DE4115575A1 - Bleach compsns. esp. for paper making - contg. sulphite and/or dithionite and borohydride, giving improved whiteness levels - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Bleichmittel und dessen Ver wendung zum Bleichen von Papiermaterialien.The invention relates to a bleaching agent and its Ver Use for bleaching paper materials.
Die Anwendung von Bleichmitteln ist in der Papierindustrie nicht zu umgehen. Beispielsweise erfordert der Einsatz von Sekundärmaterialien für die Herstellung von Tissue- Produkten und Papieren höherer Qualität neben dem Flota tionsverfahren im allgemeinen auch einen chemischen Bleich prozeß. Prinzipiell kann die chemische Bleiche oxidativ oder reduktiv erfolgen.The use of bleaching agents is in the paper industry not to be avoided. For example, the use requires of secondary materials for the production of tissue Products and papers of higher quality besides the Flota In general, a chemical bleaching process is also used process. In principle, chemical bleaching can be oxidative or reductively.
Für die oxidative Bleiche hat man früher Chlor oder Hypo chlorit eingesetzt. Diese relativ kostengünstigen Produkte führen aber zu Vergilbungen der Ligninfasern und zur Bil dung von halogenierten Kohlenwasserstoffen, die das Abwas ser belasten. Daher verwendet man heute für die oxidative Bleiche überwiegend Wasserstoffperoxid. Damit werden die Nachteile von Chlor und Hypochlorit vermieden und es ge lingt auch zum Teil das Ablösen von Druckfarbenpartikel während der Flotation. Massefarben oder entwickelter NCR- Farbstoff (SD-Papier) sind oxidativ mit Wasserstoffperoxid jedoch nicht bleichbar.For the oxidative bleaching one has previously chlorine or hypo chlorite used. These relatively inexpensive products but lead to yellowing of lignin fibers and Bil tion of halogenated hydrocarbons, which is the wastewater load. Therefore one uses today for the oxidative Bleaching predominantly hydrogen peroxide. This will be the Disadvantages of chlorine and hypochlorite avoided and it ge Partly dissolves the detachment of ink particles during the flotation. Bulk colors or developed NCR Dye (SD paper) are oxidative with hydrogen peroxide but not bleachable.
Daneben hat sich jedoch die reduktive Bleiche als vor teilhaft erwiesen. Sie erfolgt in der Regel mit Natrium dithionit oder Formamidinsulfinsäure (Thioharnstoffdioxid). Aufgrund des im Vergleich zu Formamidinsulfinsäure niedrige ren Reduktionspotentials ist die Bleichwirkung von Natrium dithionit im allgemeinen jedoch etwas schwächer. In addition, however, the reductive bleaching than before partly proven. It is usually done with sodium dithionite or formamidinesulfinic acid (thiourea dioxide). Because of low compared to formamidinesulfinic acid Reduction potential is the bleaching effect of sodium dithionite in general, however, somewhat weaker.
Die Bleichwirkung von Formamidinsulfinsäure ist in vielen Fällen ausreichend, jedoch lassen sich die schwierig zu bleichenden, gelb gefärbten Fasern nicht signifikant ent färben. Darüber hinaus ist ein Zusatz von Natronlauge erforderlich. Damit sind höhere Kosten verbunden und außer dem ist dabei die sogenannte Alkalivergilbung zu beobachten, die einen Abfall des Weißgrades zur Folge hat.The bleaching action of formamidinesulfinic acid is in many Sufficient, but difficult to do bleaching, yellow-colored fibers not ent to dye. In addition, an addition of caustic soda required. This involves higher costs and except this is to observe the so-called alkali yellowing, which results in a drop in whiteness.
