DE19832241A1 - Verwendung von modifizierten Stärkeprodukten als Retentionsmittel bei der Papierherstellung - Google Patents
Verwendung von modifizierten Stärkeprodukten als Retentionsmittel bei der PapierherstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwendung von modifizierter Stärke, die durch Aufschluß von Stärke, Stärkederivaten und/oder deren Abbauprodukten in wässriger Lösung in Gegenwart wenigstens eines kationischen Polymerisats, aufgebaut aus mindestens 20 Gew.-% von polymerisierten Di-alkylaminoalkyl(meth)acrylsäureamid-Einheiten, erhalten wurde, als Retentionsmittel für Pigmente, anorganische Füllstoffe und Feinstoffe bei der Papiererzeugung.
Description
Die Erfindung betrifft den Einsatz von Stärke bzw. Stärkederivaten, die mit
Polyelektrolyten auf der Basis von Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamiden modifiziert
sind, als Retentionsmittel für Pigmente, mineralische Füllstoffe und faserige
Feinstoffe bei der Papierherstellung.
Pigmente und Füllstoffe werden als wesentliche Papierbestandteile bei der
Herstellung der Papierstoffdispersion zugesetzt und mit Hilfe von
Rentionshilfsmitteln bei der Blattbildung gebunden. Zur Verbesserung der
Retention, Entwässerung und der Festigkeit des Papieres werden z. B. nach den
Angaben im Wochenblatt für Papierfabrikationen 5 (1991), S. 149 bis 154,
kationische Massen stärken als kolloidale Hilfsstoffe in umfangreichem Maße
eingesetzt, wobei durch den Einsatz von kationischen Stärkeethern nach Ullmann, 4.
Aufl., 1979, Bd. 17, S. 581, insbesondere die Retention von Pigmenten und
Feinstoffen verbessert wird.
Die Retentionswirkung der Stärkeether ist jedoch begrenzt, so daß auch
hochmolekulare, kationische Polyelektrolyte mit höherer Ladungsdichte als
Retentionsmittel zum Einsatz kommen. Solche hochmolekularen Polyelektrolyte sind
beispielsweise die Copolymerisate aus Acrylamid und den Estern der
(Meth)acrylsäure mit Di-C1-C2-alkylamino-C2-C6-alkylalkoholen oder die
Copolymerisate aus Acrylamid und den Amiden der (Meth)acrylsäure mit Di-C1-C2-
alkylamino-C2-C6-alkylaminen, die jeweils in protonierter oder quaternierter Form
vorliegen. Retentionsmittel auf der Basis solcher α,β-ungesättigten N-substituierter
Carbonsäureamide sind in EP-A-0 038 573 beschrieben.
Nach WO 86/00100 ist ein Verfahren zur Papierherstellung bekannt, bei dem zur
Verbesserung der Retention dem Papierfaserstoff kolloidale Bindemittel zugesetzt
werden, die auf der Basis von an der Oberfläche mit Aluminiumsilikat modifizierter
Kieselsäure und kationischen oder amphoteren Kohlehydraten, wie vorzugsweise
Stärke oder Amylopektin sind, erhalten werden.
In EP-A-0 703 314 und WO 97/04168 wird die Verwendung spezieller kationischer
Amylopektinstärken zur Verbesserung der Retention unter optionaler Verwendung
von kolloidaler Kieselsäure, anionischen Polyacrylamiden oder Bentonit
vorgeschlagen.
Aus dem Wochenblatt für Papierfabrikationen 20,1994, S. 785 bis 790 sind als
Retentionsmittel weiterhin Mikropartikelsysteme bekannt, bei denen die
Papierstoffdispersion zunächst mit kationischer Stärke oder kationischen
Polyacrylamiden vorbehandelt, geflockt und dispergiert wird und anschließend vor
der Blattbildung durch Silika-Mikropartikelsysteme bzw. durch Zugabe von Bentonit
oder Aluminiumsalze erneut geflockt werden. Die mehrstufige Verfahrensweise führt
zu einer Verbesserung der Retentionswerte.
