Verfahren zur Farbverbesserung und Desodorierung von Sulfatzellstoff

Beschreibung

[0001] Zellstoffe, welche nach dem Kraft- oder Sulfatverfahren erzeugt wurden, zeichnen sich durch hervorragende technologische Eigenschaften aus. Sie werden unter anderem nach einer Bleiche in grossen Mengen zur Papiererzeugung verwendet.

[0002] In ungebleichtem Zustand wird der Kraft- oder Sulfat- zellstoff in nicht unerheblicher Menge zur Herstellung von Verpackungsmaterialien, wie z.B. Kartons, eingesetzt. Auf Grund seiner sehr hohen Festigkeitseigenschaften eignet sich der Kraft- oder Sulfatzellstoff nämlich für Verpackungen, bei denen mit starker mechanischer Beanspruchung gerechnet werden muss.

[0003] Der ungebleichte Kraft- oder Sulfatzellstoff weist jedoch wesentliche Nachteile auf, die seine Verwendung zur Herstellung von Verpackungsmaterial unerwünscht stark einschränken.

[0004] So sind z.B. die erhaltenen Verpackungsmaterialien auf Grund der braunen Farbe des Zellstoffes unansehnlich und hässlich. Weiterhin entstehen bei derSulfat-Kochung intensiv riechende schwefelhaltige Verbindungen, wie z.B. Äthyl- und Methylmerkaptan, die dem Kraft-oder Sulfatzellstoff einen charakteristischen Geruch verleihen und bei der Waschung und Trocknung nicht mit ausreichender Sicherheit entfernt werden können. Besonders nachteilig wirken sich diese Eigenschaften des Kraft- oder Sulfatzellstoffes bei Lebensmittelverpackungen aus, so dass bisher eine Verwendung des ungebleichten Kraft- oder Sulfatzellstoffes für diesen Zweck, z.B. für Milchverpackungen, nicht möglich ist.

[0005] Es besteht somit ein enormes Bedürfnis, auf eine wirtschaftlich vertretbare Weise mit den in Zellstofffabriken zur Verfügung stehenden, üblichen Anlagen den Kraft- und Sulfatzellstoff aufzuhellen und zu desodorieren und somit als Material für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen verwendbar zu machen.

[0006] Während der ungebleichte Kraft- oder Sulfatzellstoff mit einem Weissgehalt von ca. 25 bis 26 erhalten wird, soll Zellstoff für Lebensmittelverpackungen einen Weissgehalt von 3o bis 32 - ohne Verlust seiner guten Featigkeitseigenschaften - aufweisen.

[0007] Um dem Verpackungsmaterial eine ansprechende Farbe zu verleihen, genügt es, den Weissgehalt des Kraft- oder Sulfatzellstoffes um ca. 5 bis 1o Punkte zu verbessern. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufhellen und Desodorieren von Kraft- oder Sulfatzellstoff, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man nach der Sulfat-Kochung während der Stoffaufbereitung im Bereich einer Diffusionswäsche unter Benutzung der in dem Zellstoff nach der alkalischen Kochung noch vorhandenen Restalkalität der Zellstoffsuspension ein Peroxid in einer Menge von ₀,₀₅ bis 3 Gev.-% (bezogen auf 100%iges Peroxid), bezogen auf atro-Zellstoff, zusetzt.

[0008] Dabei kann für die gewünschte Verbesserung des Weissgrades eine Menge an Peroxid von o,5 bis 2,5 Gew.-% (100%iges Peroxid) bezogen auf atro Zellstoff notwendig sein, während für die Desodorierung allein eine Menge von ₀,₀₅ bis o,3 Gew.-% Peroxid, bezogen auf atro Zellstoff, ausreichend sein kann.

[0009] Als Peroxid wird vorzugsweise Wasserstoffperoxid in wässriger Lösung verwendet. Die Restalkalität der Zellstoffsuspension kann zu Beginn der Zugabe des Peroxides einem Auswaschungsgrad von o,2 bis 1,8 Gew.-% Na₂SO₄, vorzugsweise von 1,2 bis 1,5 Gew.-% Na₂SO₄ entsprechen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist vor allem vorteilhaft, dass in der benutzten Phase des Kraft- oder Sulfatzellstoffherstellverfahrens die Zellstoffsuspension mit einer Stoffdichte von 1o bis 15 Gew.-%, bezogen auf atro Zellstoff bei hohen Temperaturen, welche in dem Bereich von 6o bis 80°C liegen, anfällt und mehrere Stunden, vorzugsweise 7 bis 2o Stunden, gelagert wird.

[0010] Darüberhinaus kann das erfindungsgemässe Verfahren bei Stoffdichten im Bereich von 3 bis 2o Gew.%, sowie bei Temperaturen im Bereich von 4o bis 90°C durchgeführt werden. Eine Temperatur von 6o bis 70°C ist besonders vorteilhaft.

