DE19654390A1

DE19654390A1 - Verfahren zur Herstellung von Papier

Info

Publication number: DE19654390A1
Application number: DE19654390A
Authority: DE
Inventors: Werner Auhorn; Dietmar Dr Moench; Rainer Scholz; Rainer Blum; Hubert Dr Meixner; Rainer Dr Dyllick-Brenzinger
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-02
Also published as: EP0948677B1; US6083348A; PT948677E; ATE195985T1; DE59702299D1; CA2256431C; EP0948677A1; WO1998029603A1; JP2001508137A; CA2256431A1; ES2151296T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier durch Entwässern eines Prozeßchemikalien enthaltenden Papier stoffs auf einer Papiermaschine, in der man dem Papiermaschinen sieb über einen Stoffauflauf einen Hauptstrom des Papierstoffs und einen aus Siebwasser bestehenden Verdünnungsstrom zuführt, dessen Anteil an der Gesamtstoffauflaufzuführung 5 bis 35 Vol.-% beträgt.

Das oben beschriebene Verfahren ist in der Fachliteratur unter Modul-Jet-Konzept bekannt, vgl. Das Papier, Heft 10A, Seiten V 99-V 105 (1995) und Wochenblatt für Papierfabrikation, Band 122, 485-491 (1994). Mit Hilfe dieses speziellen Stoffau flaufs kann man u. a. hochgefüllte, superkalandrierte Papiere (SC-Papiere) mit einer gleichmäßigen Formation auf hohem Niveau her stellen. Die nach diesem Verfahren erhältlichen Papiere neigen jedoch zum Stauben.

Die Papiermaschinen verfügen üblicherweise nur über einen einzi gen Strom für die Zuführung des Papierstoffs zum Stoffauflauf. Der Papierstoff enthält außer den in Wasser suspendierten Fasern Prozeßchemikalien wie Fixiermittel, Entwässerungshilfsmittel, Retentions- und Flockungsmittel sowie gegebenenfalls Leimungs mittel, Trocken- und Naßverfestiger, Farbstoffe und Füllstoffe. Die Dosierung der Prozeßchemikalien zum Papierstoff kann nach verschiedenen in der Literatur beschriebenen Verfahren vorgenom men werden. So ist aus Wochenblatt für Papierfabrikation, Band 13, 493-502 (1979) die Verwendung von kationischen Poly elektrolyten in Kombination mit Bentonit bekannt, wobei man dem Papierstoff zunächst Bentonit und anschließend den kationischen Polyelektrolyten zusetzt, wobei der Papierstoff gegebenenfalls einem Schergefälle unterworfen werden kann.