Weiterhin wird in EP-B-0 227 465 ein Verfahren zur Herstellung von Papier
beschrieben, bei dem in aufwendigen Teilschritten zunächst der Faserstoff und
separat dazu der mineralische Füllstoff mit einem synthetischen Polyelektrolyten
jeweils gleicher Ladung und nachfolgend der behandelte Füllstoff mit einem Polymer
mit entgegengesetzter Ladung behandelt wird.
Ebenso ist nach US-A-5,126,014 ein mehrstufiges Verfahren zur Verbesserung der
Retention bekannt, bei welchem die Papierstoffsuspension vor einer ggf.
mehrstufigen Scherbehandlung Calziumcarbonat als Füllmittel, kationische Stärke,
ein kationisches Koagulierungsmittel und ein anionisches Flockungsmittel zugegeben
und nach mindestens einer Scherbehandlungsstufe Bentonit oder kolloidale
Kieselsäure zugesetzt werden.
Aus dem Stande der Technik ist auch die Modifizierung von Stärkeprodukten mit
kationischen Polyelektrolyten bekannt.
Nach EP-A-0 803 512 ist ein Verfahren zur Herstellung kationischer Stärke bekannt,
gemäß dem die Stärke trocken bei Temperaturen vom 60 bis 200°C für die Dauer
von 10 Minuten - 5 Stunden mit kationischen Polymeren geröstet werden, um dann
als Papierverfestigungsmittel verwendet zu werden.
Weiterhin wird in EP-B-0 282 761, WO 96/05373 und WO 96/13525 die Modifizierung
von Stärke mit ionischen und insbesondere kationischen Polyelektrolyten
beschrieben. Nach EP-B-0 282 761 werden hierzu kationische Polymerisate aus
Diallyldimethylammoniumchlorid, N-Vinylamin oder N-Vinylimidazolin mit nativer oder
bereits aufgeschlossener Kartoffelstärke erhitzt, während nach WO 96/05373
kationische Polymerisate mit vorzugsweise anionischer Stärke umgesetzt und nach
WO 96/13525 vorzugsweise hydrolisierte kationische Polymerisate von
N-Vinylformamid, Polyethyleniminen oder Polyalkylamine mit jeder Art Stärke
umgesetzt werden. Diese Umsetzungsprodukte werden ebenso wie Stärken, die mit
Copolymerisaten aus (Meth)acrylamid und Dialkylamioalkyl(meth)acrylamid
modifiziert wurden, nur als Trockenverfestigungsmittel für die Papierherstellung
empfohlen.
Wegen der zunehmenden Verarbeitung von Altpapier und Holzstoffdispersionen bei
der Papierherstellung steigt der Anteil von Feinstoffen, wie kurzen Zellstoffasern, und
mineralischen Füllstoffen. Außerdem muß in aller Regel der Anteil an anorganischen
Füllstoffen und Pigmenten noch weiter erhöht werden, um Papier mit marktüblichem
Aussehen zu erhalten. Es ist aber bekannt, daß mit steigendem Anteil Feinstoffen
und insbesondere mineralischen Füllstoffen und Pigmenten die Festigkeit nachteilig
beeinflußt wird. So geht u. a. aus der Publikation von K. Ritter und H. Forkel
"Papierfaserstofftechnik" Symposium 1997 21, Seite 4 hervor, daß der
Durchreißwiderstand von Papier als Maß für dessen Festigkeit, mit dem Aschegehalt
im Papier, als Maß für den Gehalt an mineralischen Füllstoffen und Pigmenten mit
steigendem Aschegehalt abnimmt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ohne zusätzliche
Verfahrensschritte bei der bekannten üblichen Papierherstellung, vorzugsweise unter
Einsatz von Altpapier, die Retention von Pigmenten, Füllstoffen und Feinstoffen zu
verbessern, ohne daß die mechanische Festigkeit des Papiers nachteilig beeinflußt
wird.
