DE3001242C2 - Verfahren zur Behandlung von Papiermasse - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von PapiermasseInfo
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- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/02—Polyamines
- C08G73/0206—Polyalkylene(poly)amines
- C08G73/0213—Preparatory process
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- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
- D21H17/56—Polyamines; Polyimines; Polyester-imides
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Behandlung von Papiermassc.
Die Papiermasse ist ein Halbprodukt bei der Herstellung
verschiedener Arten von geleimtem und ungeleimlem Papier, beispielsweise von Druck- und Hochdruckpapier.
Die Papiermasse behandelt man in der Regel mit verschiedenen Polyelekirolytcn. Dies ist bedingt durch
eine Reihe von Problemen, verbunden mit der Intensivierung des Prozesses der Papierherstellung, mit der Senkung
der Bildung von schädlichem Harz und Schleim In
den technologischen Linien. Außerdem macht es die Behandlung der Papiermassc mit Polyclekirolyten möglich,
die Qualität des hergestellten Papiers zu verbessern,
beispielsweise den Weißgrad des Papiers zu erhöhen und seine mechanischen Kennwerte zu verbessern.
Cs sind Verfahren zur Behandlung v<»n Papiermassc
vor deren Formen bekannt. Sie bestehen In der Zugabe zur Papiermasse verschiedener Polyelektrolyte, darunter
von Polyüthylenlmin und seiner Modlflkate mit Harnstoff,
isozyanaten, Akrylamid (US-PS 30 16 325, 31 84 373, 32 48 280, 36 42 572. DE-PS 12 25 862.
19 30 213; IR-PS 15 53 208, UdSSR-Urheberschein 4 88 832).
Die Behandlung der Paplerniasse mit Polyilthylenlmln
führt man Im wesentlichen bei neutralen und alkalischen
,oll-Werten des Mediums der Papiermasse durch. Dabei kommt es zu einer Vergilbung des Papiers.
Die genannten modifizierten Polyiithylenlmlne sind
«irksam in sauern Medien und bewirken keine Vergilbung
des Papier.«-. Sie senken jedoch den Effekt der Aufhellung
der Paplerniasse bei der Anwendung optischer
Aulheller, das heißt, sie Inhibieren die Wirkung der optischen Aullieller. Dabei wandelt sich durch die Modifizierung
des Polyüthylenlmlns mit Harnstoff und Isozyanaicn ein Teil der Amingruppen in Amidgruppen um, was
zu einem ungenügenden Entwilsserungsgrad der Paplerniasse und zu einer Senkung des Zurückhaltegrades der
1-"UlMoITe führt.
Außerdem ist die Modifizierung des Polyilihylenlmins
mit llarnsloll oder Isozyanaien ein technologisch komplizierter
mehrstufiger Prozeß
Γλ ist ein Verlahren zur Behandlung von Paplerniasse
mit Polyälhylenimin. modifiziert mit Akrylanild.
bekannt (UdSSR-Urheberschein 4 87 144).
Die organische Synthese dieses Produktes ist sehr einfach und erfordert keine komplizierte apparative Gestaltung.
Ihre Wirksamkeit kommt in breiteren Bereichen des pH-Wertes des Mediums der Papiermasse im Vergleich
zu den obengenannten modifizierten PolyUthylenimlnen
zum Ausdruck.
Außerdem erhöht das modifizierte Polyäthylenimin,
das einen hohen Gehalt an Äthylenarnino-ß-äthylamidglledern
(50 bis 10%) aufweist, den Effekt der optischen Aufhellung der Papiermasse In Gegenwart von Aulhellern.
Jedoch macht es das genannte Verfahren zur Behandlung von Paplermasse nichi möglich. Im Komplex alle
Forderungen, die bei der Papierherstellung gestellt werden, zu erfüllen. Zu den Nachteilen dieses Verfahrens
zählen:
1. Ungenügender Entwässerungsgrad der Paplermasse in einem breiten Bereich des pH-Wertes ihres Mediums;
2. Ungenügender Grad der Zurückhaltung der Füllstoffe in einem breiten Bereich des pH-Wertes der
Papiermasse;
3. Unmöglichkeit, einen hohen Wclßgrad des Papiers zu erreichen, das heißt, die Inhibierung der Wirkung
der optischen Aufheller auszuschalten;
4. das genannte Produkt bewirkt nicht eine Senkung des biologischen Bewachsens und der Schleimblldung
in den technologischen Linien.
