DE69304822T2

DE69304822T2 - Verfahren zum Bleichen eines chemischen Zellstoffs

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Publication number: DE69304822T2
Application number: DE69304822T
Authority: DE
Inventors: Francois Desprez; Johan Devenyns; Paul Essemaeker; Nicholas A Troughton
Original assignee: Solvay Interox SA
Current assignee: Solvay Chimie SA
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2013-06-30
Also published as: AU4170593A; JPH06166981A; SK70293A3; FI933103A0; FI111170B; DE69304822D1; US6221209B1; EP0578304B1; NZ248029A; ES2094465T3; EP0578304A1; BR9302764A; AR247258A1; AU654623B2; SI9300362A; CA2099827A1; FI933103A; BE1006056A3; ATE143074T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen von Zellulose-Papierzellstoffen, die zur Kategorie der chemischen Zellstoffe gehören.
Es ist bekannt, die ungebleichten chemischen Papierzellstoffe, die durch Kochen von Holzzellulosestoffen erhalten werden, mittels einer Folge von delignifizierenden und/oder bleichenden Behandlungsschritten, die den Einsatz von chemischen Oxidationsmitteln beinhalten, zu behandeln. Der erste Schritt einer klassischen Folge zum Bleichen von chemischem Zellstoff hat das Ziel, die Delignifizierung des ungebleichten Zellstoffs, so wie er nach dem Kochvorgang vorliegt, zu vervollständigen. Dieser erste delignifizierende Schritt wird herkömmlicherweise durch Behandlung des ungebleichten Zellstoffs mit Chlor in saurem Medium oder durch eine Verbindung Chlor-Chlordioxid, im Gemisch oder in Folge, ausgeführt, daß es mit dem restlichen Lignin des Zellstoffs reagiert und Chlorlignine verursacht, die durch Lösen dieser Chlorlignine in alkalischem Medium bei einem späteren Behandlungsschritt aus dem Zellstoff extrahiert werden können.
Aus verschiedenen Gründen erweist es sich in bestimmten Situationen als nützlich, diesen ersten delignifizierenden Schritt durch eine Behandlung ersetzen zu können, die nicht mehr auf ein chlorhaltiges Reagenz zurückgreift oder die eine verringerte Menge chlorhaltiger Reagenzien verwendet.
Vor ungefähr zehn Jahren hat man den, zumindest teilweisen, Ersatz des ersten Behandlungsschritts mittels Chlor oder der Verbindung Chlor-Chlordioxid durch einen Schritt mit gasförmigem Sauerstoff in alkalischem Medium vorgeschlagen (KIRK-OTHMER Encyclopedia of Chemical Technology Third Edition Vol. 19, New-York 1982, Seite 415, 3. Abschnitt und Seite 416, 1. und 2. Abschnitt). Der Delignifizierungsgrad, den man durch diese Behandlung mit Sauerstoff erhält, ist jedoch nicht ausreichend, wenn man das Ziel hat, chemische Zellstoffe mit hoher Helligkeit herzustellen.
Es wurde vorgeschlagen, Sulfit- oder Sulfat-Zellstoffe mittels Wasserstoffperoxid bei hoher Stoffdichte in Gegenwart von Natriumsilikat zu bleichen (J. KAPPEL, HC-Peroxidbleiche für Zellstoff, Wochenblatt für Papierfabrikation, 120, Mai 1992, Nr. 9, Seiten 328-334). Es ist jedoch schwierig, mit diesem Verfahren, selbst zum Preis von großen Mengen an Wasserstoffperoxid, die größer als 3 g/100 g trockenem Zellstoff sind, eine Endweiße größer als 85 ºISO zu erhalten.
EP-A-0 402 335 beschreibt ein Verfahren zum Bleichen eines chemischen Zellstoffs, gemäß dem man den Zellstoff vor einem Schritt mit Peroxid einer Behandlung zur Entfernung von Metallen unterzieht. Ein Helligkeitsgrad von wenigstens 89 ºISO wird durch einen nachfolgenden Schritt mit Chlor und Chlordioxid erreicht.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile der bekannten Verfahren, indem sie ein neues Verfahren zum Delignifizieren und/oder Bleichen von chemischen Papierzellstoffen liefert, das es ermöglicht, hohe Weißegrade zu erreichen, ohne die Zellulose zu stark abzubauen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bleichen eines chemischen Papierzellstoffs, das den Erhalt von hohen Helligkeitsgraden von wenigstens 89 ºISO ermöglicht, gemäß dem man den Zellstoff einer Folge von Behandlungsschritten unterzieht, die eine Reinigung des Zellstoffs von Mangan und einen Endschritt mit Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium umfaßt, wobei der Endschritt mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart wenigstens eines Stabilisators bei einer Stoffdichte an Zellstoff von wenigstens 25% ausgeführt wird, der dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterzogene Zellstoff in den vorhergehenden Schritten so gereinigt worden ist, daß sein Mangangehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, 3 Gew.-ppm nicht überschreitet, und bis auf eine Kappa-Zahl (gemessen gemäß der Norm SCAN C1-59), die 5 nicht übersteigt, delignifiziert worden ist.