Erfindungsgemäß gelingt dies durch die Verwendung von modifizierter Stärke, die
durch Aufschluß von Stärke, Stärkederivaten und/oder deren Abbauprodukten in
wässriger Lösung in Gegenwart wenigstens eines kationischen Polymerisats,
aufgebaut aus mindestens 20 Gew.-% von polymerisierten Di-alkylamino
alkyl(meth)acrylsäureamid-Einheiten erhalten wurde, als Retentionsmittel für
Pigmente, anorganische Füllstoffe und Feinstoffen bei der Papiererzeugung.
Als Stärkekomponente werden native Stärke, wie Kartoffelstärke, Weizenstärke
Getreidemehl, Maisstärke, Tapiokastärke, Sagostärke sowie Stärke mit erhöhtem
Hydrolysegehalt, Reisstärke, Erbsenstärke und/oder deren Mischungen, modifizierte
Stärken, wie Stärkeabbauprodukte, insbesondere Dextrine, chemisch-modifizierte
Stärken, wie substituierte Stärkederivate und insbesondere anionische Stärken, wie
Dialdehydstärke, Carboxystärke und durch Persulfat abgebaute Stärke, anionische
Stärkeester, wie z. B. Stärkephosphorsäuremono- oder -diester, Stärkeacetate und
Stärkecitrate, anionische Stärkeether, wie z. B. Carboxymethylstärke und
Carboxymethyl-2-hydroxyethyl-stärke und Carboxymethyl-3-hydroxy-propyl-stärke
und kationische Stärkederivate, wie z. B. N-haltige Stärkeether, insbesondere
Stärken mit primären oder sekundären Amino- oder Iminogruppen und tertiären
Aminogruppen, die durch Protonierung mit Säuren positiv geladen sind, und
quaternäre Ammoniumgruppen enthalten, eingesetzt.
Vorzugsweise werden native Stärken wie Kartoffelstärke, Weizenstärke, Maisstärke,
Reisstärke, Erbsenstärke und/oder deren Mischungen sowie anionische Stärke und
kationische N-haltige Stärkeether verwendet.
Als kationische Polymerisate kommen Homo- oder Copolymerisate von
Dialkylaminoalkyl(meth)acrylsäureamiden zum Einsatz, die mindestens 20 Gew.-%
polymerisierte Einheiten von vorzugsweise Amiden der (Meth)acrylsäure mit Di-C1-
C2-alkylamido-C2-C6-alkylaminen enthalten, die jeweils in protonierter oder
quaternierter Form vorliegen. Ihre Herstellung ist beispielsweise in EP-A-0 013 416
oder in EP-A-0 113 038 angegeben, wobei die entsprechende Offenbarung dieser
Publikationen als Referenz eingeführt wird.
Vorzugsweise leiten sich solche Monomereinheiten von protonierten oder
quaternierten, α,β-ungesättigten, N-substituierten Garbonsäureamiden, wie
Dimethylaminoethyl-acrylamid oder -methacrylamid, Dimethylaminopropyl-acrylamid
oder -methacrylamid, sowie N(N',N',2',2'Tetramethylaminopropyl)-acrylamid oder
-methacrylamid oder deren Mischungen ab.
Die Polyelektrolyte können noch weitere Einheiten von α,β-ungesättigten
Monomeren aufweisen. Solche Monomere sind wasserlösliche, nichtionogene
Monomeren, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-C1-C2 alkylierte (Meth)acrylamide,
N-Vinylamid, Vinylformamid, N-Vinylacetamid, N-Vinyl-N-methylacetamid,
N-Vinylpyrrolidon. Geeignete wasserlösliche Monomere sind außerdem
N-Methylolacrylamid, N-Methylol-methacrylamid sowie die mit einwertigen C1- bis C4-
Alkoholen partiell oder vollständig veretherten N-Methylol(meth)acrylamide und
Diallyldimethylammoniumchlorid.