Zweck der vorliegenden Erfindung Ist es, die genannten
Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt. In
einem Verfahren zur Behandlung von Papiermassc durch Zugabe eines Polyelcktrolyten so einen Polyelcktrolyten
zu wählen, welcher einen hohen Grad der Entwässerung
der Pap!:rmasse und der Zurückhaltung der Füllstoffe in einem breiten Bereich des pH-Wertes des Mediums der
Papiermassc einen hohen Weißgrad des Papiers und eine Senkung des biologischen Bewachsens und der Schleimbildung
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Verlahren
zur Behandlung von Papiermasse durch Zugabe eines Polyelektrolyten, der ein modifiziertes Polyäthylenimin
darstellt, vorgeschlagen wird. In dem man erfindungsgemäß
Polyäthylenimin. modifiziert mit Akrylamid und Akrylsäure als modifiziertes Polyäthylenimin verwendet,
wobei der Gehalt des modifizierten Polyäthylenimins an Äthylenamlno-/(-amldglledern 10 bis 50 Mol-'>n und der
an Äthylenamlno-/i-proplonatglledern 10 bis 50 Mol-%,
bezogen auf die Gesamtzahl der Elemcntarglleder des Polyäthylenimins, beträgt.
Als modifiziertes Polyäthylenimin verwendet man vorzugsweise ein auch mit Guanidin modifiziertes Polyäthylenimin
mit einem Gehalt an Guanldinglledem von 10 bis 50 Mol-'*., bezogen auf die Gesamtzahl der Elementarglieder
des Polyäthylenimins.
Die mit Akrylamid, Akrylsäure und auch Guanidin
modifizierten Polyäthylenlmine sind universelle MlUd bei der Papierherstellung. Jedes der modifizierenden Mittel
erteilt dem Endprodukt bestimmte Eigenschaften. So führt die Modifizierung des Polyäthylenimins mit Akrylamid
zu einer Erhöhung des Entwässerungsgrades der Piipicimasse und des Grades tier Zurückhaltung der Rillstiille
bei einem breiteren Bereich des pH-Wertes des Mediums der Papiermassc
Die Modifizierung des Polyäthylenimins mit Akrylsiiure
erteilt diesem die Eigenschaft eines Polyampholyten, wodurch es möglich wird, die Behandlung der
Papiermasse praktisch bei beliebigen pH-Werten des Mediums derselben durchzuführen. Dabei kommt es zu
einer bedeutenden Verbesserung der mechanischen Kennwerte des Papiers und es gelingt, was besonders
wichtig ist, einen hohen Weißgrad des Papiers in Gegenwart
optischer Aufheller zu erreichen. Die Modifizierung des Polyäthylenlmlns mit Guanidin neben Akrylamld
und Akrylsäure erteilt dem Endprodukt eine hohe antibakterielle und fungizide Aktivität.
Somit erzeugt nur eine Kombination der obengenannten Modifizierungsmittel, genommen In bestimmten
mengenmäßigen Verhältnissen, Bedingungen für die Herstellung universeller Produkte.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von Papiermasse macht es möglich, den Prozeß der Papierherstellung
durch die Beschleunigung des Prozesses der Entwässerung der Papiermasse zu intensivieren Dabei
steigt der Grad der Zurückhaltung der mineralischen Füllstoffe und des Fasermehlsioffes. wodurch die Klärung
des Umlaulwassers verbessert wird. Außerdem wird
die Qualität des Papiers durch die Erhöhung des Weißgrades und der mechanischen Kennwerte desselben besser.
Die Verwendung von mit Akrylamld, Akrylsäure sowie Guanidin modifiziertem Polyäthylenimln für die
Behandlung der Paplerniasse macht es möglich, das Wachstum der Mikroorganismen In den technologischen
Linien zu senken, was eine Erhöhung der Produktivität der Papierherstellung und eine Verbesserung der Qualität
des Papiers zur Folge hat.