Gemäß der Erfindung sollen unter chemischem Papierzellstoff die Zellstoffe verstanden werden, die schon einer delignifizierenden Behandlung in Gegenwart von chemischen Reagenzien, wie Natriumsulfid in alkalischem Medium (Kraft- oder Sulfat-Kochen), Schwefeldioxid oder einem Metallsalz der schwefligen Säure in saurem Medium (Sulfit- oder Bisulfit-Kochen) unterworfen wurden. Gemäß der Erfindung sollen unter chemischem Papierzellstoff auch die Zellstoffe verstanden werden, die in der Literatur "halb-chemische Zellstoffe" genannt werden, wie diejenigen, bei denen das Kochen mit Hilfe eines Salzes der schwefligen Säure in neutralem Medium durchgeführt wurde (neutrales Sulfit-Kochen oder auch NSSC- Kochen genannt), ebenso wie die Zellstoffe, die durch Verfahren erhalten werden, die Lösungsmittel verwenden, wie die ORGANOSOLV-, ALCELL -, ORGANO- CELL - und ASAM-Zellstoffe, die in ULLMANN's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Ausgabe, Bd. A18, 1991, Seiten 568 und 569 beschrieben sind.
Diese betrifft besonders die Zellstoffe, die einem Kraft-Kochen unterzogen wurden. Alle Holzarten, die für die Herstellung von chemischen Zellstoffen verwendet werden, eignen sich für den Einsatz des Verfahrens der Erfindung, und insbesondere diejenigen, die für die Kraft-Zellstoffe verwendet werden, nämlich die harzreichen Hölzer, wie beispielsweise die verschiedenen Kiefern- und Tannenarten, und die Laubhölzer, wie beispielsweise Buche, Eiche, Eukalyptus und Weißbuche.
Gemäß der Erfindung umfaßt das Bleichverfahren einen Endbleichschritt mit Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium, der am Ende der Bleichfolge ausgeführt wird. Vorzugsweise beendet der Endbleichschritt mit Wasserstoffperoxid diese Folge.
Dieser Endschritt mit Wasserstoffperoxid wird gemäß der Erfindung in Gegenwart wenigstens eines Stabilisators ausgeführt. Die bekannten Stabilisatoren für Peroxoprodukte eignen sich gut. Beispiele für solche Stabilisatoren sind die Erdalkalimetallsalze, insbesondere die löslichen Magnesiumsalze, die anorganischen Silikate, Phosphate und Polyphosphate, wie Alkalimetallsilikate, -pyrophosphate und -metaphosphate, die organischen Polycarboxylate und Aminopolycarboxylate, wie Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Cyclohexandiamintetraessigsäure und deren Salze, die Poly-α-hydroxyacrylsäuren und ihre Salze, und die Phosphonsäuren wie Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Cyclohexandiamintetra(methylenphosphonsäure) und deren Salze. Es ist auch möglich, mehrere dieser Stabilisatoren im Gemisch zu verbinden. Im allgemeinen eignen sich die Silikate, die Polycarboxylate oder die Phosphonsäuren gut, insbesondere wenn sie mit wenigstens einem Magnesiumsalz verbunden sind. Natriumsilikat ergab gute Resultate.
Die bei dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid einzusetzende Menge an Stabilisator variiert gemäß der für die Herstellung des Zellstoffs verwendeten Holzart, sowie den Arbeitsbedingungen des Kochens, die beim Zubereiten des Zellstoffs aus der verwendeten Holzart überwogen haben, und der Wirksamkeit der Bleichschritte, die dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid vorausgegangen sind. In bestimmten Fällen ist es möglich, nur eine verringerte Menge Stabilisator einzusetzen. Vorzugsweise beträgt die Menge an Stabilisator jedoch wenigstens 0,1 Gew.-%, in Bezug auf den trockenen Zellstoff ausgedrückt. Meistens übersteigt sie 5%, und vorzugsweise 4%, des Gewichts des trockenen Zellstoffs nicht.
Gemäß der Erfindung erfolgt der Endschritt mit Wasserstoffperoxid bei einer Stoffdichte an Zellstoff von wenigstens 25% Trockensubstanzen. Unter Stoffdichte des Zellstoffs soll der gewichtsbezogene Prozentsatz der Trockensubstanzen bezogen auf das Gesamtgewicht der Trockensubstanzen und der wäßrigen Reagenzienlösung verstanden werden. Vorzugsweise wird der Endschritt mit Wasserstoffperoxid bei einer Stoffdichte von wenigstens 30% Trockensubstanzen durchgeführt.
Im allgemeinen überschreitet die Stoffdichte beim Endschritt mit Wasserstoffperoxid 45% nicht. Eine Stoffdichte von 30% hat sehr gute Resultate ergeben.
Gemäß der Erfindung ist der dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterzogene Zellstoff unter den Zellstoffen ausgewählt, die in den dem Endschritt vorangegangenen Schritten bis auf einen hohen Delignifizierungsgrad, der einer Kappa-Zahl von nicht mehr als 5 entspricht, delignifiziert worden sind. Vorzugsweise weist der dem Endschritt unterzogene Zellstoff eine Kappa-Zahl auf, die 3 nicht überschreitet. Im allgemeinen besitzt der dem Endschritt unterzogene Zellstoff eine Kappa-Zahl von wenigstens 0,1. Jede Behandlungsfolge, die es ermöglicht, den Zellstoff bis auf einen solchen Wert der Kappa-Zahl zu delignifizieren, ist erfindungsgemäß. Beispiele für solche Folgen umfassen Folgen, die Schritte verwenden, die wenigstens ein chlorhaltiges Reagenz, wie Chlor in saurem Medium, Chlordioxid, die Verbindung von Chlor und Chlordioxid im Gemisch oder in Folge, das Hypochlorit eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, einsetzen, oder auch auf bevorzugte Weise von chlorhaltigen Reagenzien freie Folgen, die wenigstens einen Schritt mit Sauerstoff, mit Ozon oder mit einer anorganischen Peroxosäure, wie beispielsweise Peroxomonoschwefelsäure oder Carosche Säure, oder auch mit einer organischen Peroxysäure, wie Peroxyameisensäure, Peroxyessigsäure, Peroxypropionsäure oder Peroxybuttersäure, umfassen.
