EP1688534A1 - Use of Arabinoxylanes in paper production - Google Patents

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EP1688534A1
EP1688534A1 EP05002073A EP05002073A EP1688534A1 EP 1688534 A1 EP1688534 A1 EP 1688534A1 EP 05002073 A EP05002073 A EP 05002073A EP 05002073 A EP05002073 A EP 05002073A EP 1688534 A1 EP1688534 A1 EP 1688534A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pulp
arabinoxylan
arabinoxylans
xylan
paper
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05002073A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen Dr. Engelhardt
Christa Dr. Krüger
Nils Dr. Schröder
Tilmann Busse
Jürgen Dr. Puls
Bodo Dr. Saake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co OHG
Original Assignee
Wolff Cellulosics GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wolff Cellulosics GmbH and Co KG filed Critical Wolff Cellulosics GmbH and Co KG
Priority to EP05002073A priority Critical patent/EP1688534A1/en
Priority to RU2007116306/12A priority patent/RU2007116306A/en
Priority to CA002586187A priority patent/CA2586187A1/en
Priority to PCT/EP2005/009657 priority patent/WO2006081845A1/en
Priority to US11/231,016 priority patent/US20060169432A1/en
Publication of EP1688534A1 publication Critical patent/EP1688534A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/22Proteins
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added

Definitions

  • the present invention relates to the use of arabinoxylans as an additive in papermaking.
  • the mechanical properties of paper are influenced by a number of different parameters, both chemical and physical.
  • Several theories for explaining the tear strength properties of paper have been proposed, most of which emphasize the particular relevance of fiber-to-fiber bonding.
  • xylans from the raw material wood and its secondary product pulp is discussed.
  • the use of hardwood acetyl-4-O-methylglucuronoxylan and softwood arabino-4-O-methylglucurornoxylan is mentioned.
  • the examples of the use of xylans call the lenzing xylan. This product is obtained by alkaline extraction of beech wood pulp in the viscose process and has only low degrees of polymerization of about 35.
  • An object of the invention is therefore the use of arabinoxylans as an additive in papermaking.
  • Suitable arabinoxylans are polysaccharides which are described, for example, in various annual plants and agricultural residues such as e.g. Oat husks, straw or corn is included.
  • the arabinoxylans can be prepared by a variety of extraction techniques, e.g. be recovered with water, steam or solvents using a variety of auxiliary chemicals and by enzymatic isolation and purification steps.
  • alkaline extracted arabinoxylans, and in particular arabinoxylans from oat hulls are used, e.g.
  • the peculiarity of the arabinoxylans from oat husks in comparison to the xylans from hardwood and softwood is that they have a comparatively high number of arabinose substituents but not the 4-O-methylglucuronic acids occurring in deciduous and coniferous xylans. Compared to xylans from pulps such as Lenzing xylan, the arabinoxylans have a much higher chain length.
  • arabinoxylans are understood to mean those xylans which have 5 to 20% (w / w based on the total sample), preferably 7 to 15%, particularly preferably 8 to 13%, arabinose substituents on their main chain and less than 5 %, preferably less than 2%, more preferably less than 1% carry 4-O-methylglucuronic acid substituents (chromatographic determination of sugar after acid hydrolysis).
  • Arabinoxylans obtained by extraction of oat hulls with aqueous alkaline solution to yield an alkaline extract and subsequent precipitation of the alkaline extract in a precipitation bath of water and a water-miscible organic liquid A, whereby the alkaline extract is not neutralized prior to precipitation, are particularly preferred.
  • Such arabinoxylans usually have chain lengths of at least 100 after a possible bleaching stage. In most cases, the chain lengths of these arabinoxylans are in the range 120 to 240.
  • Another object of the invention is a process for producing a pulp comprising contacting a concentrated solution or suspension of a arabinoxylans with pulp or a pulp system containing pulp.
  • the arabinoxylan solution or suspension is added to the fiber suspension prior to foliar formation.
  • the action of the arabinoxylan also takes place in combination with other paper chemicals which are introduced into the pulp before, after or together with the arabinoxylan.
  • the use of arabinoxylan for the various products of the paper industry is advantageous.
  • paper chemicals include, for example, wet strength agents, fillers, retention aids, fixatives, defoamers, deaerators, sizing agents, optical brighteners, and colorants.
  • a homogeneous solution or suspension of arabinoxylans can be achieved, for example, by strong mechanical stress such as stirring, by the action of temperature or by means of chemicals, preferably basic chemicals such as alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, preferably NaOH.
  • concentration of the arabinoxylan solution or suspension can be varied within a wide range of 0.1% to 40% (w / w). Preferably, the range is from 0.1 to 25% (w / w), more preferably the range from 0.5% to 10% (w / w).
  • the arabinoxylan solution or suspension may then be incubated with the pulp and the desired paper aides and high consistency additives (solids content) of up to 20% before the pulp enters the headbox of the paper machine. Then you can go through Squeezing off the supernatant solution may use unadsorbed chemicals for the next batch.
  • the pulp in the headbox i. immediately before entering the papermaking machine with the additives and the arabinoxylan solution or suspension in any order.
  • the addition of arabinoxylans in the headbox usually achieves better results than the previous incubation with the pulp.
  • arabinoxylan solution or suspension is added to the pulp suspension prior to grinding the pulp fibers.
  • the optimum amount used depends on which other paper auxiliaries are used in the mass, so that the amount of arabinoxylans used in relation to pulp in a wide range of 0.1% up to 40% (w / w) can be. Preferably, however, amounts of from 0.5 to 10% of arabinoxylan are used. In most cases, the use of paper additives already at lower Arabinoxylankonzentrationen the optimum increase in strength is achieved.
  • compositions of xylans are given as% w / w based on the total sample, obtained by chromatographic determination of sugar after acid hydrolysis
  • a 4-O-methylglucuronoxylan from birch wood (no arabinose side chains, 8.8% molar ratio of 4-O-methylglucuronic acid based on xylose units, determined by 1 H-NMR, DP about 95) was used as a 5% solution in water dissolved under heating.
  • 20 g of softwood sulfite pulp were suspended in water and mixed with the xylan solution.
  • For tests with higher amounts of xylan solution, correspondingly smaller amounts of water were used to suspend the pulp. After addition of the xylan suspensions, the pulp consistency was 7.1% in each case.
  • the experimental batches were each incubated for 2 h at 50 ° C. After incubation, the pulp was sucked through a suction filter.
  • the Lenzing xylan from beech wood pulp (no arabinose side chains, about 1% 4-O-methylglucuronic acid, DP about 35) was dissolved as a 5% solution in water with heating. 20 g of softwood sulfite pulp were suspended in water and mixed with the xylan solution. For tests with higher amounts of xylan solution, correspondingly smaller amounts of water were used to suspend the pulp. After addition of the xylan suspensions, the pulp consistency was 7.1% in each case. The experimental batches were each incubated for 2 h at 50 ° C. After incubation, the pulp was sucked through a suction filter.
  • the tear length can be improved by the addition of arabinoxylan from oat husks compared to the reference experiment by more than 1000 m. In this addition mode, increases in strength can be achieved even at lower levels of arabinoxylan use.
  • the dosage of the paper additive was consistent with a charge density of 0.013 meq / g of pulp in all experiments carried out. Subsequently, the metered addition of the Arabinoxylanans was made. After 5 minutes, the portioning and the formation of the test sheets. All experiments were carried out at room temperature. The testing of the strengths was carried out according to IS01974 (DIN EN 21974). ⁇ b> Table 5 ⁇ / b> Influence of arabinoxylan from oat husks on the tenacity of softwood sulfite pulp with the simultaneous use of a paper additive. The Arabinoxylan protest was carried out at a consistency of 0.24% after grinding of the pulp Xylan insert% (w / w) bzg. on pulp Arabinoxylan with paper additive tear length (km) reference 3944 0.09 3992 0.93 4698 2.3 5486 4.7 5629 7.0 5710 9.4 5728
  • the tear length can be significantly increased again by the addition of arabinoxylan compared to the reference experiment. It is clear from the reference that the strengths are generally at a higher level due to the use of the paper additive. However, a synergistic effect becomes apparent in the interaction with the paper additive for the action of the arabinoxylan. The increases in the breaking length are now even up to about 1800 m. The higher increases in strength are effective even at significantly lower Arabinoxylan transitmengen than in the trials without paper additive.
  • the specific volume of the pulps is indicated by the bulk, which is plotted against Tensile Tensile Strength in FIG. 2. (Influence of Arabinoxylan from Oat Flakes (9.38% on Pulp) on the Bulk Tensile Plot of Beech Sulfite Pulp) , It becomes clear that the curve for the different points of the freewheeling curve is shifted to higher bulk values. To produce a product with the desired strengths, a higher sheet volume can be generated by adding the arabinoxylan. The increased bulk leads to an increase in the light scattering coefficient and thus to better optical properties.