Holzschliff ist gelblich bis bräunlich gefärbt und muß daher gebleicht werden. Für die reduktive Holzschliff bleiche verwendet man Natriumbisulfit und Natriumdithionit (früher auch Zinkdithionit). Mit einem oxidativen Bleich mittel, wie Wasserstoffperoxid oder Natriumperoxid, läßt sich zwar eine bessere Bleichwirkung erzielen, aus wirtschaftlichen Überlegungen wird aber dennoch überwiegend reduktiv gebleicht. Infolge der Verschlechterung der Holz qualität (Windbruch, Sturmschäden) wird der erwünschte minimale Weißgrad (in der Regel 60 Weißgradpunkte gemäß ISO (R457) auch durch eine reduktive Bleiche mit Dithionit selbst bei hohen Konzentrationen häufig nur sehr schwer erreicht. Da eine oxidative Bleiche im Anschluß an eine reduktive Bleiche insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht kommt, läßt sich eine Steigerung des Weißgrads nur durch eine reduktive Nachbleiche realisieren. Hierfür ist beispielsweise Formamidinsulfinsäure besonders geeignet, die jedoch die oben erwähnten Nachteile besitzt.Wood pulp is yellowish to brownish in color and must therefore be bleached. For the reductive wood pulp Bleached, sodium bisulfite and sodium dithionite are used (formerly zinc dithionite). With an oxidative bleach medium, such as hydrogen peroxide or sodium peroxide Although achieve a better bleaching effect from Nevertheless, economic considerations are still prevalent bleached reductively. As a result of the deterioration of the wood quality (windbreak, storm damage) will be the desired minimum whiteness (usually 60 whiteness points according to ISO (R457) also by a reductive bleaching with dithionite even at high concentrations often very difficult reached. As an oxidative bleaching following a reductive bleaching, especially for economic reasons is not an option, can be an increase of the Whiteness only by a reductive Nachbleiche realize. For example, formamidinesulfinic acid is particularly suitable for this purpose suitable, however, has the above-mentioned disadvantages.
Für die Herstellung von massegefärbtem Papier wird der Farbstoff gelöst und auf das Papier aufgebracht. Vor einem Farbwechsel muß so lange intensiv gespült werden, bis das Färbebad praktisch farblos ist und der neue Farbstoff zugegeben werden kann. Aufgrund des extrem hohen Durch satzes der modernen Papiermaschinen führt dies zu einer erheblichen Menge an Ausschuß bzw. minderwertiger Qualitä ten. Damit ein Farbwechsel in kurzer Zeit möglich ist, ist ein geeignetes Bleichmittel erforderlich. For the production of mass dyed paper is the Dye dissolved and applied to the paper. Before a Color change must be rinsed intensively until the dyebath is virtually colorless and the new dye can be added. Due to the extremely high throughput This leads to a modern paper machine considerable amount of rejects or inferior quality so that a color change is possible in a short time, a suitable bleaching agent is required.
Sulfite wurden auf Grund ihrer geringen Bleichwirkung für die oben genannten Zwecke bisher nicht eingesetzt. Auch die Verwendung von Borhydriden als Bleichmittel wurde bisher noch nicht in Betracht gezogen.Sulphites were due to their low bleaching effect not used for the above purposes. Also, the use of borohydrides as a bleaching agent has not been considered yet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein reduktives Bleichmittel zur Verfügung zu stellen, das eine starke Bleichwirkung besitzt, und einfach und vielseitig, ins besondere auch zum Entfärben von Farbstofflösungen für die Herstellung von massegefärbten Papieren, anwendbar ist.The invention is based on the object, a reductive To provide bleach that is a strong Has bleaching effect, and simple and versatile, ins special also for decolorization of dye solutions for the preparation of bulk-dyed papers, applicable is.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird mit einem Bleichmittel, das ein wasserlösliches Sulfit und ein wasserlösliches Boranat enthält.Surprisingly, it has now been found that this task is dissolved with a bleach that is a water-soluble Contains sulfite and a water-soluble boronate.
Die Erfindung betrifft daher ein Bleichmittel, enthaltendThe invention therefore relates to a bleaching agent containing
- a) mindestens ein wasserlösliches Alkali- oder Erdalkali metallsulfit und/oder Alkali- oder Erdalkalimetalldithionit, unda) at least one water-soluble alkali or alkaline earth metal metal sulfite and / or alkali or alkaline earth metal dithionite, and
- b) mindestens ein Alkali- oder Erdalkalimetallboranat.b) at least one alkali or Erdalkalimetallboranat.
Erfindungsgemäß geeignete Sulfite sind wasserlösliche Metallsulfite, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetall sulfite, wie Kaliumsulfit, Natriumsulfit und Magnesiumsul fit.Sulfites suitable according to the invention are water-soluble Metal sulfites, especially alkali and alkaline earth metal sulfites such as potassium sulfite, sodium sulfite and magnesium sulfate fit.