Gemäß der Erfindung wurde der dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterzogene Zellstoff in den vorhergehenden Schritten so gereinigt, daß sein Mangangehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, 3 Gew.-ppm nicht überschreitet. Jede Behandlungsfolge, die geeignet ist, den Zellstoff von Mangan zu reinigen, ist erfindungsgemäß. Beispiele für solche Folgen umfassen Folgen, die auf Schritte zurückgreifen, die wenigstens ein saures Reagenz, wie Schwefelsäure, schweflige Säure oder Chlor, oder ein Sequestrierungsmittel in saurem Medium bei kontrolliertem pH einsetzen. Diese verschiedenen Reagenzien können auch in saurem Medium bei kontrolliertem pH im Verlauf der Zellstoffwäschen, die zwischen den Delignifizierungs- und/oder Bleichschritten ausgeführt werden, eingesetzt werden.
Vorzugsweise übersteigt der Mangangehalt des dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterzogenen Zellstoffs 2 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz, nicht.
Gemäß der Erfindung kann jede Folge zur Behandlung des Zellstoffs, die dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid vorausgeht und die in der Lage ist, die Kappa- Zahl auf 5 oder weniger und den Mangangehalt auf 3 ppm oder weniger zu reduzieren, zur Vorbereitung des Zellstoffs auf den Bleichvorgang durch den Endschritt mit Wasserstoffperoxid eingesetzt werden. Insbesondere kann man Folgen verwenden, die auf chlorhaltige Reagenzien, wie Chlor in saurem Medium, Chlordioxid in saurem Medium oder die Verbindung von Chlor und Chlordioxid im Gemisch oder in Folge in saurem Medium oder auch die Alkali- oder Erdalkalimetallhypochlorite in alkalischem Medium zurückgreifen. Vorzugsweise bezieht man sich jedoch auf Folgen, die keine chlorhaltigen Reagenzien verwenden, oder die zumindest die Menge an chlorhaltigen Reagenzien begrenzen, wie die Folgen, die wenigstens einen Schritt umfassen, der gasförmigen Sauerstoff, Ozon, ein saures Reagenz, ein alkalisches Reagenz oder eine Peroxoverbindung in saurem oder alkalischem Medium einsetzt. Unter Peroxoverbindung soll jede anorganische oder organische chemische Verbindung verstanden werden, die in ihrem Molekül die -O-O-Gruppe enthält. Beispiele für solche Verbindungen sind Wasserstoffperoxid, die anorganischen Peroxosäuren, wie Peroxomonoschwefelsäure oder Carosche Säure, und die anorganischen Persalze, wie die Perborate, die Percarbonate und die Perphosphate von Alkali- oder Erdalkalimetallen. Andere Beispiele für solche Peroxoverbindungen sind die organischen Peroxycarbonsäuren, wie Perameisensäure, Peressigsäure und Perpropionsäure, sowie die organischen Hydroperoxide wie tert.-Butylhydroperoxid. Die organischen Peroxycarbonsäuren werden bevorzugt. Unter diesen letzteren hat Peressigsäure ausgezeichnete Ergebnisse ergeben. Es ist auch möglich, Behandlungsfolgen zu entwickeln, die Schritte, die chlorhaltige Reagenzien einsetzen, mit Schritten, die frei von solchen Reagenzien sind, kombinieren
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung vollzieht man das Bleichen des Zellstoffs mittels einer Behandlungsfolge aus wenigstens 4 Schritten, die die Folge O C/D Ep P, O D Ep P, Q Paa Ep P und Q CA Ep P umfaßt. Diese Schreibweise stimmt mit derjenigen der technischen Literatur auf dem Gebiet des Bleichens von Papierzellstoffen überein. Die verwendeten Symbole haben die folgenden Bedeutungen:
O: Schritt mit gasförmigem Sauerstoff unter Druck,
D: Schritt mit Chlordioxid,
C/D: Schritt mit Chlor und mit Chlordioxid, angewendet im Gemisch,
Ep: Schritt der alkalischen Extraktion in Gegenwart von Wasserstoffperoxid,
P: Schritt mit Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium,
CA: Schritt mit Peroxomonoschwefelsäure (Carosche Säure) oder einem ihrer Salze,
Paa: Schritt mit Peressigsäure,
Q: Schritt der Behandlung durch eine Säure oder eine Sequestrierungssäure.
Vorzugsweise wird diese erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt, indem man den Schritt Ep der Bleichfolge in Gegenwart eines Sequestrierungsmittels für Metallionen durchführt. Alle Sequestrierungsmittel für Metallionen eignen sich gut. Die Sequestrierungsmittel, die eine besondere Affinität für Eisen- und Manganionen besitzen, eignen sich besonders gut. Beispiele für diese Mittel sind die anorganischen Silikate, Phosphate und Polyphosphate, wie Alkalimetallsilikate, -pyrophosphate und -metaphosphate, die organischen Polycarboxylate und Aminopolycarboxylate, wie Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Cyclohexandiamintetraessigsäure und deren Salze, die Poly-α-hydroxyacrylsäuren und ihre Salze und die Phosphonsäuren wie Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Cyclohexandiamintetra(methylenphosphonsäure) und deren Salze.