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Abstract

A modified cellulose pulp is prepared by contacting an arabinoxylan in a form of a concentrated solution comprising arabinoxylan or a suspension comprising arabinoxylan, with a cellulose pulp. Independent claims are also included for: (1) a modified cellulose pulp comprising cellulose pulp; and 0.1-40 wt.% arabinoxylan; and (2) an arabinoxylan comprising 5-20 wt.% arabinose substituents, and less that 5 wt.% 4-O-methylglucuronic acid substituents.

Description

Die vorliegende Erfmdung betrifft die Verwendung von Arabinoxylanen als Additiv in der Papierherstellung.The present invention relates to the use of arabinoxylans as an additive in papermaking.

Die mechanischen Eigenschaften von Papier werden durch eine Reihe unterschiedlicher Parameter chemischer und physikalischer Natur beeinflusst. Mehrere Theorien zur Erklärung der Reißfestigkeits-Eigenschaften von Papier wurden vorgeschlagen, die meisten davon betonen die besondere Relevanz der Faser-Faser-Bindung. Unter den am häufigsten zitierten ist die Theorie, welche die Faktoren der Zwischenfaserbindungskraft der gebundenen Fläche und der Faserlänge beinhaltet.The mechanical properties of paper are influenced by a number of different parameters, both chemical and physical. Several theories for explaining the tear strength properties of paper have been proposed, most of which emphasize the particular relevance of fiber-to-fiber bonding. Among the most frequently cited is the theory which includes the factors of interfiber bond force of bonded surface and fiber length.

Allgemeine Übereinstimmung herrscht darüber, dass die nativ im Zellstoff vorhandenen Hemicellulosen die Reißfestigkeit verbessern und zur Bildung stärkerer Faserbindungen beitragen. Diese Hemicellulosen werden aber je nach Rohstoff und Holzaufschlussverfahren während der Zellstofferzeugung stark verändert und zu einem erheblichen Prozentsatz zerstört.There is general agreement that hemicelluloses natively present in the pulp improve tear strength and contribute to the formation of stronger fiber bonds. These hemicelluloses are, however, depending on the raw material and pulping process during the pulp production greatly changed and destroyed to a significant percentage.

Der Einsatz von Xylanen als Additiv in der Papierherstellung ist grundsätzlich bekannt. So beschrieben Naterova et al. (Papir a celuloza, 41, (7-8), V23-V30, 1986) den Zusatz von Maisxylanen zu Packpapier. Dabei konnte durch Zusatz von 2 % Xylan die Biegefestigkeit um 172 % gesteigert werden.The use of xylans as an additive in papermaking is basically known. Thus, Naterova et al. (Papir a celuloza, 41, (7-8), V23-V30, 1986) the addition of corn xylans to kraft paper. By adding 2% xylan, the flexural strength could be increased by 172%.

DE 44 09 372 A1, US 5 810 972, und WO 2004/031477 A1 beschreiben den Zusatz von hochgemahlenem Birkenzellstoff und Lenzing-Xylan im Bereich von 0,005 bis 0,14 % WO 2004/031477 A1) bzw. 0,15 bis 1,5 % (US 5 810 972, DE 44 09 372 A1) zu Tissue Produkten. Dabei wird eine positive Wirkung der Xylane bzw. des xylanreichen hochgemahlenen Birkenzellstoffs auf die Weichheit des Tissue Produktes und das Verhalten der Papierbahn am Trockenzylinder beschrieben. Die Bruchfestigkeit konnte in Maschinenrichtung um 15 bis 73 % und quer zur Laufrichtung um 17 bis 90 % gesteigert werden. Angeblich wurde auch das Verhalten in der Trockenpartie positiv beeinflusst, was aber nicht numerisch erfasst werden konnte, sondern nach der Erfahrung des Papiermachers beurteilt wurdeDE 44 09 372 A1, US Pat. No. 5,810,972 and WO 2004/031477 A1 describe the addition of highly milled birch pulp and lenzing xylan in the range of 0.005 to 0.14% WO 2004/031477 A1) or 0.15 to 1, 5% (US 5,810,972, DE 44 09 372 A1) to tissue products. A positive effect of the xylans or the xylan-rich highly milled birch pulp on the softness of the tissue product and the behavior of the paper web on the drying cylinder is described. The fracture strength could be increased by 15 to 73% in the machine direction and by 17 to 90% across the machine direction. Apparently, the behavior in the dryer section was positively influenced, but this could not be numerically recorded, but judged by the experience of the papermaker

