DE747889C - Verfahren zum Bleichen von Zellstoff - Google Patents

Description

• 'Verfahren zum Bleichen von Zellstoff Die Erfindung bezieht sich auf das Bleichen von Zellstoff mit Perverbindungen enthaltenden Flüssigkeiten. Auf dem Gebiet der Zellstoffbleiche, bei der es sich zumeist um die Behandlung sehr großer Mengen von Bleichgut handelt, besteht bekanntlich ein sehr starkes Bedürfnis zur Verbesserung und Vereinfachung des Bleichvorganges. Man hat sich u. a. seit langem bemüht, ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren zum Bleichen von Zellstoff auszuarbeiten, ohne daß diese Bemühungen zu befriedigenden Ergebnissen geführt hätten.
• Nach der Erfindung wird das Bleichen von Zellstoff mit Perverbindungen enthaltenden Bleichbädern durchgeführt, welche geringe Mengen von die Wirkung des aktiven Sauerstoffs begünstigenden leichtlöslichenKatalysatoren enthalten.
• Zur Durchführung des Verfahrens können Perverbindungen, wie Wasserstoffsuperoxyd, Natriumsuperoxyd, Perborat, Percarbonat, Perpyrophosphat, enthaltende Lösungen verwendet werden. Das V erfahren kann mit sauren, neutralen und alkalischen Flotten durchgeführt werden. Wesentlich ist, daß die Katalysatoren in gelöster Form angewendet und Ablagerungen derselben auf dem Fasergut während der Behandlung vermieden werden.
• Als Katalysatoren kommen alle die Zersetzung von Perverbindungen beschleunigenden, in der Bleichlauge in den erforderlichen geringen Konzentrationen löslichen Metallsalze in Betracht. Bei Anwendung derartiger Katalysatoren in alkalischen Lösungen ist zu beachten, daß übliche wasserlösliche Schwermetallsalze_durchweg in alkalischen Lösungen nicht oder nur unzureichend löslich sind und infolgedessen bei Anwendung derartiger Katalysatoren die Gefahr besteht, <iaß sie sich auf der Faser ablagern und zu örtlichen Schädigungen des Behandlungsgutes und gegebenenfalls Verfärbungen Veranlassung geben können. Mit Vorteil kann man Komplexsalze anwenden. sofern die Komplexverbindung in der verdünnten Lösung genügend stabil ist und partielle Ausfällungen, z. B. von Metallhydroxyden, nicht stattfinden. Solche Metallsalze sind z. B. Kaliumkobalticyanid, Kaliunkupfercyalür, Natriumferrioxalat. Sehr gute Ergebnisse wurden u. a. erzielt fnit Osmiumsalzen, wie z. B. Alkaliosmiat. Die Menge der, anzuwendenden Katalysatoren richtet sich nach der Wirksamkeit derselben, dem zu behalfdelnden Gut und den jeweiligen Arbeitsbedingungen. Die Katalysatoren können z. h. in Konzentrationen zwischen etwa o,oooI % bis o,I %f, bezogen auf das Behandlungsgut, angewendet werden. Für Osmiumsalze haben sich besonders niedrige Konzentrationen, z. B. solche von etwa o,oooI °% bis o,oI °%p, als gut geeignet erwiesen. Die Menge der anzuwendenden Katalysatoren ist jeweils so zu bemessen, daß die erstrebten katalytischen Wirkungen unter Vermeidung von Nachteilen. wie insbesondere Schädigung des Fasergutes, vermieden werden.
• Besonderen Vorteil bietet die Anwendung organischer Katalysatoren, wie z. B. Katalasen und Peroxydasen, die bei gewöhnlicher Temperatur ihre Wirksamkeit entfalten, aber bereits bei mäßiger Temperaturerhöhung zerstört werden. Man kann infolgedessen das e Gut nach erfolgter Bleiche bei erhöhter Temperatur trocknen, ohne eine sorgfältige Auswaschung durchzuführen, wie dies zur Unschädlichmachung von Metallkatalysatoren erforderlich ist.