Die Phosphonsäuren und ihre Salze haben die besten Resultate beim Maskieren der Metallionen im Schritt Ep ergeben.
Der Schritt Q der Behandlung durch eine Säure oder eine Sequestrierungssäure umfaßt die Behandlung mit den anorganischen Anhydriden oder Säuren wie Schwefeldioxid und Schwefel-, schweflige, Chlorwasserstoff- und Salpetersäure oder deren sauren Salzen, sowie den organischen Säuren wie den Carbon- oder Phosphonsäuren oder deren sauren Salzen. Schwefeldioxid oder die Alkali- oder Erdalkalimetallbisulfite eignen sich gut. Unter Bisulfit sollen die sauren Salze der schwefligen Säure verstanden werden, die der Formel Me(HSO&sub3;)n entsprechen, in welcher Me ein Metallatom mit der Wertigkeit n symbolisiert, wobei n eine ganze Zahl vom Wert 1 oder 2 ist. Er umfaßt auch die Behandlung mit wenigstens einem Sequestrierungsmittel in saurem Medium, wie einem Phosphat oder anorganischen Polyphosphat in saurem Medium, wie beispielsweise einem Alkalimetallpyrophosphat oder -metaphosphat, einem organischen Polycarboxylat oder Aminopolycarboxylat, wie beispielsweise Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Cyclohexandiamintetraessigsäure und deren Salzen, der Poly-α-hydroxyacrylsäure und ihren Salzen und einer Phosphonsäure wie Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Cyclohexandiamintetra(methylenphosphonsäure) und deren Salzen.
Vorzugsweise wird der Schritt Paa in Gegenwart eines Sequestrierungsmittels für Metallionen ausgeführt. Die bekannten Sequestrierungsmittel für Metallionen, wie Eisen und Mangan, eignen sich gut. Beispiele für solche Sequestrierungsmittel sind die Erdalkalimetallsalze, insbesondere die löslichen Magnesiumsalze, die anorganischen Silikate, Phosphate und Polyphosphate, wie Alkalimetallsilikate, -pyrophosphate und -metaphosphate, die organischen Polycarboxylate und Aminopolycarboxylate, wie Weinsäure, Zitronensäure, Gluconsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Cyclohexandiamintetraessigsäure und deren Salze, die Poly-α-hydroxyacrylsäuren und ihre Salze und die Phosphonsäuren wie Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure), Cyclohexandiamintetra(methylenphosphonsäure) und deren Salze. Es ist auch möglich, mehrere dieser Sequestrierungsmittel im Gemisch zu verbinden. Im allgemeinen ergeben die Polycarboxylate oder die Phosphonsäuren gute Ergebnisse, insbesondere wenn sie wenigstens ein Magnesiumsalz umfassen. Die Phosphonsäuren und ihre Salze haben die besten Resultate ergeben.
Der Schritt CA der Behandlung mit Peroxomonoschwefelsäure (Carosche Säure) oder einem ihrer Salze besteht aus der Behandlung des Zellstoffs mit H&sub2;SO&sub5; oder einem ihrer Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze oder auch mit einem Gemisch mehrerer dieser Salze oder von H&sub2;SO&sub5; mit einem oder mehreren dieser Salze.
Die eingesetzte Peroxomonoschwefelsäure oder die eingesetzten Salze können, als Variante, direkt vor ihrer Verwendung durch Reaktion einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Schwefelsäure oder ihren Salzen mit einer konzentrierten wäßrigen Lösung einer Peroxoverbindung, beispielsweise Wasserstoffperoxid, hergestellt worden sein. Unter konzentrierten Lösungen sollen H&sub2;SO&sub5;-Lösungen mit einer Konzentration von wenigstens etwa 10 Mol pro Liter beziehungsweise H&sub2;O&sub2;- Lösungen mit einer Konzentration von wenigstens etwa 20 Gew.-% verstanden werden.
Vorzugsweise wird der Schritt CA auch in Gegenwart eines Sequestrierungsmittels für Metallionen durchgeführt. Vorteilhafterweise verwendet man die gleichen Sequestrierungsmittel wie diejenigen, die für den Schritt Paa geeignet sind und die weiter oben beschrieben worden sind. Es ist auch möglich, mehrere dieser Sequestrierungsmittel im Gemisch zu verwenden.
Man stellt den Anfangs-pH des Schritts CA so ein, daß der pH am Reaktionsende höher oder gleich 2 und vorzugsweise 2,5 bleibt. Desgleichen sollte der pH am Reaktionsende 7 und vorzugsweise 6 nicht überschreiten.
Im Fall von Folgen aus 4 Schritten O C/D Ep P oder O D Ep P bevorzugt man im allgemeinen, zwischen den Schritt Ep und den Schritt P eine Wäsche des Zellstoffs mittels einer wäßrigen Säurelösung einzuschieben. Unter Säure sollen die anorganischen Anhydride oder Säuren wie Schwefeldioxid und Schwefel-, schweflige, Chlorwasserstoff- und Salpetersäure oder deren saure Salze, sowie die organischen Säuren wie die Carbon- oder Phosphonsäuren oder deren saure Salze verstanden werden. Schwefeldioxid oder die Alkali- oder Erdalkalimetallbisulfite eignen sich gut. Unter Bisulfit sollen die sauren Salze der schwefligen Säure verstanden werden, die der Formel Me(HSO&sub3;)n entsprechen, in welcher Me ein Metallatom mit der Wertigkeit n symbolisiert, wobei n eine ganze Zahl vom Wert 1 oder 2 ist.