In den oben genannten Anmeldungen wird der Einsatz von Xylanen aus dem Rohstoff Holz und seinen Folgeprodukt Zellstoff besprochen. Insbesondere wird der Einsatz von Acetyl-4-O-Methyglucuronoxylan aus Laubholz und von aus Arabino-4-O-Methylglucuornoxylan aus Nadelholz genannt. Die Beispiele zum Einsatz von Xylanen benennen das Lenzing-Xylan. Dieses Produkt wird durch alkalische Extraktion von Buchenholzzellstoff im Viskoseprozess gewonnen und weist nur geringe Polymerisationsgrade von etwa 35 auf.In the above applications, the use of xylans from the raw material wood and its secondary product pulp is discussed. In particular, the use of hardwood acetyl-4-O-methylglucuronoxylan and softwood arabino-4-O-methylglucurornoxylan is mentioned. The examples of the use of xylans call the lenzing xylan. This product is obtained by alkaline extraction of beech wood pulp in the viscose process and has only low degrees of polymerization of about 35.

Es sind demnach verschiedene Xylane auf ihre Eigenschaften für die Fasereigenschaften oder als Papieradditiv untersucht worden. Die genannten Arbeiten zeigen aber, dass eine Verbesserung der Reißlänge mit einer Abnahme anderer Festigkeitseigenschaften oder einer nicht akzeptablen Verschlechterung der optischen Eigenschaften einhergeht.Thus, various xylans have been investigated for their properties for fiber properties or as a paper additive. However, the work mentioned shows that an improvement in the breaking length is accompanied by a decrease in other strength properties or unacceptable deterioration of the optical properties.

Es besteht daher weiterhin Bedarf an einem kostengünstigen Papieradditiv, das eine Verbesserung der Papiereigenschaften, insbesondere der Festigkeiten, des Bulks und der optischen Eigenschaften bewirkt.There is therefore still a need for a low-cost paper additive which brings about an improvement in the paper properties, in particular the strengths, the bulk and the optical properties.

Es wurde nun überraschend festgestellt, dass der Zusatz von Arabinoxylanen zur Pülpe während der Papierherstellung eine deutliche Verbesserung der Papiereigenschaften ermöglicht. Durch den Einsatz von Arabinoxylan werden die Reißlänge, die Durchreißfestigkeit und auch der Bulk d.h. das Volumen der Papiere verbessert. Durch die Verbesserung des Bulks werden zusätzlich zu den Festigkeitseigenschaften auch die optischen Eigenschaften der Papiere verbessert. Überraschenderweise wird im Vergleich zu anderen Xylanen wie 4-O-Methylglucuronoxylan aus Laubhölzern oder den Lenzing-Xylanen eine deutlich höhere Verbesserung der Papiereigenschaften erreicht.It has now surprisingly been found that the addition of arabinoxylans to the pulp during papermaking enables a marked improvement in paper properties. By using arabinoxylan, the tearing length, tear resistance and also the bulk i.e.. the volume of papers improved. By improving the bulk, in addition to the strength properties, the optical properties of the papers are also improved. Surprisingly, in comparison with other xylans, such as 4-O-methylglucuronoxylan from hardwoods or Lenzing xylans, a significantly higher improvement in paper properties is achieved.

Ein Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Arabinoxylanen als Additiv in der Papierherstellung.An object of the invention is therefore the use of arabinoxylans as an additive in papermaking.

Geeignete Arabinoxylane sind Polysaccharide die beispielsweise in verschiedenen Einjahrespflanzen und landwirtschaftlichen Reststoffen wie z.B. Haferspelzen, Stroh oder Mais enthalten ist. Die Arabinoxylane, können mit den unterschiedlichsten Extraktionstechniken z.B. mit Wasser, Dampf oder Lösungsmitteln unter Einsatz von verschiedensten Hilfschemikalien sowie durch enzymatische Isolierungs- und Reinigungsschritte gewonnen werden. Vorzugsweise fmden alkalisch extrahierte Arabinoxylane und insbesondere Arabinoxylane aus Haferspelzen Verwendung, die z.B. durch Extraktion der Haferspelzen mit wässriger alkalischer Lösung unter Gewinnung eines alkalischen Extrakts und nachfolgende Fällung des alkalischen Extrakts in einem Fällbad aus Wasser und einer mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit A, wobei der alkalische Extrakt vor der Fällung nicht neutralisiert wird, erhalten werden können.Suitable arabinoxylans are polysaccharides which are described, for example, in various annual plants and agricultural residues such as e.g. Oat husks, straw or corn is included. The arabinoxylans can be prepared by a variety of extraction techniques, e.g. be recovered with water, steam or solvents using a variety of auxiliary chemicals and by enzymatic isolation and purification steps. Preferably, alkaline extracted arabinoxylans, and in particular arabinoxylans from oat hulls, are used, e.g. by extracting the oat husks with aqueous alkaline solution to obtain an alkaline extract and then precipitating the alkaline extract in a precipitation bath of water and a water-miscible organic liquid A, whereby the alkaline extract is not neutralized before precipitation.

Die Besonderheit der Arabinoxylane aus Haferspelzen im Vergleich zu den Xylanen aus Laubholz und Nadelholz besteht darin, dass diese eine vergleichsweise hohe Anzahl an Arabinose-substituenten aufweisen aber nicht die in Laub- und Nadelholzxylanen auftretenden 4-O-Methylglucuronsäuren. Im Vergleich zu Xylanen aus Zellstoffen wie dem Lenzing-Xylan, weisen die Arabinoxylane eine sehr viele höhere Kettenlänge auf.The peculiarity of the arabinoxylans from oat husks in comparison to the xylans from hardwood and softwood is that they have a comparatively high number of arabinose substituents but not the 4-O-methylglucuronic acids occurring in deciduous and coniferous xylans. Compared to xylans from pulps such as Lenzing xylan, the arabinoxylans have a much higher chain length.