Ebenso können die Copolymerisate in begrenztem Maße, vorzugsweise bis 10
Gew.-%, in Wasser schwer lösliche und/oder wasserunlösliche, einfach ethylenisch
ungesättigte Monomere, wie (Meth)acrylsäurealkylester und Vinylacetat enthalten,
soweit die Löslichkeit der Copolymerisate in Wasser erhalten bleibt.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Polymerisate besitzen vorzugsweise ein
Molgewicht MG (g/mol) im Bereich von 1,0 × 105 bis 40 × 106, besonders bevorzugt
im Bereich von 2,0 × 106 bis 15 × 106 und ganz besonders bevorzugt von 5 × 106 bis
15 × 106.
Die Viskositätsbestimmung erfolgte mit einer 1%igen Polymerlösung in einer
10%igen NaGl-Lösung mit einem Brookfield RVT-Viskosimeter, Spindel 1-3/10
Umdrehungen pro Minute bei 20°C und ergab < 10 mPa.s für die zum Einsatz
kommenden Polymeren.
Die Umsetzung der Stärkekomponente kann mit den kationischen Homo- bzw.
Copolymerisaten von Dialkylaminoalkyl(meth)acrylsäureamiden in wässriger
Dispersion diskontinuierlich in einem Reaktionsbehälter oder in kontinuierlichem
Durchflußverfahren, beispielsweise im Jet-Kocher unter Wärmeeinwirkung bei
Temperaturen von 70-130°C, vorzugsweise von 90-100°C und ggf. unter Druck
unter Aufschluß der Stärkekomponente erfolgen. Die Reaktionsbedingungen und die
geeigneten apparativen Bedingungen entsprechen den Angaben im Wochenblatt für
Papier 4, 1991, S. 127-130, dessen Offenbarung als Referenz eingeführt wird.
Weiterhin wurde festgestellt, daß der Zusatz von speziellen Mineralstoffen, wie
Bentonit oder Talkum in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bei der Herstellung der
modifizierten Stärkekomponenten vor dem Stärkeaufschluß oder nach der
Umsetzung zu einem Retentionsmittel mit nochmals verbesserter Wirksamkeit im
Rückhaltevermögen von Füll- und Feinstoffen führt.
Die wässrige Dispersion der zur Modifizierung eingesetzten Stärkekomponente
besitzt einen Gehalt von 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gew.-% und
besonders bevorzugt von 2,0 bis 10 Gew.-%. Die wässrige Lösung des
Polyelektrolyten besitzt einen Gehalt von 0,1 bis 2,0 Gew.-% , vorzugsweise 0,1 bis
0,5 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,1 bis 0,3 Gew.-% an Polymerisaten. Das
Mischungsverhältnis von Stärkekomponente zu kationischem Polyelektrolyten liegt
bei der Modifizierung im Bereich von 4 : 1 bis 25 : 1, vorzugsweise im Bereich von 10 : 1
bis 25 : 1 und besonders bevorzugt im Bereich von 14 : 1 bis 20 : 1.
Die modifizierten Stärkeprodukte können als Retentionsmittel bei der Herstellung von
allen Papiersorten und Kartonen verwendet werden. Vorzugsweise eignen sie sich
zum Einsatz bei der Herstellung von Papier auf Sulfit- oder Sulfatzellstoff im
gebleichten oder ungebleichten Zustand, wobei dieses Fasermaterial bis zu 100
Gew.-% Holzschliff und/oder Altpapier enthalten kann und schon deshalb einen
hohen Anteil an mineralischen Füllstoffen, Pigmenten und fasrigen Feinstoffen
aufweist.
Die modifizierte Stärke wird erfindungsgemäß der Papierstoffdispersion in einer
Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 5 Gew.-% und besonders
bevorzugt 1,0 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Trockenmasse, vor dem Stoffauflauf der
Papiermaschine zugesetzt. Der Zusatz erfolgt zu der Dispersion, die als Füllstoffe
bereits Calziumcarbonat, Kaolin, Aluminiumsilikat und -oxidhydrate, Satinweiß,
Talkum, Gips, Baryt, Calziumsilikat und Lithopone, Kieselgur sowie synthetische,
organische Füllstoffe aus dem Recyclingmaterial enthalten kann oder zugesetzt
wurde.
