CH638003A5 - Verfahren zur herstellung von mittel- bis hochviskosem nadelholz-zellstoff. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE Stufe der Sequenz entspricht beispielsweise 0,01 bis 20 Gew.-%

1. Verfahren zur Herstellung eines mittel- bis hochviskosen der Menge Chlor, welche bei bisher bekannten Chlorierungs-Nadelholz-Sulfitzellstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man stufen eingesetzt wird. Bei den bekannten Verfahren werden 4 nach einem Sulfit-Aufschlussverfahren gewonnenen, nicht bis 6 Gew.-% Chlor eingesetzt (vgl. Rydholm, Pulping, Proces-oder durch eine Vorbehandlung höchstens teilweise weiter 5 ses, (1965) Interscience Publishers, Verlag Wiley & Sons, Inc. delignifizierten Zellstoff einer Veredlung durch Alkali bei New York, London, Sidney, Seite 1066). Während es bei erhöhter Temperatur unterzieht, anschliessend mit Peroxid in bekannten Verfahren notwendig ist, die Reaktionsdauer in der alkalischem, wässrigem Medium delignifiziert und ein- oder Chlorierungsstufe bis zu einer Stunde auszudehnen, kann bei mehrstufig nachbleicht. dem erfindungsgemässen Verfahren die Reaktionsdauer der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, io Chlorierungsstufe auf maximal 0,80 h, vorzugsweise zwischen dass man den Zellstoff einer teilweise delignifizierenden Vorbe- 0,01 und 0,75 h, begrenzt werden.

handlung in Form einer Teilchlorierung und/oder Säurebe- In einer vorzugsweise Ausführung der Erfindung kann die handlung unterzieht. j Chlorierung bei einem pH-Wert von 1 bis 2 durchgeführt wer-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- den. Dieser Wert kann mittels bekannter anorganischer Minenet, dass man bei der delignifizierenden Behandlung mit Pero- 15 raisäuren, wie z.B. HCl, H2SO4 eingestellt werden.

xid in alkalischem, wässrigem Medium Magnesiumsalze ein- Die saure Vorbehandlung kann mit anorganischen Mineral setzt. säuren, wie z.B. H2S04, HCl, H2SO3 und/oder organischen Säu ren, wie Ameisensäure, Essigsäure, bei einem pH-Wert von 2 bis 5, bei einer Temperatur von 0 bis 50°, einer Stoffdichte von 20 2 bis 5 Gew.-% und innerhalb einer Zeitdauer von mindestens 1 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Minute, vorzugsweise von 0,1 bis 1 h, durchgeführt werden, mittel- bis hochviskosen Nadel-Sulfitzellstoffes, der beispiels- Die Veredlung des im Anschluss an den Kochprozess nicht weise für die chemische Weiterverarbeitung sowie für die Her- oder nur geringfügig weiter delignifizierten Zellstoffes mit Stellung von Spezialpapieren geeignet ist. Alkali kann bei Temperaturen von 60 °C bis zum Siedepunkt

Mittel- bis hochviskoser, durch Alkalibehandlung veredel- 25 der Zellstoffsuspension durchgeführt werden. Dabei kann eine ter Nadelholz-Sulfitzellstoff wird als Grundstoff bei der Her- Zeitdauer von mindestens 0,1 h, vorzugsweise von 0,5 bis 4 h, Stellung von Spezialpapieren, z.B. Photopapieren, eingesetzt. eine Stoffdichte von mindestens 6 Gew.-%, vorzugsweise von 10 Eine weitere Einsatzmöglichkeit für veredelten Nadelholz-Sul- bis 20 Gew.-%, und eine Alkalikonzentration von 2 bis 12 fitzellstoff ist die Verwendung als Grundstoff bei der Herstel- Gew.-% (bezogen auf 100%igen atro Zellstoff), eingehalten wer-lung von Celluloseestern, Celluloseäthern, plastischen Massen 30 den.

und hygienischen Produkten, wie z.B. Babywindeln. Bei der Delignifizierung mit Peroxid kann als Peroxid ein

Als besonders geeignet für diese Einsatzmöglichkeiten hat anorganisches Peroxid, wie z.B. Wasserstoffperoxid, Natriumsich ein Nadelholz-Sulfitzellstoff erwiesen, welcher einen peroxid, oder ein organisches Peroxid, wie z.B. t-Butylhydrope-hohen a-Cellulosegehalt von mindestens 91 Gew.-% (bezogen roxid oder eine Mischung der genannten Peroxide, eingesetzt auf atro Zellstoff), eine DP-Wert von mindestens 1000, eine 35 werden. Das verwendete Peroxid kann in Mengen von 0,2 bis gute Reaktionsfähigkeit, einen maximalen Extraktgehalt von 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,6 bis 6 Gew.-%, bezogen auf 0,2 Gew.-% (Dichlormethan) und einen Aschegehalt von maxi- 100%igen atro Zellstoff, eingesetzt werden.