Unter Arabinoxylanen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Xylane verstanden, die an ihrer Hauptkette 5 bis 20 % (w/w, bezogen auf Gesamtprobe), bevorzugt 7 bis 15 %, besonders bevorzugt 8 bis 13 % Arabinose-Substituenten, und weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, besonders bevorzugt weniger als 1 % 4-O-Methylglucuronsäure-Substituenten tragen (chromatographische Zuckerbestimmung nach saurer Hydrolyse).In the context of the present invention, arabinoxylans are understood to mean those xylans which have 5 to 20% (w / w based on the total sample), preferably 7 to 15%, particularly preferably 8 to 13%, arabinose substituents on their main chain and less than 5 %, preferably less than 2%, more preferably less than 1% carry 4-O-methylglucuronic acid substituents (chromatographic determination of sugar after acid hydrolysis).

Arabinoxylane, die durch Extraktion von Haferspelzen mit wässriger alkalischer Lösung unter Gewinnung eines alkalischen Extrakts und nachfolgende Fällung des alkalischen Extrakts in einem Fällbad aus Wasser und einer mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit A, wobei der alkalische Extrakt vor der Fällung nicht neutralisiert wird, erhalten werden, sind besonders bevorzugt. Solche Arabinoxylane weisen auch nach einer eventuellen Bleichstufe üblicherweise Kettenlängen von mindestens 100 auf. Zumeist liegen die Kettenlängen dieser Arabinoxylane im Bereich 120 bis 240.Arabinoxylans obtained by extraction of oat hulls with aqueous alkaline solution to yield an alkaline extract and subsequent precipitation of the alkaline extract in a precipitation bath of water and a water-miscible organic liquid A, whereby the alkaline extract is not neutralized prior to precipitation, are particularly preferred. Such arabinoxylans usually have chain lengths of at least 100 after a possible bleaching stage. In most cases, the chain lengths of these arabinoxylans are in the range 120 to 240.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Zellstoffpülpe umfassend das Kontaktieren einer konzentrierten Lösung oder Suspension eines Arabinoxylans mit Zellstoff oder einem Stoffsystem, welches Zellstoff enthält.Another object of the invention is a process for producing a pulp comprising contacting a concentrated solution or suspension of a arabinoxylans with pulp or a pulp system containing pulp.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Arabinoxylan-Lösung oder -Suspension vor der Blattbildung zur Fasersuspension zugesetzt. Die Wirkung des Arabinoxylans erfolgt auch in Kombination mit anderen Papierchemikalien, die vor, nach oder gemeinsam mit dem Arabinoxylan in den Faserstoff eingebracht werden. Dadurch ist der Einsatz von Arabinoxylan für die verschiedensten Produkte der Papierindustrie vorteilhaft.In one embodiment of the invention, the arabinoxylan solution or suspension is added to the fiber suspension prior to foliar formation. The action of the arabinoxylan also takes place in combination with other paper chemicals which are introduced into the pulp before, after or together with the arabinoxylan. As a result, the use of arabinoxylan for the various products of the paper industry is advantageous.

Übliche andere Papierchemikalien sind beispielsweise Nassfestmittel, Füllstoffe, Retentionsmittel, Fixiermittel, Entschäumer, Entlüfter, Leimungsmittel, Optische Aufheller und Farbmittel.Common other paper chemicals include, for example, wet strength agents, fillers, retention aids, fixatives, defoamers, deaerators, sizing agents, optical brighteners, and colorants.

Eine homogene Lösung oder Suspension des Arabinoxylans kann beispielsweise durch starke mechanische Belastung wie Rühren, durch Temperatureinwirkung oder mit Hilfe von Chemikalien, vorzugsweise basischen Chemikalien wie Alkali- oder Erdalkalihydroxiden, vorzugsweise NaOH, erreicht werden. Die Konzentration der Arabinoxylan-Lösung oder -Suspension kann in einem weiten Bereich von 0,1 % bis 40 % (w/w) variiert werden. Bevorzugt ist der Bereich von 0,1 bis 25 % (w/w), besonders bevorzugt der Bereich von 0,5 % bis 10 % (w/w).A homogeneous solution or suspension of arabinoxylans can be achieved, for example, by strong mechanical stress such as stirring, by the action of temperature or by means of chemicals, preferably basic chemicals such as alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, preferably NaOH. The concentration of the arabinoxylan solution or suspension can be varied within a wide range of 0.1% to 40% (w / w). Preferably, the range is from 0.1 to 25% (w / w), more preferably the range from 0.5% to 10% (w / w).

Die Arabinoxylan-Lösung oder -Suspension kann dann mit dem Zellstoff und den gewünschten Papierhilfsmitteln und Additiven in hoher Stoffdichte (Feststoffgehalt) von bis zu 20 % inkubiert werden, bevor der Zellstoff in den Stoffauflauf der Papiermaschine gelangt. Dann können durch Abpressen der überstehenden Lösung eventuell nicht adsorbierte Chemikalien für den nächsten Ansatz verwendet werden.The arabinoxylan solution or suspension may then be incubated with the pulp and the desired paper aides and high consistency additives (solids content) of up to 20% before the pulp enters the headbox of the paper machine. Then you can go through Squeezing off the supernatant solution may use unadsorbed chemicals for the next batch.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Zellstoff im Stoffauflauf, d.h. unmittelbar vor dem Eintritt in die Maschine zur Papierherstellung mit den Additiven und der Arabinoxylan-Lösung oder -Suspension in beliebiger Reihenfolge vermischt werden. Die Zugabe des Arabinoxylans im Stoffauflauf erzielt dabei in der Regel bessere Ergebnisse als die vorherige Inkubation mit dem Zellstoff.In another embodiment of the invention, the pulp in the headbox, i. immediately before entering the papermaking machine with the additives and the arabinoxylan solution or suspension in any order. The addition of arabinoxylans in the headbox usually achieves better results than the previous incubation with the pulp.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfmdung wird Arabinoxylan-Lösung oder -Suspension zur Zellstoffsuspension vor der Mahlung der Zellstofffasern zugegeben.In a further embodiment of the invention, arabinoxylan solution or suspension is added to the pulp suspension prior to grinding the pulp fibers.