Der Zusatz der modifizierten Stärke erfolgt vorteilhaft zur Stoffdispersion in der
Maschinenbütte, vor dem Vertikalsichter und vor oder nach der Stofflaufpumpe vor
der Blattbildung.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung der modifizierten Stärke wird eine
ausgezeichnete Retention der Füllstoffe erreicht und eine Beeinträchtigung der
Festigkeitswerte trotz der Erhöhung des Füllstoff und damit des Aschegehaltes des
Papiers überraschenderweise vermieden. Insbesondere gilt dies beim Einsatz von
Stoffdispersionen, die Anteile von Altpapier oder Holzstoffen, wie Holzschliff und
thermomechanischem Stoff (TMP) enthalten oder daraus bestehen.
Es wurde auch festgestellt, daß durch die Verwendung der modifizierten Stärke die
Wirkung von optischen Aufhellern, die zur Verbesserung des Weißgrades dem
Papierstoff zugesetzt werden, nicht beeinträchtigt wird.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert:
A In einem beheizbaren Gefäß wurden 250 g einer wässrigen, 4,0gew.-%igen
Dispersion von nativer Kartoffelstärke, Produktbezeichnung C*Gel 30002, Fa.
Cerestar Holding B.V., unter Rühren mit 250 g einer 0,25gew.-%igen Lösung
eines wasserlöslichen kationischen Polymerisats gemischt und auf eine
Temperatur von 95 bis 100°C erhitzt. Die Mischung wurde 15 bis 20 Minuten
in diesem Temperaturbereich gehalten, danach abgekühlt und als
Retentionsmittel verwendet. Als wasserlösliche kationische Polymerisate
wurden Copolymerisate aus Trimethylammoniumpropylacrylamid-chlorid und
Acrylamid mit einem Anteil des quaternären Monomeren von 25 Gew.-%, 45
Gew.-% bzw. 70 Gew.-% eingesetzt.
B Eine 4,0gew.-%ige Stoffsuspension aus 60 Gew.-% Kiefer-Sulfat-Zellstoff mit
einem Mahlgrad von 30°SR und 40 Gew.-% Kreide, Produktbezeichnung
Hydrocarb® 65, Fa. Omya GmbH, wurde nach dem Verdünnen mit Wasser
auf einen Gehalt von 1 Gew.-% unter Rühren mit dem nach A hergestellten
Retentionsmittel versetzt, das in einer Menge von 2,125 Gew.-%, bezogen auf
den Trockengehalt der Stoffsuspension, zugesetzt wurde.
C Mit der nach B erhaltenen Stoffsuspension wurde im Labor nach dem Rapid-
Köthen-Verfahren gemäß DIN 54 358 mit dem Blattbildungsgerät Modell 20-12
MC der Fa. Haage Prüfblätter mit einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2
hergestellt. Die Blätter wurden getrocknet und über Nacht unter
Normalbedingungen bei 23°C und 50% rel. Luftfeuchtigkeit gelagert.
Nach dem Auswiegen der Papiere wurden Flächengewicht, Aschegehalt nach
DIN 54 373 und Berstdruck nach DIN 63 141 bestimmt.
Die Gesamtretention gibt das Verhältnis der zur Papierherstellung
eingesetzten trockenen Stoffmenge zu der im fertigen Papier verbliebenen
Stoffmenge wieder. Dies ist durch Auswiegen der jeweiligen Stoffmengen
bestimmbar.
Die Ascheretention gibt das Verhältnis der Aschegehaltes der zur
Papierherstellung eingesetzten (trockenen) Stoffmenge zu dem Aschegehalt
des fertigen Papiers wieder. Dies wird durch Bestimmung des jeweiligen
Aschegehaltes ermittelt.
Die Feinstoffretention gibt das Verhältnis von Feinstoffanteil der zur
Papierherstellung eingesetzten (trockenen) Stoffmenge zu dem Feinstoffanteil
des fertigen Papiers wieder.
