DE4311600A1 - Verfahren zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunreinigungen aus Papierstoff-Suspensionen - Google Patents
Verfahren zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunreinigungen aus Papierstoff-SuspensionenInfo
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- D21H21/02—Agents for preventing deposition on the paper mill equipment, e.g. pitch or slime control
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle des
Absetzens klebender Verunreinigungen aus Papierstoffsuspen
sionen bei der Papierherstellung.
Bereits bei der Erfindung des Papiers im 2. Jahrhundert
spielte der Einsatz von Altmaterial, d. h. die Technik des -
zumindest teilweisen - Recyclings eine gewisse Rolle. In der
heutigen Zeit kommt der Recycling-Technologie im Zuge eines
zunehmenden ökologischen Bewußtseins große Bedeutung zu. Bei
einer ständig zunehmenden Produktion von Papier werden daher
Fragen der Rohstoffversorgung und der Müllvermeidung immer
wichtiger.
Durch den Einsatz von Sekundärfaserstoff auf dem Wege des
Recyclings von Altpapier lassen sich heute Einsparungen hin
sichtlich der Rohstoffe, des Deponieraumes sowie der für die
Papierherstellung aufzuwendenden Energie erzielen. Diese
Technologie ist jedoch mit spezifischen Schwierigkeiten ver
bunden.
So können im Bereich der Verarbeitung von Altpapier klebende
Verunreinigungen, üblichweise als Stickies bezeichnet, den
Produktionsprozeß erheblich stören und die Qualität des
hergestellten Papiers negativ beeinflussen. Die Stickies ge
langen dabei in den Papierherstellungsprozeß, wenn das ein
gesetzte Altpapier Klebestellen, Klebebänder oder veredelte
Produkte wie gestrichene, kaschierte oder beschichtete Pa
piere bzw. Pappen enthält. Darüber hinaus können sich jedoch
auch durch das Harz des Holzes und durch dessen Wechselwir
kung mit Papierhilfsmitteln klebende Verunreinigungen bilden.
Sofern die Stickies in kompakter Form vorliegen, lassen sie
sich relativ gut auf mechanischem Wege mit Hilfe von Sor
tiermaschinen entfernen. In der Regel liegen die Stickies
jedoch nicht nur in kompakter Form vor, sondern sie sind
darüber hinaus auch in dispergierter Form im Stoffbrei ent
halten und in dieser Form sehr schwer zu entfernen. In jüng
ster Zeit führen daher der steigende Einsatz von Altpapier
bei der Papierherstellung und die Einengung der Wasserkreis
läufe in zunehmendem Maße dazu, daß sich der Anteil von
Stickies im Kreislaufwasser erhöht.
Stickies verursachen nicht nur bei der Papierherstellung eine
Reihe von Problemen bzw. Störungen, sondern auch bei der Pa
pierverarbeitung. Aufgrund ihrer Klebrigkeit bilden sich Ab
lagerungen an Maschinenteilen, Rohrwandungen, Sieben, Naß
filzen, Trockenfilzen, Trockenzylindern, Glättwerkswalzen,
Kalandarwalzen und darüber hinaus auch im fertigen Papier,
wodurch es zu Bahnabrissen in der Papiermaschine und zu einer
Verschlechterung der Papierqualität durch Löcher, Flecken,
Markierungen kommt (vergl. H.L. Baumgarten, Das Papier, 1984,
38, Heft 10A, S. V121-V125). H.L.Baumgarten stellt fest,
daß klebende Verunreinigungen in Industrie- und Instituts
veröffentlichungen seit Jahren als das größte Problem der
Altpapier-Wiederverwertung bezeichnet werden. Selbst minimale
Mengen Klebstoff können noch Abrisse an Papier- und Druckma
schinen verursachen, so daß Säuberungs-Stillstände erforder
lich sind. Baumgarten führt aus: "2 g Klebstoff an gutge
wählter Stelle in der Papiermaschine angebracht, können meh
rere 100 kg Papier zu Ausschuß machen" (a.a.O., Seite V122,
rechte Spalte).
Die Herkunft von Stickies ist nicht einheitlich. Im wesent
lichen stammen sie aus dem Harz des Holzes, Hilfsmitteln bei
der Papiererzeugung, Bindemitteln für das Streichen von Pa
pier und Karton, Klebstoffen für die Papierverarbeitung,
Druckfarbenbindemitteln und Werkstoffen der Papierverarbei
tung. Von besonderer Bedeutung im Rahmen der Aufgabenstellung
der hier vorliegenden Erfindung sind dabei diejenigen kle
benden Verunreinigungen, die aus dem Harz des Holzes und den
bei der Papierverarbeitung eingesetzten Klebstoffen stammen.