mal 0,15 Gew.-% (bezogen auf atro Zellstoff), aufweist. Weiterhin kann bei der Delignifizierung mit Peroxid eine

Es ist bekannt, derartige Nadelholz-Sulfitzellstoffe herzu- Stoffdichte von mindestens 4 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 16 stellen, indem man die Delignifizierung nach vorhergehender 40 Gew.-%, eingehalten werden.

Kochung vollständig mit elementarem Chlor durchführt (vgl. Für die Bildung des alkalischen, wässrigen Mediums bei der

S.A. Rydholm, Pulping Processes [1965], Interscience Publis- Delignifizierung mit Peroxid kann man Alkalihydroxid, wie hers, Verlag Wiley & Sons Inc., New York, London, Sidney, z.B. NaOH, KOH, NH3 (OH), Mg (OH)2 und/oder Erdalkalihy-Seite 1066). droxid, wie z.B. Calciumhydroxid, in Mengen von 0,5 bis 4

Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass wäh- 45 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf 100%igen rend des Delignifizierungsprozesses umweltbelastende chlorlig- atro Zellstoff, einsetzen. Die Temperatur kann während der ninhaltige Abwässer entstehen, welche, wenn überhaupt, nur Delignifizierung mit Peroxid zwischen 35 °C und dem Siede-mit sehr hohem Aufwand aufgearbeitet werden können. punkt der Zellstoffsuspension gehalten werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah- Zusätzlich können Stabilisatoren, wie Äthylendiamintetra-ren zur Delignifizierung von Zellstoffen obiger Spezifikation 50 essigsäure, Diäthylentriaminpentaessigsäuren, Nitrilotriessig-zu entwickeln, welches umweltfreundlichere Abwässer ergibt. säure und/oder Polycarbonsäure, entsprechend der DE-OS

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 defi- 19 04 940, der DE-OS 19 04 941 und/oder der DE-OS 19 42 556, nierte Verfahren gelöst. eingesetzt werden.

Im erfindungsgemässen Verfahren kann der nach einem Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemässen Verfah-

Sulfit-Aufschlussverfahren gewonnene Zellstoff mit 0,01 bis 20 55 rens liegt darin, dass man Abwässer erhält, welche wegen ihres Gew.-% der in klassischen Bleichverfahren eingesetzten Chlor- geringen Gehaltes an Chlorid-Ionen bzw. organisch gebunde-menge und/oder sauer vorbehandelt werden. nem Chlor nicht nur einer regenerativen Weiterbehandlung

In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung zugänglich sind, sondern auch in einem Kreislaufsystem wieder kann man bei der delignifizierenden Behandlung mit Peroxid in das Delignifizierungs-Verfahren eingeführt werden können, im alkalischen, wässrigen Medium Magnesiumsalz einsetzen. 60 Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass auf den Einsatz des sich Dabei kann das Magnesiumsalz in Mengen von 0,01 bis 1 im Zellstoff niederschlagenden Wasserglases als Stabilisator

Gew.-%, bezogen auf Zellstoff, eingesetzt werden. während der Delignifizierung verzichtet werden kann.

Derartig verwendbare Magnesiumsalze können Magnesi- Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folgen-

umhalogenide, wie z.B. MgCk, MgBn oder MgJ2, Magnesium- den Beispiele näher erläutert und beschrieben :

carbonat, Magnesiumsilikat, Magnesiumsulfat, Magnesiuma- 65 cetat oder Magnesiumoxid sein. Beispiel 1

Die bei dem beschriebenen Verfahren gegebenenfalls in (Herstellung eines hochviskosen Zellstoffes)

einer Vorbehandlung eingesetzte Chlormenge in der ersten Ein nach dem Calciumbisulfit-Verfahren hergestellter

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Fichte-Sulfitzellstoff (Kappa-Zahl = 17) wird in einem fünfstufigen Verfahren nach folgender Sequenz behandelt:

1. schwache Chlorierung (Teilchlorierung)

1% Chlor auf Zellstoff

Temperatur 35 °C Zeitdauer: 0,75 h Stoffdichte:4%

pH-Wert: ca 2

2. alkalische Veredlung 8% NaOH Temperatur: 85 °C Zeitdauer: 2 h Stoffdichte 16%

3. Delignifizierung mit Peroxid

1,5% H2O2 (in wässriger Lösung)