Die entsprechenden Feinstoffanteile werden mit Hilfe eines Britt Dynamic
Drainage Jar wie folgt bestimmt:
Eine wässrige Papierstoff-Suspension mit 0,5 g trockenen Papierstoff, aus der
das Papier erzeugt wird, (StWG) wird auf ca. 1 Gew.-% mit Leitungswasser
verdünnt. Diese Suspension wird bei 750 UpM einige Sekunden gerührt,
danach unter Rühren entwässert. Der Rückstand wird erneut mit 500 ml
Wasser versetzt, gerührt und entwässert. Der Vorgang wird 4-5 mal
wiederholt, bis das Filtrat völlig klar ist, d. h. es können keine feinen Fasern
mehr ausgewaschen werden. Der Rückstand auf dem Sieb wird über einen
tarierten Filter gegeben und gravimetrisch bestimmt (Trocknung bei 110°C).
Berechnung des Feinanteils: Feinanteil = 100 - Grobanteil (%).
Der Grobanteil entspricht der Fasermenge, die auf dem Filter ist.
Die entsprechenden Werte aus den Beispielen 1 bis 3 sind in Tabelle 1 angegeben.
Die Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurden beibehalten, jedoch
wurden bei der Modifizierung der Stärkekomponente nach A als kationisches
Polymerisat ein Copolymerisat aus 10 Gew.-% Trimethylammoniumpropylacrylamid
chlorid und 90 Gew.-% Acrylamid eingesetzt. Ebenso wurden die in A der Beispiele 1
bis 3 genannten kationischen Polymerisate als solche als Retentionshilfsmittel bei
der Blattbildung getestet bzw. ein kationisches Copolymerisat aus
Trimethylammonium-ethyl-acrylsäureester-chlorid (70 Gew.-%) und Acrylamid als
solches (Vergleichsbeispiel 6*).
Die entsprechenden Werte sind in Tabelle 2 angegeben.
Entsprechend den Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurde eine
Stoffsuspension aus Kiefer-Sulfat-Zellstoff, Mahlgrad 380 SR und 40 Gew.-% Kreide,
Produktbezeichnung Omyacarb 5 GU, Fa. Omya GmbH, unter Verwendung von
Krefelder Leitungswasser (230 deutsche Härte) auf 1 Gew.-% verdünnt und unter
Rühren mit einem nach der Verfahrensweise A erhaltenen Retentionsmittel aus
nativer Stärke, mit der Bezeichnung C*Gel 30002, und einem kationischen
Copolymerisat aus 70 Gew.-% Trimethylammoniumpropylacrylamid-chlorid und 30
Gew.-% Acrylamid in einer Menge von 2,125 Gew.-%, bezogen auf den Trockengehalt
der Stoffsuspension, behandelt. Es wurden Blätter mit einem Flächengewicht von ca.
100 g/m2 gebildet, getrocknet und klimatisiert. Zum Vergleich wurde native Stärke
und das genannte kationische Polymerisat ohne Behandlung nach A
(Vergleichsbeispiel 7) eingesetzt. Die Gesamtretention sowie die Feinstoffretention
und die Ascheretention wurden bestimmt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 3
dargestellt:
Entsprechend den Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurden weitere
Versuche durchgeführt.
Hierzu wurden native Stärke (C*Gel 30002) (Beispiel 5) bzw. eine anionische Stärke,
Produktbezeichnung Retamyl® AP, Fa. AVEBE, (Beispiel 6) jeweils mit dem
kationischen Polymerisat gemäß Beispiel 4 in der in A angegebenen Weise
modifiziert. Aus einem Zellstoff, der zusätzlich 0,6 Gew.-% eines optischen Aufhellers
enthielt, wurden Prüfblätter mit einem Flächengewicht von ca. 80 g/cm2 hergestellt,
getrocknet und klimatisiert. Der Aschegehalt und die Gesamtretention wurden
bestimmt. Weiterhin wurde die Aufhellung durch Messung mit dem Elrepho 2000®,
Fa. Datacolor, gegenüber einer Papierprobe ohne Retentionsmittel bestimmt. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengefaßt:
Der Versuch zeigt, daß die Wirkung des optischen Aufhellers durch die
erfindungsgemäße Verfahrensweise nicht beeinträchtigt wird.
