Verfahren zum Bleichen von Holzschliff

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bleichen von Holzschliff in Peroxid und/oder sulfithaltigen Lösungen, bei dem man den Bleichvorgang in Gegenwart von Phosphonsäuren, Polyhydroxycarbonsäuren und Phosphaten durchführt.

Beschreibung

[0001] vorliegenden Erfindung sind Hilfsmittel Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Hilfsmittel zur Stabilisierung von zur Holzschliffbleiche eingesetzten Bleichlösungen, insbesondere bei Verwendung von peroxid-und/oder sulfithaltigen Bleichlösungen.

[0002] Das für den Einsatz als Rohstoff bei der Papierherstellung notwendige Bleichen des Holzschliffes erfolgt im allgemeinen mit Hilfe von Wasserstoffperoxid und/oder Dithionit bzw. Hydrosulfit. Die Bleiche kann hierbei sowohl ein- als auch zweistufig durchgeführt werden.

[0003] Das Bleichergebnis wird beeinflußt von Holzart und Holzvorbehandlung, der Bleichmittelmenge, der Wasserqualität, der Dosierweise und der Art der Zusatzmittel. Die durchschnittliche WeiBesteigerung bei einer Einstufenbleiche beträgt 8 - 10 Punkte, bei einer Zweistufenbleiche 16 - 19 Punkte.

[0004] Stand der Technik ist, daB die zur Erzielung der gewünschten WeiBesteigerung notwendige Stabilisierung der Bleichlösung im Falle von Wasserstoffperoxid mit Hilfe von Wasserglas vorgenommen wird. Der Einsatz von Wasserglas führt jedoch zu verfahrenstechnischen Problemen, da hierdurch Ablagerungen in den Maschinenteilen und Schwierigkeiten bei der Abwasserklärung hervorgerufen werden. Diese Probleme erfordern zu ihrer Minderung einen erhöhten Einsatz an chemischen Hilfsmitteln, was durch die ebenfalls dem Stand der Technik entspxeahende KreislaufschlieBung wieder zu neuen Problemen führt. Weiterhin ist die Dosierung von Wasserglas problematisch, was widerum teilweise seine Ursache in der Qualität des verwendeten Wassers hat.

[0005] Es ist bis jetzt nicht gelungen; Produkte zur Verfügung zustellen, die einen vollständigen Ersatz von Wasserglas bei der Holzschliffbleiche mit Peroxid erlauben. Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, Produkte zu entwickeln, die einen vollständigen Ersatz des Wasserglases bei der Peroxidbleiche von Holzschliff erlauben und die darüberhinaus auch bei der Dithionitbleiche bleichunterstützend wirken.

[0006] Es war naheliegend, für den genannten Einsatzzweck die als Peroxidstabilisatoren bekannten Produkte einzusetzen. Völlig unerwartet zeigte sich jedoch, daB diese Produkte trotz ihrer ausgezeichneten Stabilisierwirkung gegenüber Peroxid nur unzureichende Bleicheffekte ergaben.

[0007] überraschenderweise gelang die Lösung der gestellten Aufgabe durch Verwendung einer Kombination von Phosphonsäuren, Polyhydroxycarbonsäuren und Phosphaten.

[0008] Diese Substanzen üben für sich ungenügende Bleichwirkung aus, bzw. sie zeigen eine nur geringe Stabilisierung der Peroxidlösung. Zum Teil wirken sie sogar destabilisierend.

[0009] Als Phosphonsäuren können verwendet werden:

N,N-Bis(carboxy-methyl).-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure;

N-2-carboxyethyl-1-amino-ethan-1,1--diphosphonsäuxef;

N,N-Bis(hydroxy-methyl)-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure;

1,2,1-tricarboxybutan-2-phosphonsäure;

Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure (DTPMP);

Hydroxyethandisphosphonsäüre (HEDP);

Aminotrismethylenphösphonsäure (ATMP)

bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren.

[0010] Als Polyhydroxycarbonsäuren können verwendet werden:

[0011] Gluconsäure, Citronensäure, N,N-Dihydroxyethylengycin, Diethylentriaminpentaessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotrisessigsäure bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren. Als Phosphatkomnonente können die entsprechenden Alkali- und Erdalkalisalze der Orthophorsäure _bzw. der Polyphosphorsäuren eingesetzt werden.

[0012] Als besonders geeignet haben sich die genannten Komponenten in Mischungsverhältnissen von 80/10/10, 10/80/80 erwiesen.

[0013] Durch die gemeinsame Verwendung dieser Substanzen entsteht ein synergistischer Effekt, der insbesondere deshalb überrascht, da cinzelne Komponenten oder diese in Zweierkombination nur ungenügende Bleichwirkung ausüben, bzw. destabilisierend auf das Oxidationsmittel wirken. Die nachfolgenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäßen Zusammenhänge näher.