Geeignete Dithionite sind wasserlösliche Metalldithionite, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetalldithionite, wie Natriumdithionit, Kaliumdithionit, Magnesiumdithionit sowie Zinkdithionit.Suitable dithionites are water-soluble metal dithionites, especially alkali and alkaline earth metal dithionites, such as Sodium dithionite, potassium dithionite, magnesium dithionite as well as zinc dithionite.
Die in den erfindungsgemäßen Bleichmitteln zur Anwendung kommenden Boranate sind ebenfalls wasserlöslich. Geeignete Boranate sind Alkali- und Erdalkaliboranate, wie Natrium boranat, Kaliumboranat und Magnesiumboranat.The in the bleaching agents according to the invention for use Boronates are also soluble in water. suitable Boranates are alkali and alkaline earth borates, such as sodium borane, potassium borohydride and magnesium borohydride.
Das Mengenverhältnis von Komponente (a) zu Komponente (b) richtet sich nach der Qualität des zu behandelnden Papiermaterials. Im allgemeinen ist es jedoch ausreichend, wenn das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zu Komponen te (b) 95 bis 99,8 zu 0,2 bis 5, vorzugsweise 97,5 bis 99,5 zu 0,5 bis 2,5 beträgt.The ratio of component (a) to component (b) depends on the quality of the treatment to be treated Paper material. In general, however, it is sufficient when the weight ratio of component (a) to components te (b) 95 to 99.8 to 0.2 to 5, preferably 97.5 to 99.5 to 0.5 to 2.5.
In den erfindungsgemäßen Bleichmitteln können bis zu 10 Gew.-% der Komponente (a) durch ein wasserlösliches Alkali- oder Erdalkalimetallbisulfit, wie Natrium- oder Kaliumhydrogensulfit, ersetzt werden.In the bleaching agents according to the invention, up to 10 wt .-% of component (a) by a water-soluble Alkaline or alkaline earth metal bisulfite, such as sodium or Potassium hydrogen sulfite, to be replaced.
Die erfindungsgemäßen Bleichmittel können außerdem übliche Zusätze und Hilfsstoffe enthalten. In diesem Zusammenhang sind Komplexiermittel zu erwähnen, die bis zu 3 Gew.-% des Gesamtgewichtes des Bleichmittels ausmachen können. Geeignete Komplexiermittel sind beispielsweise Natrium gluconat und Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA).The bleaching agents of the invention may also be conventional Additives and auxiliaries included. In this context mention should be made of complexing agents which are up to 3% by weight of the total weight of the bleaching agent. Suitable complexing agents are, for example, sodium gluconate and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).
Die erfindungsgemäßen Bleichmittel können auch Stellmittel enthalten, beispielsweise wasserlösliche Alkali- und Erd alkalicarbonate, wie Natriumsulfat und Magnesiumcarbonat. Die Menge an Stellmittel kann bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bleichmittels, betragen.The bleaching agents according to the invention can also be adjusting agents contain, for example, water-soluble alkali and earth alkali carbonates, such as sodium sulfate and magnesium carbonate. The amount of adjuster can be up to 40 wt .-%, based on the total weight of the bleaching agent.
Weiter können die erfindungsgemäßen Bleichmittel auch Dispergiermittel enthalten, die vor allem die Herstellung der Bleichmittel erleichtern. Geeignete Dispergiermittel sind beispielsweise Aerosil oder übliche Tenside.Furthermore, the bleaching agents according to the invention can also be used Contain dispersants, especially the preparation facilitate the bleaching agent. Suitable dispersants For example, Aerosil or conventional surfactants.
Schließlich können die erfindungsgemäßen Bleichmittel auch Bindemittel enthalten. Geeignete Bindemittel sind beispielsweise Cellulosederivate oder Polyacrylate. Finally, the bleaching agents according to the invention also contain binders. Suitable binders are for example, cellulose derivatives or polyacrylates.
Die erfindungsgemäßen Bleichmittel können in unterschied licher Form vorliegen. Sie können als Pulver oder in kompaktierter Form, beispielsweise als Granulat, geprillt oder als Tabletten vorliegen. Gewünschtenfalls kann man das Bleichmittel mit einem inerten Überzug versehen.The bleaching agents according to the invention can differ in Licher form. They can be used as powder or in compacted form, for example as granules, prilled or as tablets. If you want you can provide the bleach with an inert coating.