Die bei dem erfindungsgemäßen Waschschritt einzusetzende Säuremenge hängt von der Holzart und der Wirksamkeit der vorangegangenen Schritte ab. Im allgemeinen wird man eine Säuremenge einsetzen, die erforderlich ist, um den pH des Zellstoffs auf etwa wenigstens 4 und vorzugsweise auf etwa wenigstens 4,5 festzusetzen. Desgleichen stellt man die Säuremenge oft so ein, daß der pH 7 und vorzugsweise 6,5 nicht übersteigt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung bleicht man den Zellstoff mittels einer von chlorhaltigen Reagenzien freien Behandlungsfolge aus wenigstens 5 Schritten, die die Folge O Q P D P, O Q P Paa P, O Q P CA P und O Q P Z P umfaßt. In dieser Folge haben die für die Bezeichnung der Behandlungsschritte verwendeten Symbole, was die Symbole O, Q, Paa und P betrifft, die gleiche Bedeutung wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung. Dem Symbol Z soll die folgende Bedeutung gegeben werden:
Z: Behandlung mit Ozon.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die Schritte Q und Paa unter Bedingungen ausgeführt, die mit denjenigen vergleichbar sind, die weiter oben für die erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurden.
Der Behandlungsschritt mit Ozon besteht darin, den Zellstoff mit einer gas- förmigen Phase, die Ozon enthält, in Kontakt zu bringen.
Meistens enthält die Gasphase ein Gemisch von Ozon und Sauerstoff, das aus einem elektrischen Ozongenerator stammt, den man mit trockenem gasförmigem Sauerstoff speist.
Die Behandlung des Zellstoffs mit Ozon erfolgt vorzugsweise in saurem Medium. pH-Werte von wenigstens 0,5 und vorzugsweise 1,5, die 5 und vorzugsweise 4 nicht übersteigen, eignen sich gut.
Die bei dem Endschritt einzusetzende Menge an Wasserstoffperoxid beträgt im allgemeinen wenigstens 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Zellstoffs, und vorzugsweise wenigstens 0,8% dieses Gewichts. Desgleichen ist es ratsam, daß die Menge an Wasserstoffperoxid bei diesem Behandlungsschritt 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Zellstoffs, und vorzugsweise 5 % dieses Gewichts, nicht überschreitet.
Die Temperatur des Endschritts mit Wasserstoffperoxid muß so eingestellt werden, daß sie bei wenigstens gleich 50 ºC und vorzugsweise bei 70 ºC bleibt. Sie darf auch 140 ºC und vorzugsweise 130 ºC nicht überschreiten.
Die Dauer der Behandlung mit Wasserstoffperoxid beim Endschritt muß ausreichend sein, damit die Bleichreaktion vollständig ist. In der Praxis wird sie auf einen Wert von wenigstens 15 Minuten und vorzugsweise 30 Minuten festgelegt. Sie sollte auch meistens 100 Stunden und vorzugsweise 50 Stunden nicht überschreiten. Eine Kombination der Bedingungen für Temperatur und Zeitdauer von etwa 80 ºC und etwa 240 Minuten hat gute Resultate ergeben.
Der pH des Endschritts mit Wasserstoffperoxid wird mittels der Zugabe einer alkalischen Verbindung, beispielsweise Natriumhydroxid, zum Reaktionsgemisch auf einen Anfangswert von wenigstens 10 und vorzugsweise von wenigstens 11 eingestellt. Desgleichen wird der Anfangs-pH des Endschritts mit Wasserstoffperoxid im allgemeinen auf einen Wert eingestellt, der 13 und vorzugsweise 12 nicht übersteigt.
Nach dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid ist es möglich und im allgemeinen vorteilhaft, den gebleichten Zellstoff mit einer wäßrigen Säurelösung zu waschen, um seinen pH auf einen Wert zurückzubringen, der 6,5 und vorzugsweise 6 nicht übersteigt. Die anorganischen Säuren, wie Schwefelsäure, schweflige Säure, Chlorwasserstoffsäure oder Salpetersäure eigenen sich gut. Die durch Absorption von gasförmigem Schwefeldioxid in Wasser erhaltene schweflige Säure eignet sich besonders gut.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, einen beträchtlichen Weißegewinn zu realisieren. Insbesondere kann dieser Gewinn im Fall von Zellstoffen, deren Weiße vor dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid relativ niedrig ist, beispielsweise den Kraft-Zellstoffen aus Nadel- oder Laubhölzern mit einer Weiße in der Nähe von 65 bis 70 ºISO, 20 bis 25 ºISO erreichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet eine Anwendung beim Delignifizieren und Bleichen von chemischen Zellstoffen vom Kraft- oder Sulfit-Typ, oder halbchemischen Zellstoffen von hoher Qualität, insbesondere denjenigen, die für Lebensmittelverpackungen bestimmt sind. Es eignet sich gleichermaßen für die von Nadelhölzern oder von Laubhölzern stammenden Zellstoffe.
Die folgenden Beispiele werden zur Erläuterung der Erfindung angeführt, ohne dadurch die Reichweite zu begrenzen. Die Beispiele 1R, 2R, 4R bis 7R, 10R, 14R bis 17R und 22R sind nicht erfindungsgemäß und wurden als Referenz angegeben. Die Beispiele 3, 8, 9, 11 bis 13, 18 bis 21 und 23 sind erfindungsgemäß.
In allen Beispielen wurden die folgenden Normen für die experimentellen Bestimmungen verwendet:
- Weiße: Norm ISO 2470,
- Kappa-Zahl: Norm SCAN C1-59,
- Polymerisationsgrad: Norm SCAN C15-62,
- Reißzahl: Norm SCAN P11-64,
- Zugfestigkeitszahl: Norm SCAN P38-80,
- Mahlgrad: Norm SCAN C21-65.

