DE2242092C2 - Hilfsmittel zur Bekämpfung der Harzschwierigkeiten in der Papierindustrie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hilfsmittel auf Basis von alkalischen Orthophosphates Ortho- und Metasilikaten sowie Fluoriden und Fluorosilikaten, die mit Vorteilen bei der Bekämpfung von Harzschwierigkeiten ir^ der Papierindustrie angewandt werden können.

Für diese Zwecke sind in der Papierindustrie viele Hilfsmittel vorgeschlagen und angewandt worden. Zu den wichtigsten Typen gehören:

a) Komplexbildner, die die mehrwertigen Kationen wie Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺ usw. in löslicher Form binden; die meistgebrauchten Verbindungen dieser Kategorie sind EDTA, DTPA und die Polyphosphate,

b) Dispergiermittel, die die Harzpartikeln in wäßrigen Suspensionen gut benetzen und dispergieren, wie z. B. organische sulfonierte Verbindungen, deren Kondensationsprodukte mit Formaldehyd, Kombinationen von sulfonierten Produkten mit Polyaminocarboxylsäuren usw.,

c) Fiockungs- und Fixiermittel, die die elektrokinetische Ladung von Fasern und Harzpartikeln beeinflussen, wie z. B. Aluminiumsulfat, Natrium- ⁵" aluminat, kationaktive Polymere auf Polyamidoder Polyäthyleniminbasis, quaternäre Amine

u. v. a.,

d) Stoffe mit hohem Adsorptionsvermögen, wie z. B. Talk, Asbest, Diatomenerde, Kaolin oder Bentonit, ^5S die die Harzpartikeln in feindispergierter Form adsorbieren und deren Agglomeration verhindern.

In der Papierfabrik ist man bestrebt, die Oberfläche der Harzteilchen mit einef positiven Ladung zu versehen, die sich dann an die negativ geladenen Fasern binden. Die positive Aufladung der Harzpartikeln kann durch Zusatz von Aluminiumionen in Form von schwefelsaurer Tonerde vorgenommen werden. Bei geschlossenen Wasserkreisläufen sinkt dadurch jedoch der pH-Wert des Rückwassers ständig ab. Um diesen Mangel zu vermeiden, setzt man daher dem Stoff Natronlauge, Natriumaluminat, Wasserglas oder eine andere alkalische Substanz in Mengen von etwa 0,05 bis 0,3% unter Rühren zu. Durch rasches Absäuern auf pH 5 bis 6 wird die feinteilige Ausfällung der Harzpartikeln bewirkt, die dann durch die zum Absäuern verwendete schwefelsaure Tonerde auf den Fasern fixiert werden.

Trotz allem führen diese bekannten Hilfsmittel nicht immer zur einwandfreien Behebung von Harzschwierigkeiten, die darin bestehen, daß

a) die in faserigen Rohstoffen für die Papierherstellung, wie Zellstoff und Holzschliff, vorhandenen Harze bzw. die überschüssigen, nicht auf den Fasern fixierten Harzleimreste zu größeren Agglomeraten koagulieren und die Wände der Behälter und der Rohrleitungen, das Innere von maschinellen Einrichtungen, weiter die Siebe, Filze, Preßwalzen sowie Trockenzylinder belegen und das Kleben der Papierbahn auf dem Sieb, in den Pressen bzw. in der Trockenpartie verursachen,

b) größere abgelagerte Agglomerate von Harzausscheidungen sich lösen und dunkelgefärbte Flecken und Löcher in der Papierbahn verursachen.

Die Gründe, warum die heute angewandten Hilfsmittel manchmal versagen, liegen darin, daß

a) die Harzschwierigkeiten sehr oft durch Bitumen-, Wachs- und Schleimschwierigkeiten begleitet werden, d. h., in den Harzablagerungen findet man neben Harzen auch Bitumen, Wachs und Schleim, sowie sehr feine Faser- und Kaolinfraktionen,

b) die Hilfsmittel haben eine hohe spezifische Wirkung iiir einen bestimmten Fall, dabei aber einen schmalen Wirkungsbereich,

c) die Hilfsmittel haben zwar eine hohe spezifische Wirkung, die aber bei Schwankungen der Technologie wesentlich nachläßt.