Zumeist wird in einer Produktformulierung nach Erreichen einer optimalen Einsatzmenge durch eine weiter Erhöhung des Arabinoxylaneinsatzes keine weitere Steigerung der Festigkeiten und des Bulks bewirkt. Die optimale Einsatzmenge ist davon abhängig, welche anderen Papierhilfsmittel in der Masse eingesetzt werden, so dass die Einsatzmenge des Arabinoxylans bezogen auf Zellstoff in einem weiten Bereich von 0,1 % bis zu 40 % (w/w) betragen kann. Vorzugsweise werden aber Einsatzmengen zwischen 0,5 und 10 % Arabinoxylan verwendet. Zumeist wird bei Einsatz von Papieradditiven bereits bei geringeren Arabinoxylankonzentrationen das Optimum der Festigkeitssteigerungen erreicht.In most cases, in a product formulation after reaching an optimum amount by further increasing the Arabinoxylaneinsatzes no further increase in the strengths and the bulk is effected. The optimum amount used depends on which other paper auxiliaries are used in the mass, so that the amount of arabinoxylans used in relation to pulp in a wide range of 0.1% up to 40% (w / w) can be. Preferably, however, amounts of from 0.5 to 10% of arabinoxylan are used. In most cases, the use of paper additives already at lower Arabinoxylankonzentrationen the optimum increase in strength is achieved.

Die Erfindung wird im folgenden durch einige Ausführungsbeispiele verdeutlich, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.The invention will be illustrated below by some embodiments, without, however, limiting it thereto.

BeispieleExamples

In den nachfolgenden Beispielen sind, soweit nicht anders vermerkt, die Zusammensetzungen der Xylane angegeben als % w/w bezogen auf Gesamtprobe, erhalten durch chromatographische Zuckerbestimmung nach saurer HydrolyseIn the following examples, unless stated otherwise, the compositions of xylans are given as% w / w based on the total sample, obtained by chromatographic determination of sugar after acid hydrolysis

4-O-Methylglucuronsäure4-O-methylglucuronic Beispiel 1 (erfindungsgemäß)Example 1 (according to the invention)

Ein Arabinoxylan aus Haferspelzen (9,5 % Arabinose, <1 % 4-O-Methylglucuronsäure, DP ca. 160) wurde unter Bildung einer 5-%igen Lösung in Wasser unter Erhitzen gelöst. 20 g Nadelholz-Sulfitzellstoff wurden in Wasser suspendiert und mit der Xylanlösung in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen versetzt. Für Versuche mit höheren Einsatzmengen an Xylanlösung wurden jeweils entsprechend geringere Wassermenge zur Suspendierung des Zellstoffs eingesetzt. Nach Zugabe der Xylan-Suspensionen betrug die Stoffdichte des Zellstoffs jeweils 7,1 %. Die Versuchsansätze wurden jeweils für 2 h bei 50°C inkubiert. Nach der Inkubation wurde der Zellstoff über eine Nutsche abgesaugt.An arabinoxylan from oat husks (9.5% arabinose, <1% 4-O-methylglucuronic acid, DP ca. 160) was dissolved under heating to form a 5% solution in water. 20 g of softwood sulfite pulp were suspended in water and mixed with the xylan solution in the amounts indicated in Table 1. For tests with higher amounts of xylan solution, correspondingly smaller amounts of water were used to suspend the pulp. After addition of the xylan suspensions, the pulp consistency was 7.1% in each case. The experimental batches were each incubated for 2 h at 50 ° C. After incubation, the pulp was sucked through a suction filter.

Der Zellstoff wurde dann nach ISO 5264-3 in einer Jokro-Mühle 2,5 min gemahlen und Prüfblätter nach ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method) erzeugt. Die Prüfung der Festigkeiten erfolgte nach ISO1974 (DIN EN 21974). Tabelle 1 Menge Arabinoxylan in % (w/w) bzg. auf Zellstoff Reißlänge (km) 0 (Referenz) 2734 7,5 3473 22,5 3935 37,5 4199 The pulp was then ground to ISO 5264-3 in a Jokro mill for 2.5 minutes and test sheets were produced according to ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method). The testing of the strengths was carried out according to ISO1974 (DIN EN 21974). <b> Table 1 </ b> Amount of arabinoxylan in% (w / w) bzg. on pulp Tear length (km) 0 (reference) 2734 7.5 3473 22.5 3935 37.5 4199

Die Daten in Tabelle 1 zeigen, dass gegenüber dem Referenz-Zellstoff ohne Xylaneinsatz die mit Arabinoxylan aus Haferspelzen behandelten Zellstoffe erheblich höhere Festigkeiten aufweisen. Die Reißlänge steigt dabei mit steigendem Xylaneinsatz an. Die höchste Steigerung der Reißlänge durch Zugabe von Arabinoxylan aus Haferspelzen beträgt 1465 m.The data in Table 1 show that compared to the reference pulp without xylan use, the pulps treated with arabinoxylan from oat husks have significantly higher strengths. The tear length increases with increasing use of xylan. The highest increase in the breaking length due to the addition of arabinoxylan from oat husks is 1465 m.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)

Ein 4-O-Methylglucuronoxylan aus Birkenholz (keine Arabinose-Seitenketten, 8,8 % molares Verhältnis 4-O-Methylglucuronsäure bezogen auf Xyloseeinheiten, bestimmt per 1H-NMR, DP ca. 95) wurde als 5-%ige Lösung in Wasser unter Erhitzen gelöst. 20 g Nadelholz-Sulfitzellstoff wurden in Wasser suspendiert und mit der Xylanlösung versetzt. Für Versuche mit höheren Einsatzmengen an Xylanlösung wurden jeweils entsprechend geringere Wassermengen zur Suspendierung des Zellstoffs eingesetzt. Nach Zugabe der Xylan-Suspensionen betrug die Stoffdichte des Zellstoffs jeweils 7,1 %. Die Versuchsansätze wurde jeweils für 2 h bei 50°C inkubiert. Nach der Inkubation wurde der Zellstoff über eine Nutsche abgesaugt.A 4-O-methylglucuronoxylan from birch wood (no arabinose side chains, 8.8% molar ratio of 4-O-methylglucuronic acid based on xylose units, determined by 1 H-NMR, DP about 95) was used as a 5% solution in water dissolved under heating. 20 g of softwood sulfite pulp were suspended in water and mixed with the xylan solution. For tests with higher amounts of xylan solution, correspondingly smaller amounts of water were used to suspend the pulp. After addition of the xylan suspensions, the pulp consistency was 7.1% in each case. The experimental batches were each incubated for 2 h at 50 ° C. After incubation, the pulp was sucked through a suction filter.