Beispiele 1R und 2R (nicht erfindungsgemäß)

Eine Probe Nadelholzzellstoff, der einem Kraft-Kochen unterzogen worden war, (Anfangsweiße 26,3 ºISO, Kappa-Zahl 31,2 und Polymerisationsgrad 1630) wurde gemäß einer Folge von 4 Behandlungsschritten gebleicht, die mit einem Schritt mit gasförmigem Sauerstoff unter Druck begann, der von einem Schritt, der Chlor und Chlordioxid in saurem Medium und im Gemisch angewendet umfaßt, einem Schritt der alkalischen Extraktion in Gegenwart von Wasserstoffperoxid und einem Endschritt mit Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium gefolgt wurde (Folge symbolisiert durch die Zeichen O C/D Ep P).
Nach dem Bleichen wurden an dem behandelten Zellstoff die Bestimmungen der Helligkeit, der Kappa-Zahl und des Polymerisationsgrads durchgeführt.
Die Arbeitsbedingungen bei den drei ersten Schritten waren die folgenden:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (Schritt O):

Druck, bar: 6
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,5
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 125
Dauer, min: 40
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

2. Schritt: Schritt mit Chlor - Chlordioxid (Schritt C/D):

Gehalt an aktivem Chlor, g/100 g trockenem Zellstoff: 4,0
Verhältnis Cl&sub2;/ClO&sub2; (ausgedrückt in aktivem Cl): 60/40
Temperatur, Grad C: 50
Dauer, min: 45
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

3. Schritt: alkalischer Extraktionsschritt (Schritt Ep):

NaOH-Gehalt,g/100 g trockenem Zellstoff: 3,2
H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,0 (Beispiel 1R)
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1 (Beispiel 2R)
Temperatur, Grad C: 65
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10
Bevor der Zellstoff dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterworfen wurde, wusch man ihn bei 20 ºC während 10 Minuten und bei 2,5% Stoffdichte mittels einer wäßrigen Lösung, die 1 g H&sub2;SO&sub4;/100 g trockenem Zellstoff enthielt, (was den Zellstoff auf einen pH von 5 brachte).
Der Mn-Gehalt des Zellstoffs nach dem Schritt Ep, bezogen auf die Trockensubstanz, betrug in Beispiel 1R 2,9 Gew.-ppm und in Beispiel 2R 1,1 ppm.
Der Endschritt mit Wasserstoffperoxid wurde dann ohne Stabilisatoren bei 80 ºC, bei 30% Stoffdichte und während 240 Minuten durchgeführt, wobei 2,0 g Wasserstoffperoxid und 2,0 g NaOH pro 100 g trockenem Zellstoff eingesetzt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in folgender Tabelle angegeben:
Der Helligkeitsgewinn, der beim Endschritt mit Wasserstoffperoxid realisiert wurde, betrug für Beispiel IR 15,4 ºISO und für Beispiel 2R 16,4 ºISO. In jedem der Beispiele 1R und 2R war am Schluß des Endschritts mit Wasserstoffperoxid alles davon verbraucht.

Beispiel 3: (erfindungsgemäß)

Beispiel 2R wurde wiederholt, außer daß man in den Schritt P außerdem 2,0 g Na-silikat mit 38 ºBé und 0,6 g MgSO&sub4; 7 H&sub2;O pro 100 g trockenem Zellstoff einführte.
Nach dem Schritt Ep betrug der Mn-Gehalt des Zellstoffs, bezogen auf die Trockensubstanz, 1,1 Gew.-ppm und seine Kappa-Zahl 1,9.
Die erhaltenen Ergebnisse waren:
Der im Verlauf des Endschritts P realisierte Weißegewinn betrug 23,5 ºISO.

Beispiel 4R: (nicht erfindungsgemäß)

Beispiel 3 wurde wiederholt, außer daß der Endschritt mit Wasserstoffperoxid bei mittlerer Stoffdichte (10% Trockensubstanzen) und in Gegenwart von 3 g H&sub2;O&sub2;, 3,0 g NaOH, 3,0 g Na-silikat 38 ºBé und 1,0 g MgSO&sub4; 7 H&sub2;O pro 100 g trockenem Zellstoff durchgeführt wurde.
Nach dem Schritt Ep betrug der Mn-Gehalt des Zellstoffs, bezogen auf die Trockensubstanz, 1,1 Gew.-ppm und seine Kappa-Zahl 1,9.
Die Ergebnisse waren die folgenden:

Beispiel 5R bis 7R: (nicht erfindungsgemäß)

Man wiederholte Beispiel 3, wobei man im zweiten Schritt das Chlor durch eine äquivalente Menge Chlordioxid (ausgedrückt in aktivem Chlor) ersetzte, so daß eine Folge O D Ep P durchgeführt wurde. Außerdem wurde die Temperatur des Schritts D auf 70 ºC gebracht und die NaOH-Menge im Endschritt P zwischen 1,5 und 2,3g / 100 g trockenem Zellstoff variiert.
Der vor dem Endschritt P bestimmte Mn-Gehalt betrug, bezogen auf die Trockensubstanz, 9 Gew.-ppm und die Kappa-Zahl 3,0.
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:

Beispiel 8: (erfindungsgemäß)

Man versuchte, den Mangangehalt des Zellstoffs, der nach dem Schritt Ep einer wie in den Beispielen 5R bis 7R durchgeführten Bleichfolge O D Ep P erhalten wurde, abzusenken, indem man einerseits zwischen die Schritte O und D und andererseits zwischen die Schritte D und Ep eine Waschbehandlung des Zellstoffs mittels einer Sequestrierungsmittel-Lösung einschob. Die zwischen dem Schritt O und D ausgeführte Wäsche bestand in einer Wäsche in Gegenwart von 0,12% Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) und 2,0% Schwefelsäure, die zwischen dem Schritt D und dem Schritt ED ausgeführte aus einer Wäsche in Gegenwart von 0,2% des Heptanatriumsalzes von Diethylentriaminpenta(methylenphosphonsäure) (DTMPNa&sub7;). Der Endschritt P wurde mit 2,0 g H&sub2;O&sub2;/100 g trockenem Zellstoff wie in den Beispielen 7R bis 9R in Gegenwart von 1,6 g NaOH, 3,0 g Na-silikat 38 ºBé und 1 g MgSO&sub4; 7 H&sub2;O/100 g trockenem Zellstoff ausgeführt.
Der Mn-Gehalt nach dem Schritt Ep war, bezogen auf die Trockensubstanz, auf 2,7 Gew.-ppm gesunken, und die Kappa-Zahl betrug 2,1.
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:
Der im Verlauf des Endschritts P realisierte Weißegewinn betrug 13,7 ºISO.