Zu den wichtigen Nachteilen zählen bei
Komplexbildnern:

die Instabilität der Komplexe bei Temperatur- und pH-Schwankungen,

Dispergiermitteln:

die Neigung der Suspensionen zur Schaumbildung, was sekundär die Harzschwierigkeiten sogar hervorrufen kann,

Fixier- und Flockungsmitteln:

der negative Einfluß auf die Festigkeiten des Papiers.

Die silikathaltigen Stoffe mit hohem Adsorptionsvermögen gehören heute zu den ältesten und zuverlässigsten Mitteln zur Behebung von Harzschwierigkeiten. Alle bisher bekannten Hilfsmittel haben einen gemeinsamen Nachteil, der darin liegt, daß diese Hilfsmittel keine biocide Wirkung besitzen und die Schleimschwierigkeiten, die oft gemeinsam mit Harzschwierigkeiten auftreten, nicht beheben können.

Es wurde nun gefunden, daß brauchbare und sehr wirksame Hilfsmittel zur Bekämpfung von Harz* Schwierigkeiten in der Papierindustrie solche Mischungen sind, die aus alkalischen Alkaliorthophosphate^ Alkaliortho- und Metasilikaten sowie Alkalifluoriden und/oder -fluorosilikaten in Form von Pulvern oder wäßrigen Lösungen bestehen.

Die alkalischen Orthophosphate wirken auf Grund ihres hohen Dispergiervermögens, die Meta- und/oder

OrthosHikate auf Grund ihres hohen Disperser- und Die Menge der einzelnen Komponenten wird je-

Adsorptionsvermögens und die Fluoride und/oder weils variiert, um die beste Wirkung bei eotsprechen-

Fluorosiükate wegen guten Disperser- und Korn- dem Anwendungszweck zu erreichen. Bei der Herstel-

plexiervermögens und gleichzeitiger biocider Wirkung. Jung von porösen, saugfähigen Papieren (z. B. Hygiene-Diese Kombinationen, die mau durch einfaches Mi- 5 papieren) liegt die Menge an Orthopbosphat in der

sehen der einzelnen Komponenten im festen Zustand Mischung hoch und beträgt mindestens 50% der Mi-

oder in wäßrigen Lösungen herstellen kann, beseitigen schung. Bei der Herstellung von festen und steifen

bei der praktischen Anwendung die Harzschwierig- Papieren wird dagegen ein Hilfsmittel nrit hohem

keiten dadurch, daß sie Silikatanteil eingesetzt, wobei der Silik-tantefl mindeo> ^i. η,»ι,Γ,,,^;™_η y„₍: j· j· η·υ ίο stens 50% beträgt. Wenn die Harzschwierigkeiten von

^} SlSnH⁸IS h' I'^{5 B},¥^{Unß V}°ⁿ starken Schleimschwierigkeiten begleiten stad, werden

FnZ vf nSßfif tovornifen können, m Hilfsmittel mit erböhtemFluorid- bzw. Fluorosflikat-

Form von unlöslichen einfachen und/oder korn- _{G h lt verwendet}

plexen Verbmdungen praktisch quantitativ ans- ^gendT^ide soUen die Erfindung erläutern,

b) den pH-Wert der Stoffsuspensionen mäßig erbö- ^{1J ohne sie m beschränken:}

hen und die Suspensionen puffern, wobei das Beispiel 1

Zeta-Poteritial von Fasern, Harzen, Bitumen usw. _{g5 Gew}i_chtstei]e Natriumorthonhoeptat wurden

m negativen Bere.ch erhöht w.rd, was weiter die _mft ,<, _Gewichtsteilen Natriumorthosilikat und 5 Tei-

um« mTff"!^ P* ^Harzes·**? ^ntue" ^B" »- len Natriumfluorid zur Homogenität vermischt. Die

r\ Sj ι " ^Un-n ™ c^P1p_f ^r e^ewahrleistet·, . Mischung wurde in Pulverform in Dosiermengen von