[0011] Die Lagerzeit des Zellstoffes kann darüberhinaus zwischen 1 bis 25 Stunden und in einer vorteilhaften Ausführungsform 7 bis 15 Stunden betragen.

[0012] Normalerweise wird bei der Produktion von Sulfat- Zellstoff im Bereich der Diffnsionswäsche ein Auswaschungsgrad erreicht, der für die Peroxidbehandlung optimal ist. Sollte dies jedoch nicht der Fall sein, so ist es notwendig, die Restalkalität (Auswaschungsgrad) zu korrigieren.

[0013] Eine zu hohe Alkalität des Zellstoffes bewirkt einen zu raschen Peroxidverbrauch und damit ein schlechtes Ergebnis. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, das einzusetzende Peroxid mit einer adäquaten Säuremenge zu versehen, die ausreicht, die Alkalität des Zellstoffes in den optimalen Bereich zu bringen. Als Säure kann man anorganische oder organische Säuren verwenden, die keine reduzierenden Anteile beinhalten. Vorteilhafterweise kann Schwefelsäure eingesetzt werden.

[0014] Das erfindungsgemässe Verfahren ist überraschenderweise in der beschriebenen Phase des Kraft- oder Sulfat-Zellstoffherstellverfahrens möglich, obwohl bekannte Rezepturen für eine Zellstoffbleiche mit Peroxid in dieser Phase des Zellstoffherstellverfahrens keine ausreichenden Ergebnisse erzielen. Es ^: besteht daher die allgemein herrschende Meinung, dass noch aus der Kochung vorhandene, nicht ausgewaschene oxidierbare Anteile zu einem vorzeitigen Peroxidverbrauch führten und eine Bleiche unmöglich machten. Überraschenderweise hat sich nun bei dem erfindungsgemässen Verfahren gezeigt, das eine Peroxidbleiche in der beschriebenen Phase des Kraft- oder Sulfat-Zellstoffherstellverfahrens möglich ist, wenn man auf die Zugabe der für eine Peroxidbleiche ansonsten unbedingt notwendigen Natronlauge verzichtet. Auch anf die Mitverwendung von bekannten Bleichstabilisatoren kann verzichtet werden.

[0015] Der mittels am erfindungagemässen Verfahren behandelte Kraft- oder Sulfat-Zellstoff kann ohne Schwierigkeiten als Material für Lebensmittelverpackungen, z.B. Milchpackungen, verwendet werden.

[0016] Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folenden Beispiele näher erläutert und beschrieben:

Beispiel 1

[0017] Der in einem kontinuierlichen Kocher erzeugte Sulfat- Zellstoff wird nach Durchlaufen der üblichen Sortierungs- und Waschungsoperationen über ein letztes Vaschfilter geleitet, auf dem er mit einem Auswaschungsgrad von 1,2 bis 1,5 % Na₂SO₄ anfällt. Der Stoff wird am Filter auf 15% Stoffdichte eingedickt, er fällt mit 7₀⁰C in eine Schnecke und wird in einem Dickstoffturm gepumpt, in dem er 7 bis 2o Stunden lagert (Diffusionsturm).

[0018] Am Turmeingang hat der Stoff 26,5 Weissgehalt. In der Schnecke werden mittels einer Tropfrinne 1.5oo l/h einer 1₀ %igen wässrigen Wasserstoffperoxidlösung gleichmässig verteilt.

[0019] Entsprechend der Produktion von 10.000 kg/h Sulfat-Zellstoff entspricht dies der Anwendung von 1,5% H₂O₂ Der nach 7 Stunden Reaktionszeit aus dem Turm kontinuierlich abgepumpte Stoff hat einen Weissgehalt von 32 bei gleichzeitiger Veränderung des Farbtons von Graubraun zu bräunlichgelb. Er ist praktisch geruchlos. Die Festigkeitseigenschaften vor und nach der Behandlung sind gleich.

Beispiel 2

[0020] In der in Beispiel 1 beschriebenen Anlage werden an der gleichen Zngabestelle 15₀ 1/h einer 10%igen Wasserstoffperoxidlösung zudosiert, was auf Stoff bezogen 0,15% entspricht. Der Weissgehalt des nach 1o Stunden Reaktions- und Lagerzeit aus dem Stapelturm entnommenen Stoffes war mit 27,5 praktisch unverändert, Der zuvor eindringliche Geruch war verschwunden, so dass der Stoff für eine Produktion von Milchbecherkarton eingesetzt werden konnte.

Ansprüche

1. Verfahren zum Aufhellen und Desodorieren von Kraft-oder Sulfatzellstoff, dadurch gekennzeichnet, dass man nach der Sulfat-Kochung während der Stoffaufbereitung im Bereich der Diffusionswäsche unter Benutzung der in dem Zellstoff nach der alkalisehen Kochung noch vorhandenen Restalkalität der Zellstoffsuspension ein Peroxid in einer Menge von 0,05 bis 3 Gew.-% (bezogen auf 100%iges Peroxid), bezogen auf atro Zellstoff, zusetzt.