Die erfindungsgemäßen Bleichmittel besitzen gute Fließ eigenschaften und können daher auf einfache Weise dosiert werden. Die aus den Bleichmitteln entstehenden Reaktions produkte sind umweltverträglich.The bleaching agents according to the invention have good flow properties and can therefore be dosed in a simple manner become. The resulting from the bleaching reaction products are environmentally friendly.
Die erfindungsgemäßen Bleichmittel sind zum Bleichen von Alt- oder Recyclingpapier, zur Nachbleiche von Holzschliff, zum Entfärben von Farbstofflösungen für die Herstellung von massegefärbtem Papier und dergleichen, brauchbar.The bleaching agents according to the invention are for bleaching Old or recycled paper, for subsequent bleaching of groundwood, for decolorization of dye solutions for the production of bulk dyed paper and the like.
Die Einsatzmenge an Bleichmittel hängt von der Qualität des zu bleichenden Rohstoffes und von dem erwünschten Weißgrad ab. Im allgemeinen ist es jedoch ausreichend, 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das zu bleichende Material, anzuwenden.The amount of bleach used depends on the quality the raw material to be bleached and the desired one Whiteness off. In general, however, it is sufficient 0.1 to 3 wt .-%, based on the material to be bleached, apply.
Die Bleichmittel werden in der Regel in Form einer Lösung oder in fester Form in die Bleichflotte gegeben. Die Kontakt zeit von zu bleichendem Material und Bleichmittel richtet sich nach der Menge des Bleichmittels und der Qualität des zu bleichenden Materials sowie nach der Temperatur, bei der das Bleichen vorgenommen wird. Im allgemeinen ist eine Kontaktzeit von 10 Minuten bis 90 Minuten jedoch ausreichend.The bleaching agents are usually in the form of a solution or in solid form in the bleaching liquor. The contact time of material and bleaching agent to be bleached depending on the amount of bleach and the quality the material to be bleached and the temperature, in which the bleaching is done. In general is a contact time of 10 minutes to 90 minutes however sufficient.
Die Temperatur, bei der das Bleichen erfolgt, richtet sich in erster Linie nach dem zu bleichenden Material. Am zweckmäßigsten ist eine Temperatur im Bereich von 30 bis 90°C. The temperature at which the bleaching takes place primarily according to the material to be bleached. The most convenient is a temperature in the range of 30 to 90 ° C.
Für die Bleiche von Deinktstoff oder von massegefärbtem Recyclingpapier haben sich folgende Reaktionsbedingungen bewährt:For bleaching of deinked or mass dyed Recycled paper has the following reaction conditions proven:
Die Nachbleiche von Holzschliff führt man zweckmäßigerweise unter folgenden Bedingungen durch:The subsequent bleaching of groundwood is conveniently carried out under the following conditions:
Das Entfärben von Farbstofflösungen für die Herstellung von massegefärbten Papieren führt man zweckmäßigerweise unter ähnlichen Bedingungen wie oben angegeben, durch. The decolorization of dye solutions for the production mass-dyed papers are conveniently prepared under conditions similar to those indicated above.
Die erfindungsgemäßen Bleichmittel besitzen eine sehr gute Bleichwirkung. Nach der Bleiche findet man im allgemeinen Weißgrade, die signifikant höher liegen, als bei einer vergleichbaren Bleiche mit herkömmlichen Bleichmitteln, wie Formamidinsulfinsäure. Die Bleichwirkung ist über einen weiten Bereich relativ pH-unabhängig, das heißt, die erfindungsgemäßen Bleichmittel sind in einem pH-Bereich von etwa 5 bis etwa 12 anwendbar. Ein Zusatz von Natronlauge ist dabei im Gegensatz zu einer Bleiche mit Formamidinsulfinsäure nicht erforderlich.The bleaching agents according to the invention have a very high content good bleaching effect. After bleaching you will find in general degrees of whiteness, which are significantly higher, as in a comparable bleach with conventional Bleaching agents, such as formamidinesulfinic acid. The bleaching effect is relatively pH-independent over a wide range, the is called, the bleaching agents according to the invention are in one pH range of about 5 to about 12 applicable. An addition of caustic soda is in contrast to a bleach not necessary with formamidinesulfinic acid.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Dabei wird das Bleichmittel jeweils in Form einer 10%igen wäßri gen Lösung dem zu bleichenden Material, das in der angege benen Stoffdichte in Wasser suspendiert ist, zugegeben.The following examples illustrate the invention. there the bleach is in each case in the form of a 10% aq solution to the material to be bleached in the angege substance density is suspended in water, added.
