CH627215A5

CH627215A5 - Process for the treatment of paper webs

Info

Publication number: CH627215A5
Application number: CH327678A
Authority: CH
Inventors: German Ruf; Hans-Bernhard Winterstein; Hubert Polifke
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1978-03-28
Publication date: 1981-12-31
Also published as: FI62878C; FI781323A; GB1601282A; NL7804548A; BE866479A; FR2388925B1; ATA151978A; DE2719204B1; JPS53134915A; AT360836B; DE2719204C2; NL169354B; NL169354C; NO781463L; SE7804750L; FR2388925A1; FI62878B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Papierbahnen, mit in kaltem Wasser weder gelierender noch wesentlich quellender Stärke, wobei diese Stärke in Wasser dispergiert, dann auf die Papierbahn aufgebracht und anschliessend so stark erwärmt wird, dass sie auf der Papierbahn aufschliesst. The invention relates to a process for the treatment of paper webs with starch which does not gel or substantially swell in cold water, this starch being dispersed in water, then applied to the paper web and then heated to such an extent that it digests on the paper web.

Unter «Aufschlössen» ist das Platzen und Verfliessen der Stärkekörner zu verstehen, wobei die Stärke verkleistert. “Unlocking” means the bursting and flowing of the starch granules, whereby the starch is gelatinized.

Der Einsatz von Stärke bei der Herstellung von Papier ist grundsätzlich bekannt aus dem apr Fachbuch «Produkte der Papierchemie» von Dr. Longin Placzek, 1973, Band 3. Die Verwendung von bereits in kaltem Wasser gelatinierter bzw. quellbar gemachter Stärke ist insbesondere aus der DE-AS 1964 531 bekannt. Diese Stärkeart erhält ihre Gelatinier- und Quelleigenschaften nur durch teure Vorbehandlungen. The use of starch in the production of paper is generally known from the apr specialist book “Paper Chemistry Products” by Dr. Longin Placzek, 1973, volume 3. The use of starch which has already been gelatinized or swellable in cold water is known in particular from DE-AS 1964 531. This type of starch only gets its gelatinizing and swelling properties through expensive pretreatments.

Stärke gibt der Papierbahn bessere Festigkeitseigenschaften. Bei einlagigen Papierbahnen wird insbesondere deren Berstfestigkeit und Steifigkeit, aber auch deren Spaltfestigkeit verbessert. Bei mehrlagigen Papierbahnen dient die Stärke gleichzeitig als Klebemittel zum verstärkten Verbinden der einzelnen Lagen. Häufig wird die billigere, in kaltem Wasser dis-pergierbare, darin aber nicht gelierende und nicht quellende Stärke mit Hilfe von Sprührohren auf die einander gegenüberliegenden Seiten der Papierbahnlagen aufgesprüht, bevor diese miteinander «vergautscht» werden, d. h. miteinander derart in Berührung gebracht werden, dass sie aneinander haften. Die Stärke dient der Verbesserung dieser Haftung, die allgemein als Spaltfestigkeit bezeichnet wird. Nach dem Zusammen-gautschen der einzelnen Lagen kann die Papierbahn durch Pressen- und Trockenpartien geführt werden. In der Trockenpartie läuft sie über Trockenzylinder. Erst durch die Erwärmung verkleistert diese Art von Stärke und gibt den gewünschten Bindeeffekt. Starch gives the paper web better strength properties. In the case of single-layer paper webs, their burst strength and rigidity, but also their splitting strength, are improved in particular. In the case of multilayer paper webs, the starch also serves as an adhesive for strengthening the connection of the individual layers. Frequently, the cheaper starch, which is dispersible in cold water, but does not gel and swell therein, is sprayed onto the opposite sides of the paper web layers with the aid of spray pipes before they are "messed up" with each other, i. H. brought into contact with one another in such a way that they adhere to one another. The starch serves to improve this adhesion, which is generally referred to as splitting strength. After the individual layers have collapsed, the paper web can be passed through press and dryer sections. In the dryer section it runs over drying cylinders. Only when heated does this type of starch gelatinize and give the desired binding effect.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei The object of the invention is to be achieved with

Einlagen- und bei Mehrlagen-Papierbahnen die Spaltfestigkeit, Berstfestigkeit und Steifigkeit bei Verwendung von Stärke zu verbessern, die in kaltem Wasser nicht verkleistert und auch nicht wesentlich quillt. Single-layer and, in the case of multi-layer paper webs, to improve the splitting resistance, bursting strength and rigidity when using starch which does not gelatinize in cold water and does not swell significantly either.