Der Zellstoff wurde dann nach ISO 5264-3 in einer Jokro-Mühle 2,5 min gemahlen und Prüfblätter nach ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method) erzeugt. Die Prüfung der Festigkeiten erfolgte nach ISO1974 (DIN EN 21974). Tabelle 2 Menge 4-O-Methylglucuronoxylan in % (w/w) bzg. auf Zellstoff Reißlänge (km) 0 (Referenz) 2734 7,5 2983 22,5 3126 37,5 3189 The pulp was then ground to ISO 5264-3 in a Jokro mill for 2.5 minutes and test sheets were produced according to ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method). The testing of the strengths was carried out according to ISO1974 (DIN EN 21974). <b> Table 2 </ b> Amount of 4-O-methylglucuronoxylan in% (w / w) bzg. on pulp Tear length (km) 0 (reference) 2734 7.5 2983 22.5 3126 37.5 3189

Die Daten in Tabelle 2 zeigen, dass das 4-O-Methylglucuronoxylan aus Birkenholz nur eine sehr geringe Steigerung der Festigkeiten bewirken kann. Die Wirkung dieses Xylanes beträgt weniger als 31 % der Wirkung des Arabinoxylans aus Haferspelzen.The data in Table 2 show that birchwood 4-O-methylglucuronoxylan can only provide very little increase in strengths. The effect of this xylan is less than 31% of the effect of arabinoxylan from oat hulls.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)Example 3 (comparative example)

Das Lenzing-Xylan aus Buchenholzzellstoff (keine Arabinose-Seitenketten, ca. 1 % 4-O-Methylglucuronsäure, DP ca. 35) wurde als 5-%ige Lösung in Wasser unter Erhitzen gelöst. 20 g Nadelholz-Sulfitzellstoff wurden in Wasser suspendiert und mit der Xylanlösung versetzt. Für Versuche mit höheren Einsatzmengen an Xylanlösung wurden jeweils entsprechend geringere Wassermengen zur Suspendierung des Zellstoffs eingesetzt. Nach Zugabe der Xylan-Suspensionen betrug die Stoffdichte des Zellstoffs jeweils 7,1 %. Die Versuchsansätze wurde jeweils für 2 h bei 50°C inkubiert. Nach der Inkubation wurde der Zellstoff über eine Nutsche abgesaugt.The Lenzing xylan from beech wood pulp (no arabinose side chains, about 1% 4-O-methylglucuronic acid, DP about 35) was dissolved as a 5% solution in water with heating. 20 g of softwood sulfite pulp were suspended in water and mixed with the xylan solution. For tests with higher amounts of xylan solution, correspondingly smaller amounts of water were used to suspend the pulp. After addition of the xylan suspensions, the pulp consistency was 7.1% in each case. The experimental batches were each incubated for 2 h at 50 ° C. After incubation, the pulp was sucked through a suction filter.

Der Zellstoff wurde dann nach ISO 5264-3 in einer Jokro-Mühle 2,5 min gemahlen und Prüfblätter nach ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method) erzeugt. Die Prüfung der Festigkeiten erfolgte nach ISO1974 (DIN EN 21974).The pulp was then ground to ISO 5264-3 in a Jokro mill for 2.5 minutes and test sheets were produced according to ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method). The testing of the strengths was carried out according to ISO1974 (DIN EN 21974).

Die Daten in Tab. 3 zeigen, dass das "Lenzing-Xylan" aus Buchenholzzellstoff nur eine sehr geringe Steigerung der Festigkeiten bewirken kann. Die Wirkung dieses Xylanes beträgt nur 36 % der Wirkung des Arabinoxylans aus Haferspelzen. Tabelle 3 Menge Lenzing-Xylan in % (w/w) bzg. auf Zellstoff Reißlänge (km) 0 (Referenz) 2734 7,5 3010 22,5 3000 37,5 3260 The data in Tab. 3 show that the "Lenzing xylan" of beech wood pulp can only bring about a very small increase in the strengths. The effect of this xylan is only 36% of the effect of arabinoxylan from oat hulls. <b> Table 3 </ b> Amount of Lenzing xylan in% (w / w) bzg. on pulp Tear length (km) 0 (reference) 2734 7.5 3010 22.5 3000 37.5 3260

Beispiel 4Example 4

Ein Arabinoxylan (9,5 % Arabinose, <1 % 4-O-Methylglucuronsäure, DP ca. 160) aus Haferspelzen wurde als 5-%ige Lösung in Wasser unter Erhitzen gelöst. Ein Nadelholz-Sufitzellstoff wurde dann nach ISO 5264-3 in einer Jokro-Mühle 2,5 min gemahlen und Prüfblätter nach ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method) erzeugt. Die Arabinoxylanlösungen wurden dabei jeweils in der Bütte zugegeben, die für die Portionierung der Suspension für die einzelnen Prüfblätter eingesetzt wird. In der Bütte werden jeweils 16 g Zellstoff in einer Gesamtflüssigkeit von 6,67 1 mit einer Stoffdichte von 0,24 % egalisiert. Die Arabinoxylanlösung wurde entsprechend der jeweils Einsatzmenge zugegeben. Nach 5 min erfolgte die Portionierung und die Bildung der Prüfblätter. Alle Versuche wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Prüfung der Festigkeiten erfolgte nach ISO1974 (DIN EN 21974). Tabelle 4 Einfluss von Arabinoxylan aus Haferspelzen auf die Reißlänge von Nadelholz-Sulfitzellstoff Der Arabinoxylaneinsatz erfolgte bei einer Stoffdichte von 0,24 % nach der Mahlung des Zellstoffes Arabinoxylaneinsatz % (w/w) bzg. auf Zellstoff Reißlänge (km) Referenz 2830 4,7 3759 9,4 4216 28,1 4031 An arabinoxylan (9.5% arabinose, <1% 4-O-methylglucuronic acid, DP ca. 160) from oat husks was dissolved as a 5% solution in water with heating. A softwood pulp was then ground to ISO 5264-3 in a Jokro mill for 2.5 minutes and test sheets were produced according to ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method). The arabinoxylan solutions were added in each case in the chest, which is used for the portioning of the suspension for the individual test sheets. In the chest each 16 g of pulp in a total liquid of 6.67 1 are equalized with a consistency of 0.24%. The arabinoxylan solution was added according to the respective amount used. After 5 minutes, the portioning and the formation of the test sheets. All experiments were carried out at room temperature. The testing of the strengths was carried out according to ISO1974 (DIN EN 21974). <b> Table 4 </ b> Influence of arabinoxylan from oat husks on the tenacity of softwood sulfite pulp The arabinoxylan feed was applied at a consistency of 0.24% after pulp grinding Arabinoxylan use% (w / w) bzg. on pulp Tear length (km) reference 2830 4.7 3759 9.4 4216 28.1 4031

Die Reisslänge kann durch die Zugabe von Arabinoxylan aus Haferspelzen gegenüber dem Referenzversuch um mehr als 1000 m verbessert werden. Bei diesem Zugabemodus können die Festigkeitssteigerungen bereits bei geringeren Einsatzmengen des Arabinoxylans erreicht werden.The tear length can be improved by the addition of arabinoxylan from oat husks compared to the reference experiment by more than 1000 m. In this addition mode, increases in strength can be achieved even at lower levels of arabinoxylan use.