Das Verfahren zur Behandlung von Paplcrmasse mit modifiziertem Polyälhylenimin Ist einfach in technologischer
Ausführung und wird vorzugsweise wie folgt
durchgeführt.
Der Paplcrmasse, welche gemahlenes laseriges Halbprodukt,
einen Füllstoff und In einer Reihe von Fällen einen optischen Aulliellcr, ein Leimmittel und einen
Koagulator enthält, gibt man vor dem Formen ein modifiziertes Polyäiliylenlmin in einer Menge von 0,03 bis
0,1%, bezogen auf das Gewicht des absolut trockenen faserigen Halbproduktes, zu. Die Wirkung des Polyelcktrolyten
tritt praktisch bei beliebigen pH-Werten des Mediums der Papiermasse In Erscheinung.
Als faseriges Halbprodukt kommen eine beliebige Zellulose. Holzmehl und Altpapier in Frage.
Als Füllstoff verwendet man Kaolin, Kreide, Permanentweiß,
Titandioxyd.
Als Leimmitlei verwendet man Naturlelmmlttel und synthe'lsche polymere Materialien.
Die Bestimmung des Entwässerungsvermögens des modifizierten Polyäthylenlmlns erfolgt auf dem Shopper-Rlgler-Apparat.
Das Formen der Papierbahn erfolgt auf dem Rapld-Köthen-Blattbildner.
Das mit Akrylamld und Akrylsäure modifizierte Polyäthylenimln,
das In dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, wird wie folgt hergestellt.
Einer wilsserlgen Lösung von Polyäthylenimln mit einer Konzentration von 10 bis 15% gibt man die berechnete
Menge des kristallinen Akrylamlds zu. Der Prozeß der Anlagerung des Akrylamids verläuft unter großer
Wärmeentwicklung und die Temperatur des Reaktionsgemische
steigt um 30 bis 40 C. Nach der Beendigung
der exothermen Periode durchwärmt man die Reaktionslösung weitere 2 bis 3 Stunden bei einer Temperatur von
80 bis 100 C zur Vervollständigung der Modifikation. Das gebildete modifizierte Polyiithylenlmln wird aus dem
Reakllonsgeniisch nicht abgetrennt. Zum Vermelden
einer Strukturierung bei der Lagerung wird es mit einer
Mineralsäure zu 50 Mol-%, bezogen auf Amingruppierungen
neutralisiert. Dann gibt man diesem Gemisch die berechnete Menge der Akrylsäure zu und häU das Reaktionsgemisch
weitere 8 bis 10 Stunden bei einer Temperatur von 70 bis 80° C.
Die Herstellung von Polyäthylenimin, modifiziert mit
Akrylamld, Akrylsäure und Guanidin, erfolgt durch Zugabe einer wässerigen Lösung von Polyäthylenimln
mit einer Konzentration von 10 bis 1596 der berechneten Menge des salzsauren Guanidins. Die Lösung wird bis
zum Sieden erhitzt. Die Beendigung der Reaktion bestimmt man nach der Beendigung der Entwicklung
von Ammoniak, der sich im Prozeß der Reaktion des Polyäthylenlmins mit Guanidin bildet. Welter wird die
Reaktion analog dem oben beschriebenen durchgeführt.
Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele angeführt.
Einer Papiermasse, die aus einer wässerigen Suspension von auf 40'SR gemahlenen Zellulosefasern, Kaolin,
Kolophoniumleim, Aluminiumsulfat, optischem Aufheller In einer Menge von 0,1%, bezogen auf das Gewicht
der absolut trockenen Zellulosefasern besteht und deren pH-Wert 6,0 beträgt, gibt man ein modifiziertes Polyäthylenimin
In einer Menge von 0,07%, bezogen auf das Gewicht der absolut trockenen Zellulcsefasern, zu. Das
modifizier! e Polyäthylenimin enthält 50 Mol-% Äthylenamlno-/?-amldglleder
und lOMol-% Äthylamlno-Zi-propionatglleder,
bezogen auf die Gesamtzahl der Elementarglieder des Polyäihylenimtns. Das ganze wird 15 Sekunden
verrührt. Die Entwässerung der genannten Papiermasse dauert 45 Sekunden. Die Eigenschaften der aus
dieser Papiermasse erhaltenen Papierbahn sind In der Tabelle angeführt.