^C) £'S^d-^{rolysc m} -ΓΐΎ ⁿ S¹⁰^⁵¹¹⁵P⁶"⁵¹⁰"⁶" ^aktlve 0,25 %, bezogen auf atro Stoff, zum Pulper bei Herstel-

Kieselsaure mit hohem Adsorptionsvermögen ,„„/■„„ Toilettenkreppapier zudosiert. Harzschwie-

abspalten, ehe die Verteilung von Harz und _{rf k}°_{eiten traten nicht} ^_f ^H _{Auch bei} Anwendung von

Ηϊ t ™f^{n nO}h ^Vav I; n. _fc , ^- c u, ■ « ungebleichtem Sulfitzellstoff, der bei dieser Herstellung

d) bei entsprechend hohem Fluorgehalt die Schle.m- _oft ^B _{zu H}arzschwierigkeiten führt, wurden diese durch

bildung unterbinden. _{dje Dosjerung des} ft_ilfsmittei_{s res}tlos beseiügt.

Als Rohstoffe verwendet man mit Vorteil die Na- Beispiel 2

triumsalze der obenerwähnten Verbindungen; man _{75 Gew}ichtsteile Natriummetasiiikat · 5 Hydrat

kann auch Kaliumsalze verwenden was aber keine _{rf mjt 20 Tej]en} Natriumorthophosphat und

technischen und wirtschafthchen Vorteile mit sich _{5 Gewi}chtsteilen Natriumfluorosilikat vermischt und

tyI'a u XA- u ■ c -v -. _J · „ in Dosiermengen von 0,4% bei Herstellung von WeI-

Die durch Mischen im fest..η Zustand oder in waß- _lenpapieren ^_{ie oben} angewandt. Der Zusatz des

rigen Losungen vorbereiteten Mischungen werden Hilfsmittels führte zur Behebung der Harz- und Bitu-

mogl.chst am Anfang der Produktion dem Stoff zudo- _menschwierigkeiten, wobei der CMT-Wert des Papiers

wert. Die geeignetsten Dosierstellen sind entweder _aneehoben wurde

der Stoffauflöser oder die nächste Vorratsbütte. Die ^an8^en0Den ™^αΐ-

Dosiermengen richten sich nach Intensität der auftre- Beispiel 3

tenden Schwierigkeiten und liegen meistens zwischen _{50 Gewichtstei}i_e Natriumorthosilikat, 25 Gewichts-

rZS'V^o'^°i^en _t ^au!^atTOi^t0ii: ■ w teile Natriumorthophosphat und 25 Teile Natrium-

Das Hilfsmittel besteht aus Mischungen im Ver- fi_uorosii_ikat w^den wie oben vermischt und in Men-

^s gen von 0,3 %, bezogen auf atro Stoff, bei Herstellung

5 bis 95 % Alkaliorthophosphat, von Zeitungsdruck- und/oder Schreibpapier verwen-

5 bis 95% Alkaliortho- und/oder Metasilikat 45 det. Die Zugabe des Hilfsmittels beseitigte alle Harz-

1 bis 30% Alkalifluorid und/oder Fiuorosiiikat. und Schleimschwierigkeiten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hilfsmittel zur Bekämpfung von Harzschwierigkeiten in der Papierindustrie, dadurch gekennzeichnet,daß sie aus Alkaliorthophosphaten, Alkaliortho- und/oder Metasilikaten sowie Alkalifluoriden und/oder Alkalifluorosilikaten in Form von Pulvern oder wäßrigen Lösungen bestehen.

2. Hilfsmittel nach Ansprach I, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Mischungen von

bis 95% Alkaliorthophospbat,

bis 95% Alkaüortho- und/oder -metasilikat und bis 30% Alkalifluorid und/oder -fluorosilikat bestehen.

3. Hilfsmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalisalze Natriumsalze sind.

4. Verwendung der Hilfsmittel nach Anspruch bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmittel in einer Menge von 0,1 bis 0,5%, bezogen auf atro Stoff, eingesetzt werden.