Aus der EP-B-0 235 893 ist bekannt, einem Papierstoff zunächst ein synthetisches kationisches Polymer mit einer Molmasse von mehr als 500.000 zuzusetzen, daß Flocken gebildet werden, die dann in einem anschließenden Scherschritt zu Mikroflocken zer kleinert werden. Danach wird dann Bentonit zugegeben und der die Prozeßhilfsmittel enthaltende Papierstoff entwässert. Bei dem aus der EP-A-0 335 575 bekannten Verfahren zur Herstellung von Papier wird der Papierstoff nacheinander mit zwei verschiedenen wasser löslichen, kationischen Polymeren versetzt. Hierbei dosiert man zunächst ein niedrigmolekulares kationisches Polymer als Fixier mittel und danach ein hochmolekulares kationisches Polymer als Flockungsmittel, unterwirft den Papierstoff dann unter Bildung von Mikroflocken einer Scherstufe, setzt Bentonit zu und entwäs sert ihn dann. Das Formationsprofil der so hergestellten Papiere ist jedoch verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Her stellung von Papier zur Verfügung zu stellen, wobei man gegenüber den bekannten Verfahren eine Erhöhung der Retention, insbesondere der Faser- und Feinstoffretention sowie gegebenenfalls der Füll stoffretention erzielt und gleichzeitig Papiere mit einem gleich mäßigen Formationsquerprofil erhält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung von Papier durch Entwässern eines Prozeßchemikalien und gegebenenfalls Füllstoffe enthaltenden Papierstoffs auf einer Papiermaschine, in der man dem Papiermaschinensieb über einen Stoffauflauf einen Hauptstrom des Papierstoffs und einem aus Siebwasser bestehenden Verdünnungsstrom zuführt, dessen Anteil an der Gesamtstoffauflaufzuführung 5 bis 35 Vol.-% beträgt, wenn man mindestens 5 Gew.-% der Prozeßchemikalien in den Verdünnungsstrom dosiert. Die so hergestellten Papiere weisen ein gleichmäßiges Formationsquerprofil auf und enthalten überraschenderweise eine qualitativ sehr gute Bindung der Fein- und Füllstoffe an den Langfaserstoff, so daß diese Papiere praktisch nicht oder in einem nicht störenden Maß stauben. Außerdem werden die meistens im Siebwasser enthaltenen Störstoffe wie Holzinhaltsstoffe, kle bende Verunreinigungen aus dem Papierstrich bei recyclierten Fa sern oder beim Einsatz von Altpapier nahezu quatitativ an den Papierstoff fixiert und dadurch für den Papierherstellungsprozeß und das spätere Papier-Recycling unschädlich gemacht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat man einen Stoffauflauf mit einem Haupt- und einem Verdünnungsstrom, der über Dosierven tile den einzelnen Sektionen des Stoffauflaufs zur Einstellung des Stoffdichtequerprofils zugeführt wird. Der Verdünnungsstrom besteht aus Siebwasser. Das Siebwasser enthält bekanntlich Fein stoffe und Faserbruchstücke von den bei der Papierherstellung eingesetzten Zellstoffen oder Holzstoffasern. Diese Feinstoffan teile sind üblicherweise nur schwierig aus dem Kreislauf heraus zuholen. Falls füllstoffhaltige Papiere hergestellt werden, ent hält das Siebwasser, bezogen auf Faserstoffe, einen mindestens doppelt so hohen Anteil an Füllstoff wie der Hauptstrom. Der Anteil des aus dem Siebwasser bestehenden Verdünnungsstroms an der Gesamtstoffauflaufzuführung beträgt beispielsweise 5 bis 35 Vol-%, vorzugsweise 7 bis 15 Vol-%. Geeignete Konstruktionen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den oben zum Stand der Technik angegebenen Literaturstellen "Das Papier" sowie in "Wochenblatt für Papierfabrikation" beschrieben.

Als Prozeßchemikalien kommen beispielsweise Fixiermittel, Entwäs serungshilfsmittel, Retentionsmittel, Flockungsmittel allein, in Mischung untereinander oder in Kombination mit Bentonit und/oder kolloidaler Kieselsäure, Farbstoffe, Masseleimungsmittel, Trockenverfestigungsmittel und/oder Naßverfestigungsmittel in Be tracht. Polymere wie beispielsweise Vinylamin-Einheiten enthal tende Polymere, können beispielsweise gleichzeitig als Fixiermit tel, Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel und als Floc kungsmittel sowie als Trocken- und Naßverfestiger wirken. Die Prozeßchemikalien werden daher wie bei der bekannten Papierher stellung dem Papierstoff in üblicher Weise und Menge zugesetzt, so daß diesbezüglich auf den bekannten Stand der Technik für die Papierherstellung verwiesen werden kann. Bezogen auf trockenes Papier dosiert man z. B. 0,005 bis 1,0 Gew.-% an Retentions-, Ent wässerungs- oder Flockungsmittel in den Hauptstrom. Der pH-Wert der Stoffsuspension beträgt beispielsweise 4,5 bis 9, vorzugs weise 6 bis 8. So benutzt man beispielsweise kationische Fixier mittel, um Störstoffe zu eliminieren, die die Wirksamkeit von Re tentionsmitteln, Naß- und Trockenverfestiger sowie Masseleimungs mittel stören. Solche Störstoffe sind beispielsweise Ligninsulfo nate oder Huminsäuren. Als kationische Fixiermittel kann man beispielsweise Polyethylenimine, Vinylamin-Einheiten enthaltende Polymerisate und/oder Poly(diallyldimethylammoniumchloride) mit einer Molmasse M_w von jeweils 10000 bis 2000000 einsetzen. Vinyl amin-Einheiten enthaltende Polymerisate werden bekanntlich durch Homo- oder Copolymerisation von N-Vinylformamid und anschließende Hydrolyse der Polymerisate mit Säuren oder Basen hergestellt, vgl. EP-B-0 071 050 und EP-B-0 216 387.