Beispiel 5Example 5

Ein Arabinoxylan aus Haferspelzen (9,5 % Arabinose, <1 % 4-O-Methylglucuronsäure, DP ca. 160) wurde als 5-%ige Lösung in Wasser unter Erhitzen gelöst. Ein Nadelholz-Sufitzellstoff wurde dann nach ISO 5264-3 in einer Jokro-Mühle 2,5 min gemahlen und Prüfblätter nach ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method) erzeugt. Die Xylanlösungen wurden dabei jeweils in der Bütte zugegeben, die für die Portionierung der Suspension für die einzelnen Prüfblätter eingesetzt wird. In der Bütte werden jeweils 16 g Zellstoff in einer Gesamtflüssigkeit von 6,67 1 mit einer Stoffdichte von 0,24 % egalisiert. Ein kationisches Polyamid-Epichlorhydrinharz wurde als Papierhilfsmittel zugegeben und für 5 min in die Suspension eingerührt. Die Dosierung des Papieradditivs entsprach bei allen durchgeführten Versuchen konstant einer Ladungsdichte von 0,013 meq/g Zellstoff. Anschließend wurde jeweils die Zudosierung der Arabinoxylanlösungen vorgenommen. Nach 5 min erfolgte die Portionierung und die Bildung der Prüfblätter. Alle Versuche wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Prüfung der Festigkeiten erfolgte nach IS01974 (DIN EN 21974). Tabelle 5 Einfluss von Arabinoxylan aus Haferspelzen auf die Reißlänge von Nadelholz-Sulfitzellstoff bei gleichzeitigem Einsatz eines Papieradditivs. Der Arabinoxylaneinsatz erfolgte bei einer Stoffdichte von 0,24 % nach der Mahlung des Zellstoffes Xylaneinsatz % (w/w) bzg. auf Zellstoff Arabinoxylan mit Papieradditiv Reißlänge (km) Referenz 3944 0,09 3992 0,93 4698 2,3 5486 4,7 5629 7,0 5710 9,4 5728 An arabinoxylan from oat husks (9.5% arabinose, <1% 4-O-methylglucuronic acid, DP about 160) was dissolved as a 5% solution in water with heating. A softwood pulp was then ground to ISO 5264-3 in a Jokro mill for 2.5 minutes and test sheets were produced according to ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method). The xylan solutions were added in each case in the chest, which is used for the portioning of the suspension for the individual test sheets. In the chest each 16 g of pulp in a total liquid of 6.67 1 are equalized with a consistency of 0.24%. A cationic polyamide-epichlorohydrin resin was added as a paper aid and stirred into the suspension for 5 min. The dosage of the paper additive was consistent with a charge density of 0.013 meq / g of pulp in all experiments carried out. Subsequently, the metered addition of the Arabinoxylanlösungen was made. After 5 minutes, the portioning and the formation of the test sheets. All experiments were carried out at room temperature. The testing of the strengths was carried out according to IS01974 (DIN EN 21974). <b> Table 5 </ b> Influence of arabinoxylan from oat husks on the tenacity of softwood sulfite pulp with the simultaneous use of a paper additive. The Arabinoxylaneinsatz was carried out at a consistency of 0.24% after grinding of the pulp Xylan insert% (w / w) bzg. on pulp Arabinoxylan with paper additive tear length (km) reference 3944 0.09 3992 0.93 4698 2.3 5486 4.7 5629 7.0 5710 9.4 5728

Die Reisslänge kann durch die Zugabe von Arabinoxylan gegenüber dem Referenzversuch erneut erheblich gesteigert werden. Es wird an der Referenz deutlich, dass durch den Einsatz des Papieradditivs die Festigkeiten generell auf einem höherem Niveau liegen. Für die Wirkung des Arabinoxylans wird aber in der Wechselwirkung mit dem Papieradditiv ein synergistischer Effekt deutlich. Die Steigerungen der Reißlänge betragen jetzt sogar bis zu ca. 1800 m. Dabei werden die höheren Festigkeitssteigerungen sogar bei deutlich geringeren Arabinoxylaneinsatzmengen wirksam als bei den Versuchen ohne Papieradditiv.The tear length can be significantly increased again by the addition of arabinoxylan compared to the reference experiment. It is clear from the reference that the strengths are generally at a higher level due to the use of the paper additive. However, a synergistic effect becomes apparent in the interaction with the paper additive for the action of the arabinoxylan. The increases in the breaking length are now even up to about 1800 m. The higher increases in strength are effective even at significantly lower Arabinoxylaneinsatzmengen than in the trials without paper additive.

Beispiel 6Example 6

Ein Arabinoxylan aus Haferspelzen (9,5 % Arabinose, <1 % 4-O-Methylglucuronsäure, DP ca. 160) wurde als 5-%ige Lösung in Wasser unter Erhitzen gelöst. Ein Buchenholz-Sulfitzellstoff wurde nach ISO 5264-3 in einer Jokro-Mühle für 2,5 min, 5 min, 10 min, 15 min und 20 min gemahlen. Anschließend wurden Prüfblätter nach ISO 5269-2 (Rapid-Köthen-method) erzeugt. Die Arabinoxylanlösungen wurden dabei jeweils mit 9,4 % (bzg. auf Zellstoff) in der Bütte zugegeben, die für die Portionierung der Suspension für die einzelnen Prüfblätter eingesetzt wird. In der Bütte werden jeweils 16 g Zellstoff in einer Gesamtflüssigkeit von 6,67 1 mit einer Stoffdichte von 0,24 % egalisiert. 5 min nach Zugabe der Arabinoxylanlösung erfolgte die Portionierung und die Bildung der Prüfblätter. Alle Versuche wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Prüfung der Festigkeiten erfolgte nach ISO1974 (DIN EN 21974). Lichtstreuungskoeffizienten wurden nach Vorschrift SCAN C 27:76 bestimmt.An arabinoxylan from oat husks (9.5% arabinose, <1% 4-O-methylglucuronic acid, DP about 160) was dissolved as a 5% solution in water with heating. Beechwood sulfite pulp was milled to ISO 5264-3 in a Jokro mill for 2.5 minutes, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes and 20 minutes. Subsequently, test sheets were produced according to ISO 5269-2 (Rapid-Köthen method). The arabinoxylan solutions were added in each case with 9.4% (based on pulp) in the chest, which is used for the portioning of the suspension for the individual test sheets. In the chest each 16 g of pulp in a total liquid of 6.67 1 are equalized with a consistency of 0.24%. 5 min after the addition of the arabinoxylan solution, the portioning and the formation of the test sheets were carried out. All experiments were carried out at room temperature. The testing of the strengths was carried out according to ISO1974 (DIN EN 21974). Light scattering coefficients were determined according to SCAN C 27:76.