Eine LWC-Papier Stoffmischung aus 60 Gew.-% TMP und 25 Gew.-% Zellstoff wurde
unter Verwendung eines Retentionsmittels, das nach A der Beispiele 1 bis 3 aus
einer anionischen Stärke Retamyl® AP und dem in Beispiel 4 beschriebenen
kationischen Polymerisat hergestellt wurde und nach den Arbeitsweisen B und C zur
Herstellung von Prüfblättern verwendet, wobei die Menge des Retentionsmittels
2,125 Gew.-%, bezogen auf Trockenmasse, betrug.
In einem weiteren Versuch (Beispiel 8) wurden der Papierstoffdispersion vor der
Zugabe des Retentionsmittels 10 Gew.-% eines Kreidefüllstoffs, Produktbezeichnung
Hydrocarb 65, zugesetzt und durch Rühren homogen verteilt.
Die Prüfblätter wurden, wie in den vorherigen Beispielen angegeben, aufbereitet und
der Aschegehalt und der Berstdruck bestimmt. Die Ergebnisse der Bestimmung sind
in der Tabelle 5 zusammengefaßt:
Entsprechend den Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurde eine
Zellstoffdispersion zur Herstellung von Faltschachtelkarton-Decken mit einem
Retentionsmittel aus einer nativen Stärke (C*Gel 30002) (Beispiel 9) bzw. einer
kationischen Kartoffelstärke "K5" (Fa. Südstärke) (Beispiel 10) und dem im Beispiel 4
genannten kationischen Polymerisat Prüfblätter hergestellt und klimatisiert.
Die Versuche wurden anschließend unter Verwendung eines
Holzschliff/Ausschußstoffes zur Herstellung von Faltschachtel-Einlagen wiederholt
(Beispiele 11 und 12). Es wurden die Gesamtretention, die Feinstoffretention, der
Ascheretention und der Berstdruck ermittelt. Die Daten sind in der Tabelle 6
zusammengefaßt:
Entsprechend den Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurden Prüfblätter
hergestellt aus einem Holzschliff-Zellstoff-Stoffgemisch, das als Rohstoff für
SC-Papier (soft calander) verwendet wird, wobei das Stoffgemisch mit modifizierter
anionischer Maisstärke als Stärkekomponente (Beispiel 13), modifizierter nativer
Kartoffelstärke (Beispiel 14) bzw. modifizierter, kationischer Kartoffelstärke (Beispiel 15),
die jeweils mit dem kationischen Polymerisat aus Beispiel 4 gemäß der in A
angegebenen Weise umgesetzt wurden, als Retentionsmittel versetzt wurden.