Als Prozeßchemikalien kann man beispielsweise kationische Fixier mittel, kationische Entwässerungshilfsmittel, kationische Reten tionsmittel und kationische Flockungsmittel allein oder in Mischung untereinander einsetzen. Als Retentions- und Flockungs mittel besonders geeignet sind beispielsweise kationische Poly acrylamide mit hoher Molmasse, z. B. mit Molmassen M_w von minde stens 4000000.

Polymerisate dieser Art werden in der zum Stand der Technik ge nannten EP-A-335 575 beschrieben. Sie sind im Handel erhältlich. Die hochmolekularen kationischen Polyacrylamide werden durch Po lymerisieren von Acrylamid mit kationischen Monomeren herge stellt. Geeignete kationische Monomere sind beispielsweise die Ester von ethylenisch ungesättigten C₃- bis C₅-Carbonsäuren mit Aminoalkoholen, wie Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethyl acrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmeth acrylat und Di-n-propylaminoethylacrylat. Weitere geeignete kationische Monomere, die mit Acrylamid copolymerisiert werden können, sind N-Vinylimidazol, N-Vinylimidazolin und basische Acrylamide wie Dimethylaminoethylacrylamid. Die basischen Monome ren können in Form der freien Basen, als Salze oder in quaterni sierter Form bei der Copolymerisation eingesetzt werden. Die kat ionischen Polyacrylamide enthalten beispielsweise 5 bis 40, vor zugsweise 10 bis 40 an kationischen Monomeren in einpolymerisier ter Form. Die Molmassen M_w der kationischen Polyacrylamide betra gen mindestens 4000000 und liegen in den meisten Fällen oberhalb von 5000000, z. B. in dem Bereich von 5000000 bis 15000000.

Außer den kationischen Polyacrylamiden kann man auch anionische Polyacrylamide, die beispielsweise Acrylsäure oder Methacrylsäure einpolymerisiert enthalten, sowie amphotere Polyacrylamide als Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel und Flockungsmittel einsetzen. Kationische, nichtionische, amphotere oder anionische Polymere, die als Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel und Flockungsmittel eingesetzt werden, entfalten beispielsweise in Kombination mit Bentonit und/oder kolloidaler Kieselsäure eine verbesserte Wirksamkeit. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn man zusätzlich ein kationisches Fixiermittel einsetzt. Der in der Beschreibungseinleitung angegebene Stand der Technik ver deutlicht dies.

Als Prozeßhilfsmittel werden außerdem beispielsweise wasserlösli che Polymere eingesetzt, die ausgewählt sind unter Polyethylen iminen, Umsetzungsprodukten von Polyethyleniminen mit mindestens bifunktionellen Vernetzern, anionischen Polyacrylamiden, kat ionischen Polyacrylamiden, amphoteren Polyacrylamiden, Reaktions produkten aus mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen mit mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisenden Vernetzern, Vi nylformamid-Einheiten und/oder Vinylamin-Einheiten enthaltenden Polymeren und Poly(diallyldimethylammoniumhalogeniden). Die oben genannten Klassen von Verbindungen sind bekannt. Polyethylenimine werden beispielsweise durch Polymerisieren von Ethylenimin in wäßrigem Medium in Gegenwart von Spuren an Säuren oder Säuren ab spaltenden Verbindungen hergestellt. Außerdem eignen sich wasser lösliche, Aminogruppen enthaltende polymere Reaktionsprodukte, die erhältlich sind durch Umsetzung von Michaeladditionsprodukten aus Polyalkylenpolyaminen, Polyamidoaminen, mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen sowie Mischungen der genannten Verbindungen und monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, Sal zen, Estern, Amiden oder Nitrilen mit mindestens bifunktionellen Vernetzern. Solche Reaktionsprodukte sind beispielsweise aus der WO-A-94/184743 bekannt. Zu ihrer Herstellung kommen außer halogenhaltigen Vernetzern besonders halogenfreie Vernetzer in Betracht, wie Glycidylether von Polyalkylenglykolen.

Eine weitere Klasse von Ethylenimin-Einheiten enthaltenden Poly meren ist aus der WO-A-94/12560 bekannt. Es handelt sich hierbei um wasserlösliche, vernetzte, teilweise amidierte Polyethylen imine, die erhältlich sind durch

- Reaktion von Polyethyleniminen mit einbasischen Carbonsäuren oder ihren Estern, Anhydriden, Säurechloriden oder Säure amiden unter Amidbildung und
- Umsetzung der amidierten Polyethylenimine mit mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzern.