Bei mehrlagigen Papieren haben insbesondere die innersten Lagen eine schlechte Spaltfestigkeit, d.h. nur geringe Haftung mit den benachbarten Lagen. Durch Versuche wurde festgestellt, dass die Spaltfestigkeit durch Wärmebeeinflussung verändert werden kann. Dies könnte durch eine Änderung des Wärmeverlaufes in der Trockenpartie der Papiermaschine mindestens teilweise erreicht werden. Dabei wären aber andere Nachteile in Kauf zu nehmen. Versuche zeigten, dass die verwendete, in kaltem Wasser dispergierbare Stärke nur dann wirksam werden kann, wenn sie in Anwesenheit von Wasser erwärmt wird. Dabei quellen die Stärkekörner auf, platzen und verfliessen (verkleistern). In the case of multi-layer papers, the innermost layers in particular have poor splitting strength, i.e. only slight adhesion with the neighboring layers. Experiments have shown that the splitting strength can be changed by influencing heat. This could be achieved at least in part by changing the heat profile in the dryer section of the paper machine. However, other disadvantages would have to be accepted. Experiments have shown that the cold water-dispersible starch used can only be effective if it is heated in the presence of water. The starch granules swell, burst and flow (gelatinize).

Die durchgeführten Versuche führten zur Erkenntnis, dass die genannte Aufgabe dadurch zu lösen ist, dass die in Wasser dispergierte Stärke, bevor sie auf die Papierbahn aufgebracht wird, bis so nahe an die Verkleisterungstemperatur erwärmt wird, dass die Stärkekörner zwar im wesentlichen vollständig quellen, jedoch nicht verkleistert werden. The experiments carried out led to the realization that the stated object can be achieved by heating the starch dispersed in water, before it is applied to the paper web, so close to the gelatinization temperature that the starch granules swell essentially completely, however not be gelatinized.

Durch die Erfindung wird also der Quellvorgang, zu dem Wasser und Wärme erforderlich sind, ausserhalb der Papierbahn durchgeführt, bevor die Stärke aufgebracht wird. Dabei wird die Stärke bis unmittelbar an die Verkleisterungstemperatur erwärmt, aber ohne diese vollständig zu erreichen. Man bleibt also nur wenige Zehntel-Grade Celsius oder wenige Grade Celsius darunter. Dies führte zunächst zu dem Einwand der Fachwelt, insbesondere der die Stärke vertreibenden Industrie, dass sich dadurch keine Vorteile ergeben würden, im Gegenteü, sich Schwierigkeiten beim Auftragen der Stärke zeigen würden. Die Stärke könnte nicht mehr gesprüht werden, weil die Düsen verkleben würden. Umso überraschender waren dann die Versuchsergebnisse. Es zeigte sich nämlich einerseits, dass die gequollene Stärke noch ohne Schwierigkeiten gesprüht werden kann. Andererseits ergaben sich in überraschender Weise enorme Festigkeitssteigerungen, beispielsweise konnte die Spaltfestigkeit von Mehrlagenpapier mehr als verdreifacht werden. With the invention, the swelling process, for which water and heat are required, is therefore carried out outside the paper web before the starch is applied. The starch is heated up to the gelatinization temperature, but without reaching it completely. So you stay only a few tenths of a degree Celsius or a few degrees Celsius below. This initially led to the objection of the experts, in particular of the starch-distributing industry, that there would be no advantages, on the contrary, that difficulties would arise in applying the starch. The starch could no longer be sprayed because the nozzles would stick together. The test results were all the more surprising. On the one hand, it was shown that the swollen starch can still be sprayed without difficulty. On the other hand, there were surprisingly enormous increases in strength, for example the splitting strength of multi-ply paper more than tripled.

Durch die Erfindung wird die erreichbare Quellung nicht mehr durch das beschränkte Wasser- und Wärmeangebot der Papierbahn bestimmt, sondern durch die an sich bekannte Verkleisterungstemperatur der Stärkekörner. The swelling that can be achieved is no longer determined by the invention through the limited supply of water and heat from the paper web, but rather through the known gelatinization temperature of the starch granules.

Die Verkleisterungstemperatur beträgt z.B. bei Kartoffelstärke 65°C, bei Maisstärke 75°Cund bei Weizenstärke 80°C. The gelatinization temperature is e.g. for potato starch 65 ° C, for corn starch 75 ° C and for wheat starch 80 ° C.

Durch die Erfindung ist es möglich geworden, auch verhältnismässig trockene Papierbahnlagen durch Stärke stärker zu verbinden, die in kaltem Wasser weder geliert noch wesentlich quillt, sondern darin nur dispergierbar ist. The invention has made it possible to bond even relatively dry paper web layers more strongly by means of starch, which neither gels nor swells significantly in cold water, but is only dispersible therein.

Bei allen Anwendungsfällen ist es von Vorteil, dass die Stärke in an sich bekannter Weise gesprüht werden kann, da dies eine besonders rationelle und gleichmässige Stärkeaufbringung ermöglicht. In all applications, it is advantageous that the starch can be sprayed in a manner known per se, since this enables a particularly efficient and uniform application of starch.