Die Prüfblätter wurden in der in C angegebenen Weise hergestellt, getrocknet und
klimatisiert. Danach wurden der Aschegehalt, der Berstdruck und die
Gesamtretention bestimmt. Die Daten sind in Tabelle 7 dargestellt:
Entsprechend den Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurde native
Stärke (C*Gel 30002), ein anionisches Getreidepolymer, Produktbezeichnung MA
10.1.05.01 (Beispiel 17) bzw. ein kationisches Getreidepolymer, Produktbezeichnung
MK 10.1.05.01 (Beispiel 18) (beide Fa. Ceresan GmbH) jeweils modifiziert mit dem
kationischen Copolymerisat gemäß Beispiel 4 und mit einer Standard-
Altpapierdispersion aus unbedrucktem Zeitungspapier Prüfblätter mit einem
Flächengewicht von ca. 100 g/m2 erstellt. Die Menge der Retentionsmittel betrug
2,125 Gew.-%, bezogen auf die Trockensubstanz des Papierstoffes. Es wurde der
Aschegehalt und der Berstdruck ermittelt. Die Daten sind in Tabelle 8 angegeben:
Entsprechend den Arbeitsweisen A, B und C der Beispiele 1 bis 3 wurde native
Stärke mit dem kationischen Polymer aus Beispiel 4 unter Zusatz von
unterschiedlichen Mengen Bentonit bzw. unter Zusatz von Talkum modifiziert und
Prüfblätter aus Standard Altpapier-Stoff mit einem Flächengewicht von ca. 100 g/m2
hergestellt. Die mineralische Komponente wurde der Stärkedispersion nach dem
Zufügen des Copolymerisates und von dem Erhitzen gemäß A zugesetzt. Das
Verhältnis der Stärkekomponente zum Anteil des mineralischen Zusatzes betrug
9,7 : 0,3 bis 9,0 : 1,0. Der Anteil der Stärke betrug 2,0 Gew.-%. Der Anteil des
Copolymerisats betrug 0,125 Gew.-%. Es wurden, wie in C beschrieben, Prüfblätter
hergestellt. Ascheretention, Gesamtretention, Berstdruck wurden ermittelt. Die Daten
sind in der Tabelle 9 zusammengefaßt:
Claims (14)
1. Verwendung von modifizierter Stärke, die durch Aufschluß von Stärke,
Stärkederivaten und/oder deren Abbauprodukten in wässriger Lösung in
Gegenwart wenigstens eines kationischen Polymerisats, aufgebaut aus
mindestens 20 Gew.-% von polymerisierten Di
alkylaminoalkyl(meth)acrylsäureamid-Einheiten, erhalten wurde, als
Retentionsmittel für Pigmente, anorganische Füllstoffe und Feinstoffen bei der
Papiererzeugung.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Dialkylaminoalkyl(meth)acrylsäureamid-Einheiten die protonierten oder
quaternierten Di-C1-C2-alkylamino C2-C6-alkyl(meth)acrylamid-,
Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid- oder Tetramethylaminopropyl-
(meth)acrylamid-Einheiten vorliegen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
kationischen Polymerisate weitere polymerisierte Einheiten von
wasserlöslichen, α,β-ungesättigten Amiden, N-Vinyl-amiden, N-Hydroxyalkyl
amiden, die ggf. partiell oder vollständig verethert sind, N-Vinylpyrrolidon
und/oder Dialkyldimethylammoniumchlorid aufweisen.
4. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sich die Amid-Einheiten von Acrylamid oder
Methacrylamid ableiten.
5. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die kationischen Polymerisate bis zu 10 Gew.-%
Einheiten von α,β-ungesättigten, in Wasser schwer löslichen oder unlöslichen
Monomeren aufweisen.
6. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das kationische Polymerisat ein Molekulargewicht MG
(g/mol) von 0,1 bis 20 Mio. hat.
7. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß als Stärke native Stärke, vorzugsweise Kartoffelstärke,
Getreidemehl, Weizenstärke, Maisstärke, Reisstärke, Erbsenstärke und/oder
deren Mischungen, anionische Stärke oder kationische N-haltige Stärkeether
verwendet werden.
8. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Retentionsmittel der Papierstoffsuspension vor der
Blattbildung zugegeben wird.
9. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Retentionsmittel in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Papierstoffmasse, verwendet
wird.
10. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aufschluß der Stärke in Gegenwart von Bentonit
oder Talkum erfolgt ist.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gewichtsverhältnis von Stärkekomponente zu Bentonit oder Talkum im
Bereich von 9,7 : 0,3 bis 9,0 : 1 liegt.
12. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Stärkekomponente zu
kationischen Polymeren im Bereich von 4 : 1 bis 25 : 1, vorzugsweise im Bereich
von 10 : 1 bis 25 : 1, besonders bevorzugt 14 : 1 bis 20 : 1, liegt.
13. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aufschluß der Stärkekomponente bei Temperaturen
von 70 bis 150°C, vorzugsweise von 90 bis 100°C, erfolgt.
14. Verwendung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Papierherstellung Altpapier eingesetzt wird.
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