Die Untersuchungen zeigten, dass nicht nur die Zugfestigkeit (Tensile), sondern auch die Durchreißfestigkeit (Tear) der Zellstoffe durch die Arabinoxylan-Zugabe gesteigert wurde. Der Tear-Tensile-Plot gibt die Möglichkeit Zugfestigkeit und Durchreißfestigkeit aller Proben aus der Mahlgradreihe gemeinsam zu betrachten (Figur 1, Einfluss von Arabinoxylan aus Haferspelzen (9,38 % bez. auf Zellstoff) auf den Tear-Tensile-Plot von Buchen-Sulfitzellstoff). Es wird deutlich, dass die Proben mit Zugabe des Arabinoxylans in beiden Festigkeiten deutlich bessere Werte aufweisen, so dass die gesamte Kurve zu einem höheren Niveau verschoben ist.The investigations showed that not only the tensile strength (Tensile), but also the tear strength (Tear) of the pulp was increased by the Arabinoxylan addition. The Tear Tensile Plot gives the possibility tensile strength and tear resistance of all samples from the To study the degree of freeness (Figure 1, Influence of arabinoxylan from oat husks (9.38% on pulp) on the Tear Tensile plot of beech sulfite pulp). It becomes clear that the samples with addition of the arabinoxylan have significantly better values in both strengths, so that the entire curve is shifted to a higher level.

Das spezifische Volumen der Zellstoffe wird durch den Bulk bezeichnet, der in Figur 2 gegen die Tensile-Zugfestigkeit aufgetragen ist (Einfluss von Arabinoxylan aus Haferspelzen (9,38 % bez. auf Zellstoff) auf den Bulk-Tensile-Plot von Buchen-Sulfitzellstoff). Es wird deutlich, dass die Kurve für die verschiedenen Punkte der Mahlgradkurve zu höheren Bulk-Werten verschoben ist. Um ein Produkt mit den gewünschten Festigkeiten zu erzeugen, kann durch Zugabe des Arabinoxylans ein höheres Blattvolumen erzeugt werden. Der erhöhte Bulk führt zu einer Erhöhung des Lichtstreuungskoeffizienten und damit zu besseren optischen Eigenschaften.The specific volume of the pulps is indicated by the bulk, which is plotted against Tensile Tensile Strength in FIG. 2. (Influence of Arabinoxylan from Oat Flakes (9.38% on Pulp) on the Bulk Tensile Plot of Beech Sulfite Pulp) , It becomes clear that the curve for the different points of the freewheeling curve is shifted to higher bulk values. To produce a product with the desired strengths, a higher sheet volume can be generated by adding the arabinoxylan. The increased bulk leads to an increase in the light scattering coefficient and thus to better optical properties.

Claims (10)

Verwendung von Arabinoxylanen als Additiv in der Papierherstellung.Use of arabinoxylans as an additive in papermaking. Verfahren zur Herstellung einer Zellstoffpülpe umfassend das Kontaktieren einer konzentrierten Lösung oder Suspension eines Arabinoxylans mit Zellstoff oder einem Stoffsystem, welches Zellstoff enthält.A process for preparing a pulp comprising contacting a concentrated solution or suspension of an arabinoxylan with pulp or a pulp containing pulp. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Arabinoxylans bezogen auf Zellstoff zwischen 0,1 und 40 % beträgt.A method according to claim 2, characterized in that the proportion of arabinoxylans based on pulp is between 0.1 and 40%. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Arabinoxylan mit dem Zellstoff bei Stoffdichten bis zu 20 % inkubiert wird, bevor weitere Papieradditive im Prozess eingesetzt werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the arabinoxylan is incubated with the pulp at fabric densities up to 20% before further paper additives are used in the process. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Arabinoxylan mit dem Zellstoff bei Stoffdichten bis zu 20 inkubiert wird nachdem der Zusatz von Papieradditiven erfolgteProcess according to Claim 1 or 2, characterized in that the arabinoxylan is incubated with the pulp at substance densities of up to 20 after the addition of paper additives Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Arabinoxylan dem Zellstoff im Stoffauflauf oder kurz vor dem Stoffauflauf zugesetzt wird.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the arabinoxylan is added to the pulp in the headbox or just before the headbox. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff nach dem Zusatz von Arabinoxylan einer Mahlung in geeigneten Aggregaten, vorzugsweise Refinern, unterzogen wird.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the pulp is subjected to the addition of arabinoxylan a grinding in suitable aggregates, preferably refiners. Zellstoffpülpe enthaltend Zellstoff und 0,1 % bis zu 40 % (w/w, bezogen auf Zellstoff) Arabinoxylan.Pulp containing pulp and 0.1% up to 40% (w / w, based on pulp) of arabinoxylan. Zellstoffpülpe gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Arabinoxylan an seiner Hauptkette 5 bis 20 % Arabinose-Substituenten und weniger als 5 % 4-O-Methylglucuronsäure-Substituenten trägt.Pulp pulp according to claim 8, characterized in that the arabinoxylan carries on its main chain 5 to 20% arabinose substituents and less than 5% of 4-O-methylglucuronic acid substituents. Arabinoxylane , dadurch gekennzeichnet, dass sie an ihrer Hauptkette 5 bis 20 % (w/w, bezogen auf Gesamtprobe), bevorzugt 7 bis 15 %, besonders bevorzugt 8 bis 13 % Arabinose-Substituenten, und weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, besonders bevorzugt weniger als 1 % 4-O-Methylglucuronsäure-Substituenten tragen.Arabinoxylans, characterized in that they contain on their main chain 5 to 20% (w / w, based on total sample), preferably 7 to 15%, particularly preferably 8 to 13% arabinose substituents, and less than 5%, preferably less than 2 %, more preferably less than 1% carry 4-O-methylglucuronic acid substituents.
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