• Als Katalase kann man z. B. Leberkatalase verwenden. Auch Blut kann mit Vorteil zur Anwendung gelangen. Man kann z. B. Frischblut in aufsaugenden oder verteilend wirkenden oder trocknenden Stoffen; z. B. fein gepulvertes Kochsalz. aufsaugen und das bluthaltige Gemisch zur Anwendungbringen. Man kann das Blut auch in Form von Trockenblut anwenden. Hierbei ist selbstverständlich darauf zu achten, daß die Herstellung des Trockenbluts unter so schonenden Bedingungen erfolgt, daß die Katalase nicht zerstört wird.
• Die Katalysatoren können in der Waschflotte gelöst werden. Man kann z. B. aber auch derart verfahren, daß man das Behandlungsgut zunächst mit einer den gelösten Katalysator enthaltenden. aber Perverbindungen nicht enthaltenden wä ßrigen Flüssigkeit t änkt und das getränkte, gegebenenfalls von r' t' überschüssiger Flüssigkeit durch Maßnahmen, wie ausquetschen, befreite Gut in das Aktivsauerstoffbad bringt. Bei Verwendung alkalischer Bäder ist hierbei darauf zu achten, daß Katalysatoren verwendet werden, die beim . Einbringen des getränkten Gutes in das Bleich bad nicht auf der Faser ausgefällt werden, wie dies bei gewöhnlichen wasserlöslichen Sclwernetallsalzen der Fall ist. Für diese Arbeitsweise ist die Verwendung von organischen Katalysatoren, wie Katalasen oder Peroxydasen, besonders empfehlenswert. Bei Verwendung von Metallsalzen konmen die obengenannten Komplexverbindungen in Betracht. Die Zellstoffbleiche gemäß Erfindung bietet eine Reihe von für die Praxis sehr wesentlichen Vorteilen, die nachstehend kurz zusannengestellt sind: I. Da die Behandlung bei gewöhnlicher Raum- bzw. Wassertemperatur möglich ist, kann auf jegliche Erwärmung der Flotte verzichtet werden.
• 2. Da die Erwärmung fortfillt, ist eitle zeitraubende und in Anbetracht der großen F lüssigkeitsmenge erheblichen Dampfverbrauch bedingende Bleichstufe bei der Verarbeitung- des Zellstoffes nicht mehr erforderlich. Die Bleiche kann vielmehr ohne nennenswerte zusätzliche Arbeitsleistung beim Lagern des Zellstoffes vorgenommen und in einer geeigneten Fabrikationsphase einbeschaltet werden.
• 3. Infolge der Möglichkeit, durch Beine ssung und Überwachung des Gehalts der zugesetzten Katalysatoren die Zersetzung der ,Perverbindungen und damit die Einwirkung des aktiven Sauerstoffs auf las Behandlungsgut in gewünschter Weise zt regeln, kann die Bleichdauer ohne schädliche Beeinflussung des Gutes herabgesetzt und bei alkalischer Bleiche auf zusätzliche Alkalizugabe während des Bleichvorganges verzichtet werden. was sich ebenfalls günstig mit Bezug auf Faserschonung auswirkt.
• 4. Da die Bäder bei gewöhnlicher Tenperatur weniger aggressiv sind, brauchen die Behandlungsgefäße nicht gegen Korrosion geschützt zu sein. Es können z. B. einfache Holländer verwendet werden.
• Die Zellstoffbleiche kann nach vorstehendem gewissermaßen als kalte Schnellbleiche durchgeführt «-erden. Ein besonderer Vorzug; besteht darin, daß das Verfahren auch kontinuierlich durchgeführt werden kann.
• Zach einer Ausführungsform der Erfindung werden Katalysatoren und außerdem noch Stabilisatoren angewendet. Die: kann sich z. B. in solchen Fällen günstig auswirken. in welchen eine genaue Dosierung stark katalytisch wirkender Stoffe Schwierigkeiten bereitet. Man kann alsdann durch katal\-ti;clie Wirkungen einerseits und Hemmung bz«-. Abbreinsting derselben durch Stabilisatoren andererseits die gewünschte Regelölig (ges Vorgangs erzielen.