Die einbasischen Carbonsäuren haben beispielsweise 1 bis 28, vorzugsweise 8 bis 18 C-Atome und können gegebenenfalls eine oder mehrere ethylenische Doppelbindungen enthalten, z. B. Ölsäure oder Linolensäure. Zur Herstellung dieser modifizierten Polyethylen imine können die Molmassen der in Betracht kommenden Polyethylen imine bis zu 2 Mio. betragen und liegen vorzugsweise in dem Be reich von 1000 bis 50000. Die Polyethylenimine werden partiell mit einbasischen Carbonsäuren amidiert, so daß beispielsweise 0,1 bis 90, vorzugsweise 1 bis 50% der amidierbaren Stickstoffatome in den Polyethyleniminen als Amidgruppe vorliegt. Geeignete, min destens zwei funktionelle Doppelbindungen enthaltende Vernetzer sind oben genannt. Vorzugsweise werden halogenfreie Vernetzer eingesetzt.

Bei der Reaktion von Aminogruppen enthaltenden Verbindungen mit Vernetzern setzt man beispielsweise auf 1 Gewichtsteil einer Aminogruppen enthaltenden Verbindung 0,001 bis 10, vorzugsweise 0,01 bis 3 Gewichtsteile mindestens eines Vernetzers ein.

Andere Aminogruppen enthaltende Additionsprodukte sind quaterni sierte Polyethylenimine. Es kommen hierfür z. B. sowohl Homopoly merisate von Ethylenimin als auch Polymere in Betracht, die beispielsweise Ethylenimin aufgepfropft enthalten. Die so er hältlichen Polyethylenimine haben eine breite Molmassenverteilung und Molmassen von beispielsweise 129 bis 2.10⁶, vorzugsweise 430 bis 1.10⁶.

Die Polyethylenimine und die quaternisierten Polyethylenimine können gegebenenfalls mit einem mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzer umgesetzt sein. Die Quaterni sierung der Polyethylenimine kann beispielsweise mit Alkyl halogeniden wie Methylchlorid, Ethylchlorid, Hexylchlorid, Benzylchlorid oder Laurylchlorid sowie mit beispielsweise Dimethylsulfat vorgenommen werden. Weitere geeignete Aminogruppen enthaltende Polymere sind phosphonomethylierte Polyethylenimine und alkoxylierte Polyethylenimine, die beispielsweise durch Um setzung von Polyethylenimin mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid erhältlich sind. Die phosphonomethylierten und die alkoxylierten Polyethylenimine können gegebenenfalls mit einem mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzer umgesetzt sein. Die alkoxylierten Polyethylenimine enthalten pro NH-Gruppe 1 bis 100, vorzugsweise 2 bis 20 Alkylenoxid-Einheiten. Die Molmasse der Polyethylenimine kann bis zu 2 Millionen betragen. Vorzugsweise verwendet man für die Alkoxylierung Polyethylenimine mit Mol massen von 1000 bis 50000. Weitere geeignete wasserlösliche Re tentionsmittel bzw. Fixiermittel sind Umsetzungsprodukte von Polyethyleniminen mit Diketenen, z. B. von Polyethyleniminen einer Molmasse von 1000 bis 50000 mit Distearyldiketen. Auch solche Produkte können gegebenenfalls mit einem mindestens zwei funktio nelle Gruppen enthaltenden Vernetzer umgesetzt sein.

Reaktionsprodukte aus mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen mit mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisenden Vernetzern sind aus der DE-B-24 34 816 bekannt. Als Vernetzer kommen beispielsweise α,ω-Bis(chlorhydrin)ether von Polyalkylenoxiden mit 1 bis 100 Alkylenoxid-Einheiten in Betracht. Die dabei ent stehenden Harze haben - gemessen bei 20°C in 20 gew.-%iger wäßri ger Lösung - eine Viskosität von mehr als 300 mPas. Weitere Pro zeßchemikalien für die Papierherstellung sind Reaktionsprodukte von Polyalkylenpolyaminen, Dimethylamin, Diethylamin oder Ethylendiamin mit Epichlorhydrin oder Dichlorethan oder anderen mindestens bifunktionellen Vernetzern. Reaktionsprodukte dieser Art sind beispielsweise aus der EP-A-0 411 400 und der DE-A-21 62 567 bekannt.