Beispiel 9: (erfindungsgemäß)

Eine andere Probe Nadelholzzellstoff, der einem Kraft-Kochen unterzogen worden war, (Anfangsweiße 29,4 ºISO, Kappa-Zahl 26,0 und Polymerisationsgrad 1500) wurde mittels einer von chlorhaltigen Reagenzien vollkommen freien Folge aus 5 Schritten O Q P Paa P unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (O):

Druck, bar: 5,5
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 4,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 120
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 12

2. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

DTPA-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,12
SO&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,42
Temperatur, Grad C: 50
Dauer, min: 30
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

3. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,
NaOH-gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,2
Gehalt an Na-silikat 38 ºBé, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

4. Schritt: Schritt mit Peressigsäure (Paa):

Gehalt an Paa, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

5. Schritt: Endschritt mit Wasserstoffperoxid (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,6
Gehalt an Na-silikat 38 ºBé, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 30
Die Kappa-Zahl des Zellstoffs nach dem Schritt Paa betrug 4,3 und sein Mn- Gehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, 0,2 Gew.-ppm.
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:
Der im Verlauf des Endschritts P realisierte Weißegewinn betrug 22,4 ºISO.

Beispiel 10R (nicht erfindungsgemäß)

Eine Probe eines Zellstoffs aus einem aus Finnland stammenden Nadelholzgemisch, das einem Kraft-Kochen unterzogen worden war, (Anfangsweiße 27,9 ºISO, Kappa-Zahl 26,7 und Polymerisationsgrad 1680) wurde mittels einer klassischen Folge aus 6 Schritten O C/D E D E D unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (O):

Druck, bar: 6,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 4,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 120
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 12

2. Schritt: Schritt mit Chlor - Chlordioxid (Schritt C/D):

Gehalt an aktivem Chlor, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
Verhältnis Cl&sub2;/ClO&sub2; (ausgedrückt in aktivem Cl): 50/50
Temperatur, Grad C: 50
Dauer, min: 30
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 4

3. Schritt: Schritt der alkalischen Extraktion (Schritt E):

NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10

4. Schritt: Schritt mit Chlordioxid (Schritt D):

Gehalt an aktivem Chlor, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
Temperatur, Grad C: 70
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10

5. Schritt: Schritt der alkalischen Extraktion (Schritt E):

NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 70
Dauer, min: 90
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10

6. Schritt: Schritt mit Chlordioxid (Schritt D):

Gehalt an aktivem Chlor, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 70
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:
Es wurden auch die mechanischen Eigenschaften des gebleichten Zellstoffs bestimmt (Reißzahl und Zugfestigkeitszahl) nach Feinmahlen in einem Labor- Refiner.
Die Ergebnisse waren die folgenden:

Beispiel 11 (erfindungsgemäß)

Die gleiche Nadelholzzellstoffprobe wie in Beispiel 10R wurde mittels einer von elementarem Chlor freien Folge aus 5 Schritten O Q P D P unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (O):

2. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

DTPA-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
H&sub2;SO&sub4; für einen pH von: 6
Temperatur, Grad C: 50
Dauer, min: 30
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 4

3. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,2
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

4. Schritt: Schritt mit Chlordioxid (Schritt D):

Gehalt an aktivem Chlor, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,5
Temperatur, Grad C: 70
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10

5. Schritt: Endschritt mit Wasserstoffperoxid (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,6
Gehalt an Na-silikat 38 ºBé, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 30
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:
Der Mn-Gehalt des Zellstoffs nach dem Schritt D betrug, bezogen auf die Trockensubstanz, 0,7 Gew.-ppm.

Beispiel 12 (erfindungsgemäß)

Die gleiche Nadelholzzellstoffprobe wie in den Beispielen 10R und 11 wurde mittels einer vollkommen chlorfreien Folge aus 5 Schritten O Q P Paa P unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (O):

2. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

DTPA-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,2
SO&sub2; für einen pH von: 6
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 4

3. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):

4. Schritt: Schritt mit Peressigsäure (Paa):

Paa-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,2
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

5. Schritt: Endschritt mit Wasserstoffperoxid (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,6
Gehalt an Na-silikat 38 ºBé, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 30
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:
Der Mn-Gehalt des Zellstoffs nach dem Schritt Paa betrug, bezogen auf die Trockensubstanz, 0,4 Gew.-ppm.

Beispiel 13 (erfindungsgemäß)

Die gleiche Nadelholzzellstoffprobe wie in den Beispielen 10R, 11 und 12 wurde mittels einer vollkommen chlorfreien Folge aus 5 Schritten O Q P CA P unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (O):

2. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

3. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):

4. Schritt: Schritt mit Caroscher Säure (CA):

H&sub2;SO&sub5;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 4,5
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,2
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

5. Schritt: Endschritt mit Wasserstoffperoxid (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,6
Gehalt an Na-silikat 38 ºBé, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 30
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:
Der Mn-Gehalt des Zellstoffs nach dem Schritt CA betrug, bezogen auf die Trockensubstanz, 0,2 Gew.-ppm.