Temperatur:40°C

2% NaOH

Zeitdauer: 4 h

Stoffdichte: 12%

0,3% MgCh auf Zellstoff

Der so behandelte Zellstoff zeigt die folgenden Eigenschaften:

a-Cellulose: 93%

Cuoxam Viskosität: 2600 mp Weissgehalt: 70% MgO (Elrepho)

Extraktgehalt: 0,06% (Dichlormethan)

Anschliessend wird dieser nach der delignifizierenden Vorbleiche erhaltene Zellstoff wie folgt in an sich bekannter Weise weiterbehandelt:

4. Chlordioxidbleiche gemäss Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 18. Band, 3. Auflage, Seite 780 (1967)

5. Hypochloritbleiche gemäss Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 18. Band, 3. Auflage, Seite 779 (1967)

Der so nach der 5. Stufe erhaltene Zellstoff weist die folgenden Kenndaten auf :

a-Cellulose:92%

Holzgummi: 2,9%

DP-Wert: 1500

R 18:93,6%

Aschegehalt: 0,11%

Extraktgehalt: 0,04 (Dichlormethan)

Kupferzahl: 0,8

Weissgrad: 91% MgO

Cuoxam-Viskosität: 2300 mp

Die Kenndaten werden nach den folgenden bekannten Methoden ermittelt:

a-Cellulose: Merkblatt Zellcheming IV/39/67

bzw. : Siber, Chemisch-technische Untersuchungsmethoden der

Zellstoff- und Papierindustrie Springer Verlag 1957, Seite 598

3. Delignifizierung mit Peroxid 1,5% H2O2 (in wässriger Lösung)

Temperatur: 40 °C 1,5% NaOH

Zeitdauer: 4 h Stoffdichte: 12%

0,3% MgCh

5 Der so behandelte Stoff zeigt die folgenden Eigenschaften :

a-Cellulose : 92,5%

Cuoxam-Viskosität: 1900 Weissgrad: 70% MgO (Elrepho)

10 Extraktgehalt: 0,05% (Dichlormethan)

Anschliessend wird dieser nach der delignifizierenden Vorbleiche erhaltene Zellstoff wie folgt in an sich bekannter Weise weiterbehandelt:

15

4. Chlordioxidbleiche gemäss Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 18. Band, 3. Auflage, Seite 780 (1967)

20 5. Hypochloritbleiche gemäss Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 18. Band, 3. Auflage, Seite 779 (1967)

Der so nach der 5. Stufe erhaltene Zellstoff weist die folgen-25 den Kenndaten auf :

Holzgummi: Merkblatt Zellcheming IV/9/67 DP-Wert: Merkblatt Zellcheming DIII/1/72 R 18: Merkblatt Zellcheming IV/39/67 Aschegehalt: Merkblatt Zellcheming IV/40/67 30 Extraktgehalt: Merkblatt Zellcheming IV/43/67 Kupferzahl: Merkblatt Zellcheming IV/8/70 Weissgrad : Merkblatt Zellcheming V/10/63 Cuoxam-Viskosität: Merkblatt Zellcheming IV/30/62

35 Die in diesem Beispiel angegebenen Konzentrations-Pro-zentwerte sind Gewichtsprozent, bezogen auf 100% atro Zellstoff, soweit nicht eine andere Bezugsgrösse angegeben ist.

Beispiel 2

40 (Herstellung eines mittelviskosen Zellstoffes)

Ein nach dem Calciumbisulfit-Verfahren hergestellter Fichte-Sulfitzellstoff (Kappa-Zahl = 15) wird in einem fünfstufigen Verfahren nach folgender Sequenz behandelt:

<5 1. schwache Chlorierung (Teilchlorierung)

0,8% Chlorgas (in wässriger Lösung)

Temperatur: 45 °C Zeitdauer: 0,75 h Stoffdichte:4%

50 pH-Wert:ca. 2

2. alkalische Veredlung 6% NaOH (in wässriger Lösung)

Temperatur: 85 °C 55 Zeitdauer: 2 h Stoffdichte: 16%

a-Cellulose: 93%

DP-Wert: 1200 Aschegehalt: 0,08%

60 Extraktgehalt: 0,1-0,2% (Dichlormethan)

Weissgrad: 94% MgO Cuoxam-Viskosität: 600 mp

Die Kenndaten werden nach den bekannten, in Beispiel 1 65 angegebenen, Methoden ermittelt.

Die in diesem Beispiel angegebenen Konzentrations-Pro-zentwerte sind Gewichtsprozent, bezogen auf 100% atro Zellstoff, soweit nicht eine andere Bezugsgrösse angegeben ist.