Bevorzugt setzt man als Entwässerungshilfsmittel, Retentions- und Flockungsmittel wasserlösliche kationische Polyacrylamide mit einer mittleren Molmasse M_w von mindestens 500000 und/oder die wasserlöslichen Reaktionsprodukte ein, die durch Umsetzung von Polyamidoaminen, die mit Ethylenimin gepfropft sind, mit minde stens bifunktionellen Vernetzern erhältlich sind. Ein weiteres bevorzugtes Retentionssystem besteht aus Kombinationen aus kat ionischen synthetischen Polymeren und/oder kationischer Stärke mit feinteiligen organischen oder anorganischen Feststoffen. Sol che Systeme sind in dem eingangs beschriebenen Stand der Technik angegeben sowie in den Literaturstellen EP-B-0 041 056, EP-B-0 080 986 und EP-B-0 218 674. Für dieses Rententionsmittel- System kommen als feinteilige anorganische Feststoffe beispiels weise Bentonit, kolloidale Kieselsäure, microkristallines Talkum, präzipitiertes Kalziumcarbonat, präzipitierter Gips und/oder calcinierter Clay in Betracht. Die Menge an feinteiligen Fest stoffen beträgt beispielsweise 0,01 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf trockenes Papier. Besonders bevorzugt ist die Verwendung der oben genannten Retentionsmittelsysteme aus kationischen synthetischen Retentionsmitteln und/oder kationischer Stärke in Kombination mit Bentonit, der gegebenenfalls alkalisch oder sauer aktiviert sein kann oder kolloidaler Kieselsäure. Bentonit und Kieselsäure sowie die anderen in Betracht kommenden feinteiligen anorganischen Stoffe werden vorzugsweise in Mengen von 0,02 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auftrockenes Papier, eingesetzt. Die anorganischen fein teiligen Feststoffe haben beispielsweise eine innere Oberfläche von 5 bis 1000 m²/g (bestimmt nach BET mit Stickstoff). Außer den genannten anorganischen Teilchen können feinteilige organische Teilchen in Betracht kommen, beispielsweise vernetzte Polyacryl säure oder modifiziertes Ligninsulfonat. Auch die feinteiligen organischen Feststoffe bewirken eine Erhöhung der Retention. Ein solches System ist beispielsweise aus der WO-A-96/26220 für die Kombination von kationisch modifizierten Cellulosepartikeln mit Polyacrylamiden bekannt. Auch die anderen oben genannten Reten tions- und Flockungsmittel können mit diesen Cellulosepartikeln zu einem wirksamen Retentionsmittelsystem kombiniert werden. Die Teilchengröße der anorganischen und organischen Feststoffe liegt bei der Anwendung, d. h. beim Einbringen in das wäßrige Medium in dem Bereich von beispielsweise 10 nm bis 10 µm.

Besonders bevorzugt ist eine Verfahrensweise, bei der man zusätz lich ein kationisches Fixiermittel in den dafür üblichen Mengen einsetzt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sämtliche Papier qualitäten, Pappe und Karton hergestellt werden, beispielsweise Papiere für den Zeitungsdruck, sogenannte mittelfeine Schreib- und Druckpapiere, Naturtiefdruckpapiere und auch leichtgewichtige Streichrohpapiere. Man kann beispielsweise Holzschliff, thermo mechanischen Stoff (TMP), chemo-thermomechanischen Stoff (CTMP), Druckschliff (PGW) sowie Sulfit- und Sulfatzellstoff einsetzen. Als Rohstoffe für die Herstellung der Pulpe kommen auch Zellstoff und Holzstoff in Betracht. Diese Stoffe werden vor allem in den sogenannten integrierten Fabriken in mehr oder weniger feuchter Form direkt ohne vorherige Eindickung bzw. Trocknung weiter zu Papier verarbeitet. Aufgrund der nicht vollständig daraus ent fernten Verunreinigungen enthalten diese Fasermaterialien noch Stoffe, die den üblichen Papierherstellprozeß stark stören. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können jedoch auch Störstoffe enthaltende Pulpen ohne weiteres verarbeitet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl füllstoff freie als auch füllstoffhaltige Papiere hergestellt werden. Der Füllstoffgehalt in Papier kann bis zu maximal 40 Gew.-% betragen und liegt vorzugsweise in dem Bereich von 5 bis 25 Gew.-%. Geeig nete Füllstoffe sind beispielsweise Clay, Kaolin, native und prä zipitierte Kreide, Titandioxid, Talkum, Kalziumsulfat, Barium sulfat, Aluminiumoxid, Satinweiß oder Mischungen der genannten Füllstoffe.