• Für die Durchführung des Verfahrens können - ini allgemeinen Bleichlaugen von auch sonst üblichen Zusammensetzungen verwendet werden. Die Bäder können neben Perv erbindungen u. a. noch Wasser enthärtende Stoffe, wie polymere Metaphosphate, sowie andere günstig wirkende Zusätze, wie Salze mit polyvalenten Anionen, z. B. Borate, Polyborate, Silicate, Polysilicate, Citrate, und Salze von anderen mehrbasischen organischen Carbonsäuren bzw. Oxycarbonsäuren enthalten.
• Durch Vereinigung des vorliegenden Bleichverfahrens mit der üblichen Hypochloritbleiche kann man ein ausgezeichnetes. Weiß unter weitgehendster Faserschonung erzielen.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, Textilien mit Peroxydlösungen, welche geringe Mengen von Katalysatoren, z. B. Metallsalze, enthalten, zu bleichen. In einem Einzelfall ist auch zum Ausdruck gebracht worden, daß das Bleichen von Textilien mit derartigen Flotten bei gewöhnlicher Temperatur durchgeführt werden könne. Soweit es sich bei diesem bekannten Verfahren um die Behandlung von Bleichgut auf Cellulosebasis handelte, bestand das Gut ausschließlich. aus Cellulose. Bekanntlich können aber Erfahrungen, die beim Bleichen von Textilien gemacht wurden, nicht ohne weiteres auf die Zellstoffbleiche übertragen werden. Auf dem Gebiet der Zellstoffbleiche bestehen infolgedessen noch heute starke Bedürfnisse mit Bezug auf Verbesserung und Vereinfachung des Bleichvorgangs, insbesondere auch unter dem Gesichtswinkel, daß es sich hier um die Behandlung von außerordentlich großen Mengen handelt. So ist man z. B. bereits seit langem bemüht, ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren für die Zellstoffbleiche zu finden. Die vorliegende Erfindung gestattet nun infolge der Regelbarkeit des Vorgangs mit Hilfe von Katalysatoren und gegebenenfalls gleichzeitiger Anwendung von Stabilisatoren die Durchführung des Bleichvorgangs bei Raumtemperatur sowie ein vollkontinuierliches Bleiehen. Im übrigen handelt es sich bei Zellstoff um ein Gut, welches neben Cellulose noch. eine Mehrzahl von anderen Stoffen, wie Lignin, Hemicellulose (Pentosan, Hexosan), Harze, Fette u. dgl,, enthält und welches je nach dem verarbeiteten Holz stark wechselnde Zusammensetzungen aufweisen kann. Es war infolgedessen nicht vorauszusehen, wie sich das Bleichen von Zellstoff bei Verwendung von Bädern gestalten würde, die Katalysatoren enthalten. Es war durchaus damit zu rechnen, daß gewisse Inhaltsstoffe des Zellstoffes die Katalysatoren tngiinstig beeinflussen würden oder daß Störungen, zumindest Betriebsunsicherheiten, entstehen würde. Zu berück-. sichtigen ist, daß gewisse Beimengungen des Zellstoffs, wie Inkrusten, im allgemeinen bereits selbst die Zersetzung des Peroxyds beschleunigen. Es mußte infolgedessen auch damit gerechnet werden, daß infolge Anwesenleit von Katalysatoren die Perv erbindung so schnell zersetzt werden würde, daß ein ungewöhnlich -großer Verbrauch in Verbindung mit ungenügenden Bleicheffekten die Folge sein würde. Es hat sich aber überraschenderweise gezeigt, daß man mit Hilfe von Katalysatoren und gegebenenfalls unter Mitwirkung von Stabilisatoren .die Zellstoffbleiche in gewünschter Weise regeln und beim Arbeiten bei Raumtemperatur ausgezeichnete Ergebnisse erzielen kann. Da bei der Weiterverarbeitung gebleichten Zellstoffes dieser chemischen Behandlungen und Beeinflussungen verschiedener Art unterworfen ist, war zu befürchten, daß Einlagerungen, z. B. von katalytisch wirkenden Salzen von Eisen, Kobalt u. dgl., Störungen z. B, durch örtliche Ausübung unerwünschter Wirkungen an den Einlagerungsstellen hervorrufen würden. Es hat sich aber gezeigt, daß derartige Störungen durchaus vermeidbar sind. Die Anwendung von Katalasen als Katalysatoren hat sich im Hinblick auf gewisse Weiterverarbeitsarten des gebleichten Zellstoffes als besonders wertvoll erwiesen, weil die Katalase durch Wärmewirkung völlig zerstört wird und verschwindet. Es besteht hier also die Sicherheit, daß auf dem Gut noch vorhandene Katalase bereits beim Trocknen des Zellstoffes restlos beseitigt wird. Beispiele i. ioo kg Sulfitzellstoff werden mit o,5 % Nag 02 und o,5 % H2 O2 (4o v olumprozentig) bei 5 °% Stoffdichte (d. h. bei einem Verhältnis von Bleichgut zu Bleichböden wie I :2o) und o,oooI % Kaliumosmiat behandelt und bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach I½2 Stunden ist der aktive Sauerstoff verbraucht. Der Stoff wird nun gewaschen und in üblicher Weise etwa a Stunden mit o,5 % aktivem Chlor in Form von Calciumhypochlorit bei 3o bis 4o° fertiggebleicht und abgesäuert.