Kontrolle 1
Die Dauer der Entwässerung der genannten Papiermasse ohne Gehalt an optischem Autheller und an PoIyelektrolyten
beträgt 97 Sekunden. Die Eigenschaften der aus einer solchen Papiermasse erhaltenen Papierbahn
sind In der Tabelle angeführt.
Kontrolle 2
Aus der Paplermassc des Beispiels 1 ohne Gehalt an Polyelektrolyten formt man eine Papierbahn Die Eigenschaften
der Papierbahn sind In der Tabelle angeführt.
Kontrolle 3
Der Papierniasse des Beispiels 1 gibt man als Polyelektrolyt
ein modifiziertes Polyiithylenimin. welches 50 Mol-% Äthylenamlno-Zi-äthylamidglieder. bezogen auf
die Gesamtzahl der Elementarglieder des Polyüihylcnimlns,
enthält. In einer Menge von 0.03".,. bezogen auf das Gewicht der absolut trockenen Fasern, ?u. Die Entwässerungszeit
dieser Papiermasse betrügt 56 Sekunden. Die Eigenschaften der aus dieser Papiermasse erhaltenen
Papierbahn sind In der Tabelle angeführt.
Einer Papiermasse, die aus einer wässerigen Suspension
von auf 40" SR gemahlenen Zellulosefasern. Permanentwclß, Kolophoniumleim. A ummi'jmsul'j'.. da»
einen ρ 11 - W e rl des Mediums der Papierni -i-ie von 4.5
erzeugt, besteht, gibt man ein mod fixiertes Poi>:Hhylcn-ImIn
In einer Menge von 0.071V. bezogen aul das Gewicht
der absolut trockenen Zelluloselasern. /u. Das modifizierte
Polyäthylenimln enthält 25 Mol-% Aihylenamlno-
/?-amidglieder und 25 Mol-% Äthylenamino-Zipropionatglieder,
bezogen auf die Gesamtzahl der Elementarglieder des Polyäthylenimins. Die erhaltene Papiermasse
rührt man 15 Sekunden und filtriert dann auf dem Shopper-Rlgler-Apparat.
Die Entwässerungszeit dieser P^ipiermasse beträgt 47
Sekunden.
Die Eigenschaften der aus dieser Papiermasse erhaltenen Papierbahn sind in der Tabelle angerührt.
!I)
Dei Papiermasse des Beispiels 1 gibt man bei einem pH-Wert des Mediums von 4,5 0.070D. bezogen auf das
Gewicht der t.bsolut trockenen Fasern, eines modifizierten
Polyälhylenimins zu, welches 10 MoI-% Äthylen- '5
amino-/ü-amidg!leder und 50 Mol-% Äthylenamino-Zi-propionatglieder
enthält.
Die Dauer der Entwässerung der genannten Papiermasse beträgt 48 Sekunden.
Die Eigenschaften der aus einer solcher Papiermasse "" erhaltenen Papierbahn sind in der Tabelle angeführt.
Der Papiermasse des Beispiels 1 gibt man bei einem ■>-,
pH-Wen des Mediums von 4.5 0.(F V bezogen auf das
Gewicht der absolut trockenen Fasern, eines modifizierten Polyäthylenimins zu. welches 10 Mol-% Athylenamino-Zi-amidglieder,
40Mol-% Äthylenamino-Zi-propionatglieder
und 10 MoI-1V. Guanidinglieder enthält. Die it)
Dauer der Entwässerung der genannten Pap'ermasse beträgt 39 Sekunden. Die Eigenschaften der aus dieser
Papiermasse erhaltenen Papierbahn sind in der Tabelle angeführt.
Einer PHpiermasse, welche aus einem Gemisch einer wässerigen Suspension von auf 40 SR gemahlenen Zelluloselasern
sowie Kreide besteht, gibt man bei einem pH-Wert des Mediums von 7,5 ein modifiziertes Polyäthy- ή>
lenimin In einer Menge von 0.1"... bezogen auf das
Gewicht der absolut trockenen Zellulosefasern, zu. Das modifizierte Polyäthylenimin enthalt 10 Mol-".. Äthylenamino-/i-amidglieder.