Bei Verwendung der Stärke zur Herstellung von Papierbahnen mit mindestens zwei Lagen ist die Stärke auf mindestens eine der jeweils einander gegenüberliegenden Seiten dieser Lagen aufzubringen, bevor diese Lagen miteinander in Verbindung gebracht werden. Zur Erzielung grösserer Festigkeitseigenschaften ist es häufig günstiger, die Stärke auf die noch feuchte Papierbahn bzw. Papierbahnlage aufzubringen, bevor diese einer mechanischen oder thermischen Trocknung durch die Pressenpartie oder Trockenpartie der Papiermaschine unterworfen wird. Dabei dringt die Stärke dann am weitesten in die Papierbahn bzw. in die Papierbahnlage ein, wenn die Stärke in einem Bereich nach dem Stoffauflauf der Papiermaschine auf die Papierbahn bzw. Papierbahnlage auf2 If the starch is used to produce paper webs with at least two layers, the starch must be applied to at least one of the opposite sides of these layers before these layers are brought together. To achieve greater strength properties, it is often cheaper to apply the starch to the still moist paper web or paper web layer before it is subjected to mechanical or thermal drying by the press section or dryer section of the paper machine. The starch then penetrates the furthest into the paper web or into the paper web layer when the starch hits the paper web or paper web layer in an area after the headbox of the paper machine 2

s s

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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65 65

3 3rd

627 215 627 215

gebracht wird, in dem sie eine Entwässerung durch Luftdruckdifferenz, Schwerkraft oder Fliehkraft erfährt. is brought, in which it undergoes a drainage by air pressure difference, gravity or centrifugal force.

Eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. One possible application of the invention is described below with reference to the accompanying drawings.

Über einer Trägerbahn 1 sind drei Obersiebpartien angeordnet. Die Obersiebpartien enthalten jeweils ein Obersieb 2a bzw. 2b bzw. 2c, auf das ein Stoffauflauf 3a bzw. 3b bzw. 3c die Papierfasersuspension gibt. Die erste Entwässerung der Fasersuspension auf dem Obersieb erfolgt jeweils durch einen Saugkasten 4a bzw. 4b bzw. 4c. Three top wire sections are arranged above a carrier web 1. The top wire sections each contain a top wire 2a or 2b or 2c, onto which a headbox 3a or 3b or 3c places the paper fiber suspension. The first dewatering of the fiber suspension on the top wire takes place through a suction box 4a or 4b or 4c.

Uber dem zweiten und dritten Obersieb ist über den Saugkästen 4b bzw. 4c jeweils eine Sprühvorrichtung 5b bzw. 5c zum Aufsprühen von erfindungsgemäss aufgeschlämmter und erwärmter Stärke auf die Papierbahnen angeordnet. Ferner sind Sprühvorrichtungen 6a und 6b zwischen den Obersieben oberhalb der Trägerbahn 1 angeordnet. Letztere sprühen über s ihre Düsen die Stärke jeweils auf die gegenüberliegende andere Seite der Papierbahnlagen als die Sprühvorrichtungen 5b und 5c. A spray device 5b or 5c for spraying slurry and heated starch according to the invention is arranged above the suction boxes 4b and 4c above the suction boxes 4b and 4c, respectively. Furthermore, spray devices 6a and 6b are arranged between the top sieves above the carrier web 1. The latter spray the starch through their nozzles onto the opposite other side of the paper web layers than the spray devices 5b and 5c.

Gautschwalzen 7a bzw. 7b bzw. 7c, um welche die Obersiebe 2a bzw. 2b bzw. 2c laufen, dienen zusammen mit Gegen-io walzen 8a bzw. 8b bzw. 8c zum Aufgautschen der ersten Lage vom Obersieb 2a auf die Trägerbahn 1 und dann zum Zusam-mengautschen der jeweils folgenden Lagen. Rubber rollers 7a or 7b or 7c, around which the top screens 2a or 2b or 2c run, together with counter-io rollers 8a or 8b or 8c serve to crimp the first layer from the top screen 2a onto the carrier web 1 and then to collapse the following layers.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

627 215 PATENT CLAIMS

1. A process for the treatment of paper webs with starch which is neither gelling nor substantially swelling in cold water, this starch being dispersed in water, then applied to the paper web and then heated to such an extent that it digests on the paper web, characterized in that the Starch dispersed in water, before it is applied to the paper web, is heated up to so close to the gelatinization temperature that the starch granules swell essentially completely, but are not yet gelatinized.

2. The method according to claim 1, characterized in that the starch is sprayed onto the paper web.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when using the starch for the production of paper webs with at least two layers, this starch is applied to at least one of the opposite sides of these layers before the layers are brought together.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the starch is applied to the still moist paper web or paper web layer.

5. The method according to claim 4, characterized in that the starch is applied to the still moist paper web or paper web layer before it is subjected to mechanical or thermal drying.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the starch is applied to the paper web or layer so that it is dewatered by air pressure difference, gravity or centrifugal force.