• 2. Ioo kg Sulfitzellstoff werden mit 5 °/o elementarem Chlor in Form von Chlorwasser chloriert, gewaschen und mit I °% Na O H bei 5 %/o- Stoffdichte alkalisiert. Nach dem Waschen wird der Stoff mit 0,75 °/o Na. O. in Gegenwart von o,ooo2 °/o Kaliumostniat behandelt und bei gewöhnlicher Temperatur z Stunden stehengelassen. Der Stoff wird dann gewaschen und mit o ,:I °/o Chlor als Hypochlorit fertiggebteicht.
• 3. ioo kg Sulfitzellstoff werden gemäß Beispiel z mit 7,5 % elementarem Chlor chloriert, gewaschen und mit i °/o NaOH alkalisiert. Der Stoff wird dann mit 1/2 °/o Nag 02, 1/2 °% H202 und o,i °/a Kaliumkupfercyanür behandelt und i1/2 Stunden bei Raumtemperatur einwirken lassen. Es genügen nach sorgfiltigem Waschen I % Chlor als Hypocllorit für die Fertigbleiche.
• 4 Ioo kg Strohzellstoff werden nach der Vorchlorierung mit 3 % elementarem Chlor und den Alkalisieren mit I % NaOH gewaschen und nit o,oo5 bis o,oI % H2O2 und o,o2% Leberkatalase bei gewöhnlicher renperatur behandelt. Nach I½ Stunden wird der Stoff gewaschen und mit o,3 % Chlor als Hypochlorit fertiggebleicht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zun Bleichen von Zellstoff mit Perverbindungen enthaltenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleichvorgang bei Raumtenperatur mit Hilfe von Bleichbädern durchgeführt wird, welche geringe Mengen von die Wirkung des aktiven Sauerstoffs beschleunigenden leicht löslichen Katalvsatoren, z. B. Komplexyerbindungen, wie Kaliumkobalticyanid, Kaliumkupfercvanür, Natriumferrioxalat oder Katalasen oder Peroxydasen, enthalten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,. daß organische Katalysatoren verwendet werden, welche. wie Katalasen odler Peroxydasen, bei Temperaturerhöhung ihre Wirksamkeit verlieren. 3. Verfahren nach Ansprüclen t und 2. dadurch gelennzeichnet, daß das Behandlungsgut zunächst fnit einer Katalvsatoren enthaltenden, aber von Perverbindungen freien Lösung getränkt und dann erst fnit den Perserbindungen enthaltenden Bad in Berührung gebracht wird. wobei die Katalysatoren so zu wählen sind. daß Abscheidungen auf dem Fasergut. insbesondere bei Anwendung alkalischer Bleichbäder, vermieden werden. 4. Verfahren nach Ansprüchen t bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Bleichvorgang in Gegenwart von Katalysatoren und von Stabilisatoren durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das bleichgut in an sich bekannter Weise einer Vorbehandlung und bzw. oder Nachbehandlung nit anderen Bleichbädern, wie z. B. Chlor oder Hypochloritlösungen, unterworfen wird.