Beispiele 14R bis 17R (nicht erfindungsgemäß)

Eine andere Probe eines Zellstoffs aus einem aus Finnland stammenden Nadelholzgemisch, das einem Kraft-Kochen unterzogen worden war, (Anfangsweiße 30,5 ºISO, Kappa-Zahl 26,7 und Polymerisationsgrad 1510) wurde mittels einer von chlorhaltigen Reagenzien vollkommen freien Folge aus 4 Schritten Q Paa Ep P unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

DTPA-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,16
H&sub2;SO&sub4;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 55
Dauer, min: 30
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 3

2. Schritt: Schritt mit Peressigsäure (Paa):

Paa-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 9,0
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,25
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

3. Schritt: Schritt der alkalischen Extraktion (Schritt Ep):

NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1
Temperatur, Grad C: 70
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10 4. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):
Die erhaltenen Ergebnisse sind in folgender Tabelle angegeben:

Beispiel 18 bis 21 (erfindungsgemäß)

Die gleiche Nadelholzzellstoffprobe wie in den Beispielen 14R bis 17R wurde mit Hilfe der gleichen Bleichfolge aus 4 Schritten Q Paa Ep P unter den folgenden Bedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

2. Schritt: Schritt mit Peressigsäure (Paa):

3. Schritt: Schritt der alkalischen Extraktion (Schritt Ep):

NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Gehalt an DTMPNa&sub7;, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,1
Temperatur, Grad C: 70
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz 10 4. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):
Diese Arbeitsbedingungen sind mit denen der Beispiele 14R bis 17R identisch, außer der Stoffdichte des Endschritts P, die auf 30% Trockensubstanz gebracht worden ist.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in folgender Tabelle angegeben:

Beispiele 22R (nicht erfindungsgemäß) und 23 (erfindungsgemäß)

Die gleiche Nadelholz-Kraftzellstoffprobe (Anfangsweiße 30,5 ºISO, Kappa- Zahl 26,7 und Polymerisationsgrad 1510) wie die in den Beispielen 14R bis 17R und 18 bis 21 verwendete wurde mittels einer von chlorhaltigen Reagenzien vollkommen freien Folge aus 5 Schritten O Q P Z P unter den folgenden Arbeitsbedingungen gebleicht:

1. Schritt: Schritt mit Sauerstoff (O):

Druck, bar: 5,5
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 4,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 120
Dauer, min: 60
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 14

2. Schritt: Schritt mit einer Sequestrierungssäure (Q):

DTPA-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,2
SO&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 0,5
Temperatur, Grad C: 25
Dauer, min: 30
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 4

3. Schritt: Schritt mit H&sub2;O&sub2; (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,5
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 120
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10

4. Schritt: Schritt mit Ozon (Z):

O&sub3;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,25
Temperatur, Grad C: 25
Dauer, min: 14
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 40

5. Schritt: Endschritt mit Wasserstoffperoxid (P):

H&sub2;O&sub2;-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 2,0
NaOH-Gehalt, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,6
Gehalt an Na-silikat 38 ºBé, g/100 g trockenem Zellstoff: 3,0
Gehalt an MgSO&sub4; 7 H&sub2;O, g/100 g trockenem Zellstoff: 1,0
Temperatur, Grad C: 90
Dauer, min: 240
Stoffdichte, Gew.-% Trockensubstanz: 10 (Beispiel 22R)
30 (Beispiel 23)
Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:

Claims

1 - Verfahren zum Bleichen eines chemischen Zellstoffs, das den Erhalt von hohen Helligkeitsgraden von wenigstens 89 ºISO ermöglicht, gemäß dem man den Zellstoff einer Folge von Behandlungsschritten unterzieht, die eine Reinigung des Zellstoffs von Mangan und einen Endschritt mit Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Endschritt mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart wenigstens eines Stabilisators bei einer Stoffdichte an Zellstoff von wenigstens 25 Gew.-% Trockensubstanzen durchgeführt wird, und dadurch, daß der dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterzogene Zellstoff in vorhergehenden Schritten so gereinigt worden ist, daß sein Mangangehalt, bezogen auf die Trockensubstanz, 3 Gew.-ppm nicht überschreitet, und bis auf eine Kappa-Zahl (gemessen gemäß der Norm SCAN C1-59), die 5 nicht übersteigt, delignifiziert ist.

2 - Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappa- Zahl des dem Endschritt mit Wasserstoffperoxid unterzogenen Zellstoffs zwischen 0,1 und 3 liegt.

3 - Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdichte an Zellstoff beim Endschritt mit Wasserstoffperoxid wenigstens 30 Gew.-% Trockensubstanzen beträgt.

4 - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Mangangehalt des Zellstoffs im Verlauf eines oder mehrerer Arbeitsgänge zur Entfernung der Metalle mittels Säuren oder Sequestrierungsmitteln in wäßriger Lösung bei einem kontrollierten sauren pH vermindert.

5 - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator des Endschritts mit Wasserstoffperoxid Natriumsilikat umfaßt.

6 - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bleichen in einer Behandlungsfolge aus wenigstens 4 Schritten durchführt, die die Folgen O C/D Ep P, O D Ep P, Q Paa Ep P und Q CA Ep P umfaßt.

7 - Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt Ep in Gegenwart wenigstens eines Sequestrierungsmittels für Metallionen ausgeführt wird.

8 - Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zwlschen dem Schritt Ep und dem Schritt P eine Wäsche des Zellstoffs mittels einer sauren wäßrigen Lösung einschiebt.

9 - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bleichen in einer Behandlungsfolge von wenigstens 5 Schritten durchführt,die die folgen O Q P D P, O Q P Paa P, O Q P CA P und O Q P Z P umfaßt.

10 - Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte Paa und CA in Gegenwart wenigstens eines Sequestrierungsmittels für Metallionen ausgeführt werden.

11 - Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sequestrierungsmittel der Familie der Phosphonsäuren und ihrer Salze angehört.

12 - Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Endschritts mit Wasserstoffperoxid zwischen 50 und 140 ºC liegt.

13 - Anwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Bleichen von Kraft-Zellstoffen.