Beispiele:

[0014] Eine Bleichrezeptur kann nach dem heutigen Stand der Technik folgende Zusammensetzung haben:

[0015] Bei den Versuchen wurde wie folgt verfahren:

[0016] 20 g Holzschliff otro wurden mit 20 ml Bleichlösung 3 h bei 60°C gebleicht. Danach wurde mit Schwefelsäure auf pH 5 abgesäuert, auf einer Blattbildungsanlage Prüfblätter hergestellt und der Weißgrad nach TAPPI gemessen. Die Bleichlösung bestand aus 1,9 % H₂O₂, 1,7 % NaOH und dem jeweiligen Stabilisator. Der pH-Wert der Bleichlösung betrug 11,0. Die Stabilität der Bleichltisung wurde mittels Permanganattitration überprüft. Die Stoffdichte lag bei 20 %.

Beispeil 1:

[0017] 

Beispiel 2: wie Beispiel 1, jedoch wurde 4 % Wasserglas durch 1 % der angegebenen Verbindung ersetzt.

[0018] 

Beispiel 3: wie Beispiel 1, jedoch statt 4 % Wasserglas 1 % an Kombinationen der in Beispiel 2 genannten Verbindungen

[0019] 

Beispiel 4: Versuchsdurchführung wie in Beispiel 1, jedoch mit einer Kombination aus drei Substanzgruppen.

[0020] 

Beispiel 5: Dithionitbleiche

[0021] Die Versuchsdurchführung erfolgte bei einer Stoffdichte von 5 % unter Inertgas. Der pH-Wert lag bei 6, die Gleichtemperatur betrug 60°C, die Verweilzeit 1 h. Das Bleichhilfsmittel wurde mit 1 % dosiert, ebenfalls das Na₂S₂O₄.

[0022] Die voranstehenden Beispiele zeigen eindeutig, daß mit den erfindurigsgemäßen Bleichhilfsmitteln wesentlich bessere. Stabilisierwirkungen und Weißgradgewinne als mit den jeweiligen Einzelkomponenten erzielt werden. Darüberhinaus kann Wasserglas vollständig ersetzt werden, wobei z.T. sogar eine höhere Weiße erzielt wird. Desweiteren konnte bei diesen Versuchen gezeigt werden, daß sowohl bei Verwendung von Wasserglas als auch bei alleinigem Einsatz der Einzelkomponenten eine wesentlich höhere Menge als beim Einsatz der erfindungsgemäßen Kombination eingesetzt werden muß. Somit wird bei Einsatz der erfindungsgemäßen Produkte die Belastung des Kreislauf- wassers mit Chemikalien herabgesetzt. Dies führt zusammen mit den oben beschriebenen Vorteilen insgesamt zu störungsfreiem Betrieb und damit gesteigerter Effektivität. !

Ansprüche

1.) Verfahren zum Bleichen von Holzschliff in Peroxid und/oder sulfithaltigen Lösungen, dadurch gekenn- .zeichnet, daß man den Bleichvorgang in Gegenwart von Phosphonsäuren, Polyhydroxycarbonsäuren und Phosphaten durchführt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß als Phosphonsäure N,N-Bis(carboxy-methyl)-1'-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N-2-carboxyethyl-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N,N-Bis(hydroxymethyl)-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; 1,2,1-tricarboxybutan-2-phosphonsäure; Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure (DTPMP); Hydroxyethandisphosphonsäure (HEDP); Aminotrismethylenphosphonssäure (ATMP) bzw, die entsprechenden Salze dieser Säuren, als Polyhydroxycarbonsäuren, Gluconsäure, Citronensäure, N,N-Di- hydroxyethylenglycin, DTPA, EDTA, NTA bzw. deren Salze und als Phosphate Alkali- oder Erdalkalisalze der Orthophosphorsäure oder von Polyphosphorsäuren eingesetzt werden.

3.) Mittel zum Bleichen von Holzschliff,enthaltend Peroxid und/oder Sulfit, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Phosphonsäure Polyhydroxycarbonsäure und Orthophosphorsäure oder Polyphosphorsäure bzw. deren Salze.

4.) Mittel nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen oder mehrere der Stoffe N,N-Bis(hydroxy-methyl)-1- amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N-2-carboxyethyl-1-amino-ethan-1,1-diphosphonsäure; N,N-Bis(hvdroxy- methyl)-1-amino-ethan-1,1-diohosphpnsäure; 1,2,1-tricarboxybutan-2-phosphonsäure; Diethylentriaminpentamethylenphosphonsäure (DTPM); Hydroxyethan disphosphonsäure (HEDP); Aminotrismethylenphosphossäure (ATMP)bzw. die entsprechenden Salze dieser Säuren, als Polyhydroxycarbonsäuren, Gluconsäure, Citronensäure, N,N-Dihydroxyethylenglycin, DTPA, EDTA, NTA oder deren Salze zusammen mit einem oder mehreren der Stoffe Glukonsäure, Citronensäure, N,N-Dihydroxy- ethylenglycon, DTPA, EDTA, NTA oder deren Salze, zusammen mit Alkali- oder Erdalkalisalzen der Orthophosphorsäure und/oder Polyphosphorsäure.

5.) Mittel nach Anspruch 3 bis 4, gekennzeichnet durch ein Mischungsverhältnis der Komponenten von 8:1:1 bis 1:8:1 bis 1:1:8.