Die Stoffdichte der Pulpe beträgt beispielsweise 0,1 bis 15 Gew.-%. Man gibt z. B. zunächst mindestens ein kationisches Po lymer als Fixiermittel zur Faserstoffaufschlämmung und setzt da nach mindestens ein kationisches Polymer, das als Retentionsmit tel wirkt, zu. Dieser Zusatz bewirkt eine starke Flockung des Papierstoffs. In mindestens einer anschließenden Scherstufe, die z. B. in einem oder mehreren Reinigungs-, Misch- und Pumpstufen bzw. einem Pulper, Sichter oder auch in einem Refiner oder Sieb bestehen können, durch die der vorgeflockte Papierstoff durch geleitet wird, werden die in dem geflockten System vorliegenden sogenannten "harten Riesenflocken" zerstört. Vorzugsweise im An schluß an die Scherstufe setzt man Bentonit, kolloidale Kiesel säure oder calcinierten Clay zu, wodurch sogenannte weiche Mikro flocken gebildet werden. Die Mengen an Bentonit, kolloidaler Kie selsäure bzw. calciniertem Clay betragen 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,02 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf trockenen Papierstoff. Bentonit ist ein Aluminiumschichtsilikat auf Basis Montmorillonit, der in der Natur vorkommt. Er wird meistens nach einem Ersatz der Kal ziumionen durch Natriumionen eingesetzt. Beispielsweise behandelt man Bentonit in wäßriger Aufschlämmung mit Natronlauge. Er wird dadurch voll in Wasser quellbar und bildet hochviskose tixotrope Gelstrukturen. Der Plättchendurchmesser des Bentonits beträgt beispielsweise 1 bis 2 µm, die Plättchendicke ca. 10 Å. Je nach Typ und Aktivierung hat der Bentonit eine spezifische Oberfläche von 60 bis 800 m²/g. Aufgrund der großen inneren Oberfläche und der nach außenhin negativen Überschußladungen an der Oberfläche kann man solche anorganischen Polyanionen für adsorptive Sammel effekte von kationisch umgeladenen und einer Scherbehandlung un terworfenen Papierstoffen verwenden. Man erreicht dadurch eine optimale Flockung im Papierstoff.

Aufgrund der oben angegebenen Aufteilung des Stoffauflaufs in einen Haupt- und einen Verdünnungsstrom dosiert man mindestens 5 Gew.-% der Prozeßchemikalien in den Verdünnungsstrom. Bei Re tentionsmittelsystemen aus kationischen Polymeren und fein teiligen Feststoffen kann man z. B. vorzugsweise die kationischen Polymeren vollständig dem Hauptstrom und die feinteiligen Fest stoffe ausschließlich dem aus Siebwasser bestehenden Verdünnungs strom zusetzen. Man kann jedoch auch z. B. 60 bis 95 Gew.-% dieses Retentionsmittelsystems dem Hauptstrom in üblicher Weise zufügen und den Rest der Mischung über das Siebwasser dosieren. Besonders bewährt hat sich eine Arbeitsweise, bei der man Entschäumer in den Verdünnungsstrom einbringt.

Farbstoffe, Masseleimungsmittel (insbesondere Alkyldiketen-Dis persionen, Harzleim, Alkenylsuccinimid-Dispersionen oder leimend wirkende Polymerdispersionen) sowie Verfestigungsmittel (z. B. mit Epichlorhydrin vernetzte Polyamidoamine) können gegebenenfalls ausschließlich über den Verdünnungsstrom in den Stoffauflauf do siert werden. Vorzugsweise werden 5 bis 40 Gew.-% der Prozeßche mikalien in den Verdünnungsstrom eingebracht.

Falls nicht anders angegeben, bedeuten die Angaben in Prozent Gew.-Prozent, die Teile sind Gewichtsteile. Die Molmassen wurden durch Lichtstreuung bestimmt.

Beispiele Polymer 1

Nach der in der DE-B-24 34 816, Beispiel 3, angegebenen Vor schrift wird durch Kondensieren von Adipinsäure mit Diethylentri amin ein Polyamidoamin hergestellt und anschließend in wäßriger Lösung mit soviel Ethylenimin gepfropft, daß das Polyamidoamin pro basischer Stickstoffgruppierung 6,7 Ethylenimin-Einheiten aufgepfropft enthält. Eine 10%ige wäßrige Lösung des Polymeren hat eine Viskosität von 22 mPas.