Bleiche von massegefärbten Papieren mit entwickeltem NCR Farbstoff (Durchschnittsmuster aus grün-, blau-, rot- und gelbgefärbten SD-Papieren), die mit Levacell echttürkis blau, Cartasol gelb, Levacell blau, Levacell rot und weiteren anionischen Azo- oder Phthalocyaninfarbstoffen gefärbt sind.Bleaching of mass-dyed papers with developed NCR Dye (average pattern of green, blue, red and yellow-colored SD papers), which with Levacell genuine turquoise blue, Cartasol yellow, Levacell blue, Levacell red and further anionic azo or phthalocyanine dyes are colored.
Bleichmittelrezeptur:
75 Teile Natriumdithionit
1,5 Teile Natriumborhydrid
20 Teile Natriumsulfit
1,5 Teile Natriumgluconat
2 Teile NatriumsulfatBleach formulation:
75 parts of sodium dithionite
1.5 parts of sodium borohydride
20 parts of sodium sulfite
1.5 parts of sodium gluconate
2 parts sodium sulfate
Bleiche von gelbgefärbten Papieren, gefärbt mit anionischen Azo- oder PhthalocyaninfarbstoffenBleaching of yellow-colored papers dyed with anionic Azo or phthalocyanine dyes
Bleichmittelrezeptur:
75 Teile Natriumsulfit
20 Teile Natriumsulfat
2 Teile Natriumcarbonat
1 Teile Natriumgluconat
2 Teile KaliumborhydridBleach formulation:
75 parts of sodium sulfite
20 parts of sodium sulfate
2 parts of sodium carbonate
1 part sodium gluconate
2 parts of potassium borohydride
Mit Formamidinsäure als Bleichmittel wird unter vergleich baren Bedingungen ein Weißgrad von 50.9 erzielt. With formamidic acid as a bleaching agent is under comparative baren conditions achieved a whiteness of 50.9.
Bleiche von deinktem Altpapier (Illustrierte)Bleaching of deinked waste paper (magazines)
Bleichmittelrezeptur:
50 Teile Natriumdithionit
1,5 Teile Natriumborhydrid
40 Teile Natriumsulfit
2 Teile Natriumgluconat
4,5 Teile Natriumsulfat
2 Teile MagnesiumcarbonatBleach formulation:
50 parts sodium dithionite
1.5 parts of sodium borohydride
40 parts of sodium sulfite
2 parts sodium gluconate
4.5 parts of sodium sulfate
2 parts magnesium carbonate
Bleiche von HolzschliffBleaching of groundwood
Bleichmittelrezeptur:
60 Teile Natriumdithionit
20 Teile Natriumsulfit
15 Teile Natriumsulfat
2 Teile Kalbiumborhydrid
2 Teile Kaliumcarbonat
1 Teil NatriumgluconatBleach formulation:
60 parts of sodium dithionite
20 parts of sodium sulfite
15 parts of sodium sulfate
2 parts of calcium borohydride
2 parts of potassium carbonate
1 part sodium gluconate
Claims (13)
- a) mindestens ein wasserlösliches Alkali- oder Erdalkalimetallsulfit und/oder Alkali- oder Erd alkalimetalldithionit, und
- b) mindestens ein Alkali- oder Erdalkalimetall boranat.
- a) at least one water-soluble alkali or alkaline earth metal sulfite and / or alkali metal or alkaline earth metal dithionite, and
- b) at least one alkali or alkaline earth metal borane.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4115575A DE4115575A1 (en) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | Bleach compsns. esp. for paper making - contg. sulphite and/or dithionite and borohydride, giving improved whiteness levels |
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| DE4115575A1 true DE4115575A1 (en) | 1992-11-19 |
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