25 Mol-λ, Äthylenamino-Zi-propionatglieder
und 50 Mol-".. Guanidinglieder. Die erhaltene Masse rührt man 15 Sekunden und filtriert auf dem
Shopper-Rigler-Apparat.
Die Dauer der Entwässerung dieser Masse betragt 35 Sekunden. Die Eigenschaften der aus einer solchen
Papiermasse erhaltenen Papierbahn sind in der Tabelle angeführt.
Polyäthylenimin, modifiziert mU Akrylamid, Akrylsäure
und Guanidin, ist ein wirksames Entwüsserungs- und Rückhaltemittel unc1 hemmt gleichzeitig die Entwicklung
einiger schleimbildender Mikroorganismen, deren Absterben bei Anwesenheit des Mlttels-bis zu 7Os
beträgt.
| Beispiele | Grad der Zurückhaltung des Füllstoffes. |
Weißgrad, | Reißlange, m |
| Beispiel 1 | 72 | 97,3 | 3780 |
| Kontrolle 1 | 47 | 80.0 | 3500 |
| Kontrolle 2 | 47 | 99,0 | 3500 |
| Kontrolle 3 | 60 | 94,0 | 3550 |
| Beispiel 2 | 73 | 90.0 | 3840 |
| Beispiel 3 | 75 | 98,0 | 4100 |
| Beispiel 4 | 78 | 99,4 | 3800 |
| Beispiel 5 | 93,0 | 4470 |
Aus den in den Beispielen angeführten Ergebnissen sowie aus den Angaben der Tabelle geht hervor, daß das
erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von Papiermasse gegenüber dem bekannten (Kontrolle 3) es
möglich macht, den Entwässerungsgrad um 10 bis 20°n,
den Grad der Zurückhaltung des Füllstoffes im Papier um 12 bis 30v den Weißgrad des Papiers um 5% zu
erhöhen und die mechanische Festigkeit des Papiers zu verbessern.
Claims (2)
1. Verfahren zur Behandlung von Papiermasse durch Zugabe eine^ Polyelektrolyten. der ein modifiziertes
Polyüihylenimin darstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß man Polyälhylenimin, modifiziert mit Akrylamid und Akrylsiiure als modifiziertes
Polyälhylenimin verwendet, wobei der Gehalt des modifizierten Polyäthylenimins an /\ihylenamino-/iamidgliedern
10 bis 50 Mol-"c. und der an Äthylenamino-ß-propionatgliedern
10 bis 5OMoI-1O, bezogen
auf die Gesamtzahl der Elementargliedcr des Polyäthylenimins.
betragt.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man ein auch mit Guanidin modifiziertes
Polyüihylenimin mit einem Gehall an Guanidingliedern von 10 bis 50MoI-"... bezogen auf die
Gesamtzahl der Elementarglieder des Polyäthylenimins als modifiziertes Polyälhylenimin verwendet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803001242 DE3001242C2 (de) | 1980-01-15 | 1980-01-15 | Verfahren zur Behandlung von Papiermasse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803001242 DE3001242C2 (de) | 1980-01-15 | 1980-01-15 | Verfahren zur Behandlung von Papiermasse |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3001242A1 DE3001242A1 (de) | 1981-07-23 |
| DE3001242C2 true DE3001242C2 (de) | 1984-04-12 |
Family
ID=6092083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803001242 Expired DE3001242C2 (de) | 1980-01-15 | 1980-01-15 | Verfahren zur Behandlung von Papiermasse |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3001242C2 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2677681A (en) * | 1951-10-06 | 1954-05-04 | Allied Colloids Mfg Company Lt | Derivatives of ethylene imine |
| DE1225862B (de) * | 1964-08-21 | 1966-09-29 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von wasserloeslichen Polymerisationsprodukten aus am Stickstoffatom unsubstituierten 1,2-Alkyleniminen |
-
1980
- 1980-01-15 DE DE19803001242 patent/DE3001242C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3001242A1 (de) | 1981-07-23 |
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