Das mit Ethylenimin gepfropfte Polyamidoamin wird anschließend durch Umsetzung mit einem Bis-Glycidylether eines Polyethylen glykols der mittleren Molmasse von 2000 gemäß den Angaben in Bei spiel 3 der DE-B-24 34 816 vernetzt. Man erhält ein Ethylenimin- Einheiten enthaltendes Polymer mit einer Viskosität von 120 mPas (bestimmt in 10%iger wäßriger Lösung bei 20°C und pH 10). Die Konzentration der wäßrigen Lösung beträgt 12,5%, der pH-Wert liegt bei pH = 10.

Polymer 2

Kationisches Copolymerisat aus Acrylamid und Dimethylaminoethyl acrylat, das mit Methylchlorid quaternisiert ist mit einem Gehalt von Acrylamid von 84 Mol-% und einer Molmasse von ca. 10 Mio. Die Ladungsdichte des Copolymerisats beträgt 1,7 mEq/g bei pH 4,5.

Polymer 3

Vernetztes Polyethylenimin mit einer mittleren Molmasse Mw von 1,4 Millionen und einer Ladungsdichte von 20,4 mEq/g (gemessen bei pH 4,5).

Polymer 4

Vernetztes Polyethylenimin mit einer mittleren Molmasse von 1 Million und einer Ladungsdichte von 14,7 mEq/g (gemessen bei pH 4,5).

Beispiel 1

Zur Herstellung von SC-Papier (Superkalandriertem Papier) ging man von einer Stoffzusammensetzung aus, die 35 Teile Holzschliff, 17 Teile deinktes Altpapier, 19 Teile Langfaser-Sulfatzellstoff 25 Teile Ausschuß und 25 Teile Clay enthielt. Dieser Papierstoff wurde auf einer SC-Papiermaschine, die mit einem Module-Jet- Stoffauflauf der Fa. Voith-Sulzer ausgerüstet war, verarbeitet. In den Hauptstrom des Papierstoffs dosierte man vor den Vertikal sortierer 0,29% Polymer 1 und nach dem Vertikalsortierer 0,024% Polymer 2. Über den Module-Jet-Stoffauflauf wurde dem Papierma schinensieb ein Verdünnungsstrom aus Siebwasser zugeführt, zu dem man 0,03% Polymer 1, bezogen auf trockenes Papier, dosierte. Das Volumenverhältnis von Hauptstrom zu Verdünnungsstrom betrug 9 : 1. Die Ascheretention betrug 29,5%, die Faser- und Fein stoffretention 62,4%. Das Papier enthält die Fein- und Füll stoffe in qualitativ sehr gut gebundener Form und hat ein sehr gutes Formationsquerprofil und eine hervorragende Aschevertei lung.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß man den oben beschriebenen Papierstoff der SC-Papiermaschine in einem einzi gen Strom ohne Module-Jet-System mit den angegebenen Prozeßhilfs mitteln zuführte und entwässerte. Die Ascheretention betrug 27,8%, die Faser- und Feinstoffretention 60,3%.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt, daß man in den Verdünnungsstrom anstelle von Polymer 1 jetzt 0,38% Poly mer 4 dosierte. Die Ascheretention betrug 33,6%, die Faser- und Feinstoffretention 63,6%. Das Papier weist ein ausgezeichnetes gleichmäßiges Formationsquerprofil auf.

Beispiel 3

Eine Stoffzusammensetzung aus 40 Teilen Holzschliff, 40 Teilen gebleichtem Kiefernsulfatzellstoff und 20 Teilen gestrichenem Ausschuß wurde auf einer Papiermaschine für holzhaltige Streich rohpapiere zu Papier verarbeitet. Die Papiermaschine war mit einer Dilution Head Box der Fa. Valmet ausgerüstet. Mit Hilfe dieser Vorrichtung konnte dem Stoffauflauf ein aus Siebwasser bestehender Verdünnungsstrom zugeführt werden. Das Verhältnis von Hauptstrom zu Verdünnungsstrom betrug 9 : 1. Man dosierte 0,05% Polymer 2, bezogen auf trockenes Papier, in den Hauptstrom vor den Vertikalsortierer. In den Verdünnungsstrom gab man je weils vor den Vertikalsortierer 0,03% Polymer 3, bezogen auf trockenes Papier, und 0,1% Bentonit, ebenfalls bezogen auf troc kenes Papier. Die Ascheretention betrug 30,5%, die Faser- und Feinstoffretention 69,5%. Das Papier hatte ein gleichmäßiges Formationsquerprofil.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 3 wurde anschließend ohne Dilution Head Box wiederholt. Dabei betrug die Ascheretention 26,8% und die Faser- und Fein stoffretention 64,6%.

