dies gelingt jedoch nur bei niedrigen Ozondosierungen (0,5%) und bescheidenen Weißgehalten (86(ISO)).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, bei dem man im Vergleich zu den unter Chloreinsatz gebleichten Stoffen bei niedrigen Ozondosierungen praktisch kein Absinken der Viskositäten und auch bei höheren Konzentrationen ein nur geringfügiges Nachlassen in Kauf nehmen muß und Zellstoffe mit einem Weißgehalt von etwa 90 (ISO) erhält.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Stabilisierung der Viskosität von Zellstoff im Anschluß an eine Ozon- bzw. Ozon-/Sauerstoffbehandlung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Zellstoff bei einempH-Wert von 8 bis 12 mit 0,05 bis 1 Gew.-% Formamidinsulfinsäure, bezogen auf atro Zellstoff, bei 40 bis 90°C, bevorzugt 50 bis 80°C, behandelt.

Als Zellstoff sind für dieses Verfahren geeignet alkalisch und sauer erzeugte Sulfitzellstoffe sowie Kraftzellstoff jeweils auf Nadel- und Laubholzbasis.

Die Ozon- bzw. Ozon-/Sauerstoffbehandlung erfolgt nach dem Stand der Technik im sauren Medium im allgemeinen bei einer Ozon-Konzentration von 0,1 bis 4%, bezogena auf absolut trockenen Zellstoff.

Die Formamidinsulfinsäure wird ohne zusätzlichen apparativen Aufwand in der sich daran anschließenden alkalischen Extraktionsstufe eingesetzt.

Dabei liegt die Stoffdichte der Pulpe zwischen 5 und 10%, bevorzugt 8 und 12%. Die normale Verweilzeit in dieser Stufe reicht im allgemeinen aus, um die Stabilisierung der Viskosität zu erreichen.

Weitere Bleichschritte können sich dann anschließen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, in einer chlorfreien Bleiche Zellstoffe zu erhalten, die sich in Weißgehalt, Viskosität und Festigkeit praktisch nicht von den mit den konventionellen, d. h. unter Verwendung von Chlor arbeitenden Verfahren erhaltenen unterscheiden.

Selbst bei hohen Ozon-Dosierungen (∼3%) sind die Unterschiede äußerst gering.

Beispiele (Die Prozentangaben sind auf atro Zellstoff bezogen) 1. Fichtensulfit-Papierzellstoff (Kappa 18,0)

a) konventionelle Bleiche nach C-E-D-H

Chemikalieneinsatz

Resultat:
Weiße: 90,7 (ISO)
Viskosität: 12,2 mPa·s

b) chlorfreie Bleiche nach EOP-Z-E-P

Chemikalieneinsatz

Resultat:
Weiße: 90,3 (ISO)
Viskosität: 8,2 mPa·s

c) chlorfreie Bleiche nach EOP-Z-E (FAS)-P

Chemikalieneinsatz

Resultat:
Weiße: 90,5 (ISO)
Viskosität: 12,3 mPa·s

2. Nadelholz-Kraftzellstoff (Kappa 33.2)

a) konventionell: CD-E-D-E-D

Resultat:
Weiße: 90,7 (ISO)
Viskosität: 20,2 mPa·s
Festigkeit bei 20 SR: Reißlänge 8,8 km
Durchreißwiderstand: 9,3 mN m²/g

b) chlorfreie Bleiche nach O-Z-E-P

Resultat:
Weiße: 89,8 (ISO)
Viskosität: 12,1 mPa·s
Festigkeit bei 20 SR: Reißlänge 6,8 km
Durchreißwiderstand: 7,6 mN m²/g

c) chlorfreie Bleiche mit FAS in der E-Stufe

E-Stufe mit 0,4% Formamidinsulfinsäure

Resultat:
Weiße: 90,1 (ISO)
Viskosität: 18,7 mPa·s
Festigkeit bei 20 SR: Reißlänge 8,8 km
Durchreißwiderstand: 9,2 mN m²/g

3. Buchensulfit-Zellstoff (Kappa 14.2)

c) konventionelle Bleiche nach C-E-H-D

Resultat:
Weiße: 89,1 (ISO)
Festigkeit bei 25 SR: Reißlänge 5,4 km
Weiterreißarbeit: 132 mNm/m
Viskosität: 12,1 mPa·s
Kappa: 0,8

b) chlorfreie Bleiche nach Z-E-P

Resultat:
Weiße: 88,2 (ISO)
Festigkeit bei 25 SR: Reißlänge 4,7 km
Weiterreißarbeit: 98 mNm/m
Viskosität: 7,8 mPa·s
Kappa: 1,1

c) mit FAS in der Extraktionsstufe

Resultat:
Weiße: 88,7 (ISO)
Festigkeit bei 25 SR: Reißlänge 5,3 km
Weiterreißbarkeit: 130 mNm/m
Viskosität: 11,2 mPa·s
Kappa-Wert: 1,1

Claims (1)

1. Verfahren zur Stabilisierung der Viskosität von Zellstoffen im Anschluß an eine Ozon- bzw. Ozon-/ Sauerstoffbehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zellstoff bei einem pH-Wert von 8 bis 12 mit 0,05 bis 1 Gew.-% Formamidinsulfinsäure, bezogen auf atro Zellstoff, bei 40 bis 90°C behandelt.