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde mit den Ausnahmen wiederholt, daß man, jeweils bezogen auf trockenes Papier, in den Verdünnungsstrom der Dilu tion Head Box 0,02% Polymer 2 vor den Vertikalsortierer und 0,1% Bentonit nach dem Vertikalsortierer dosierte und in den Hauptstrom 0,04% Polymer 2 vor dem Durchgang durch den Vertikal sortierer gab. Die Ascheretention betrug 30,1%, die Faser- und Feinstoffretention 69,7%. Das Papier wies eine hervorragende Ascheverteilung auf und hatte ein gleichmäßiges Formationsquer profil.

Vergleichsbeispiel 3

Beispiel 4 wurde ohne Dilution Head Box Dosierung wiederholt. Da bei betrug die Ascheretention 25,7% und die Faser- und Feinstof fretention 63,7%.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Papier durch Entwässern eines Prozeßchemikalien enthaltenden Papierstoffs auf einer Papier maschine, in der man dem Papiermaschinensieb über einen Stoffauflauf einen Hauptstrom des Papierstoffs und einen aus Siebwasser bestehenden Verdünnungsstrom zuführt, dessen Anteil an der Gesamtstoffauflaufzuführung 5 bis 35 Vol.-% beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens 5 Gew.-% der Prozeßchemikalien in den Verdünnungsstrom dosiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Prozeßchemikalien Fixiermittel, Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel, Flockungsmittel allein, in Mischung unter einander oder in Kombination mit Bentonit und/oder kolloida ler Kieselsäure, Farbstoffe, Masseleimungsmittel, Trockenver festigungsmittel und/oder Naßverfestigungsmittel einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Prozeßchemikalien kationische Fixiermittel, kat ionische Entwässerungshilfsmittel, kationische Retentionsmit tel und kationische Flockungsmittel allein oder in Mischung untereinander einsetzt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß man kationische oder anionische Polymere, die als Entwässerungshilfsmittel, Retentionsmittel und Flockungsmit tel wirken, in Kombination mit Bentonit und/oder kolloidaler Kieselsäure einsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich ein kationisches Fixiermittel einsetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Prozeßhilfsmittel wasserlösliche Polymere einsetzt, die ausgewählt sind unter Polyethylen iminen, Umsetzungsprodukten von Polyethyleniminen mit min destens bifunktionellen Vernetzern, anionischen Polyacryl amiden, kationischen Polyacrylamiden, amphoteren Polyacryl amiden, Reaktionsprodukten aus mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen mit mindestens zwei funktionelle Gruppen auf weisenden Vernetzern, Vinylformamideinheiten und/oder Vinyl amineinheiten enthaltenden Polymeren und Poly(diallyldime thylammmoniumhalogeniden).

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß man als kationische Fixiermittel Polyethylen imine, Vinylamineinheiten enthaltende Polymerisate und/oder Poly(diallyldimethylammmoniumchloriden) mit einer Molmasse Mw von jeweils 10.000 bis 2 Millionen einsetzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Entwässerungshilfsmittel, Retentions- und Flockungsmittel wasserlösliche kationische Polyacrylamide mit einer mittleren Molmasse Mw von mindestens 500.000 und/oder die wasserlöslichen Reaktionsprodukte einsetzt, die durch Umsetzung von Polyamidoaminen, die mit Ethylenimin ge pfropft sind, mit mindestens bifunktionellen Vernetzern erhältlich sind.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß man als Prozeßchemikalien Kombinationen aus kat ionischen Polymeren und/oderkationischer Stärke mit fein teiligen organischen oder anorganischen Feststoffen einsetzt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als feinteilige anorganische Feststoffe Bentonit, kolloidale Kieselsäure, mikrokristallines Talkum, präzipitiertes Calciumcarbonat, präzipitierten Gips und/oder calcinierten Clay einsetzt.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß die Menge an feinteiligen Feststoffen 0,01 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf trockenes Papier, beträgt.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß der Papierstoff mindestens einen Füllstoff enthält.