Die im Zellstoff und Holzstoff vorhandenen Harze enthalten je
nach Holzsorte einen Anteil von etwa 1-5 Gew.-% an soge
nannten schädlichen Harzen. Diese können in kolloidaler
nichtgebundener Form vorliegen oder an den Papierfasern
haften. Wie J.Weigl et. al. ausführen, haben die durch Harz
ablagerungen verursachten Schwierigkeiten bei der Herstellung
und Verarbeitung von Papier in den letzten Jahren aus
verschiedenen Gründen ständig zugenommen (vergl. J. Weigl et
al. Das Papier, 1986, S. V52-V 62; dort S. V53, linke
Spalte).
Die bei der Papierverarbeitung eingesetzten Klebstoffe lassen
sich in drei Gruppen einteilen: Die Haftklebstoffe, die Di
spersionsklebstoffe sowie die Schmelzklebstoffe.
Bei den Haftklebstoffen handelt es sich um dauerhaft klebende
und permanent klebfähige Produkte. Die Haftung wird dabei
durch Andrücken der Oberflächen der zu verklebenden Fügeteile
erreicht. Als Basispolymere sind eine Vielzahl von Grund
stoffen in Kombination mit entsprechenden Zusätzen, z. B.
klebrigmachenden Harzen, Weichmachern oder Antioxidantien
gebräuchlich. Typische Basispolymere sind u. a. Naturkau
tschuk, Butylkautschuk, Styrol-Butadien-Copolymere (SBR-
Kautschuk), Acrylnitril-Copolymere, Polychloropren, Polyiso
butylen, Polyvinylether, Acrylate, Polyester, Polyurethane,
Silikone.
Bei den Dispersionsklebstoffen befinden sich die für die
Klebeschichtbildung in Frage kommenden Polymere als feste
Partikel in einem wäßrigen Dispersionsmittel. Bei der Her
stellung werden die Basismonomere zunächst in einer wäßrigen
Phase emulgiert und anschließend darin polymerisiert, eine
Technik, die als Emulsionspolymerisation bekannt ist. Das
Polymerisat liegt dann in Form kleiner Partikel mit unter
schiedlichen Teilchengrößen vor, die im Bereich von moleku
lardispers bis grobdispers schwanken können. In der Regel
wird einer Zusammenlagerung und einer damit verbundenen
Sedimentation der Polymerteilchen dadurch entgegengewirkt,
daß man dem System Schutzkolloide bzw. Emulgatoren zusetzt.
Die sogenannten Schmelzklebstoffe, auch "hotmelts" genannt,
gehören zur Gruppe der Thermoplaste. Diese Stoffe haben die
Eigenschaft, bei Erwärmen zu erweichen, wodurch sie fließfä
hig werden. Beim Abkühlen verfestigen sie wieder. Als Bei
spiele für Polymere, die als Schmelzklebstoffe Verwendung
finden, seien Polyamide, Copolyamide, Polyaminoamine, gesät
tigte Polyester und Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate ge
nannt.
Bei den Stickies wird unterschieden zwischen primären und
sekundären Stickies. Unter primären Stickies versteht man
dabei jene klebenden Verunreinigungen, die aufgrund ihres
hohen Widerstandes bei der Naßzerkleinerung nicht dispergiert
werden. Sie liegen daher in kompakter Form vor und lassen
sich gut ausscheiden.
Die Existenz der sekundären Stickies rührt daher, daß die
klebenden Verunreinigungen im Verlauf der Altpapieraufberei
tung einer Veränderung ihrer Teilchengröße unterliegen, die
durch thermische, chemische und mechanische Einflüsse bewirkt
wird. Dies bedeutet, daß selbst Verunreinigungen, die zu Be
ginn der Aufbereitung noch in recht grober Form vorliegen,
bei der Altpapieraufbereitung eine mehr oder weniger starke
Verkleinerung erfahren können. Insbesondere kommt es durch
die Vorgänge im Heißzerfaserer der Altpapieraufbereitung zu
einer Dispergierung klebender Verunreinigungen. So werden
beispielsweise Stickies mit niedrigem Schmelzpunkt verflüs
sigt und dann feinstdispergiert. Auch bröcklige bzw. brüchige
Stickies zerfallen in sehr kleine Partikel. Die Teilchengröße
der dispergierten Stickies reicht dann von grobdispers über
kolloidaldispers bis molekulardispers.
Mit anderen Worten: Viele klebende Verunreinigungen weisen
eine gute Dispergierbarkeit auf mit der Folge, daß sie nach
der Auflösung in feinverteilter Form vorliegen und durch die
Sortierung nicht erfaßt werden. Bei diesen Substanzen besteht
die Gefahr, daß sie in der Papiermaschine durch thermische,
mechanische oder chemische Einwirkungen Agglomerate bilden,
die als sekundäre Stickies bezeichnet werden. Gerade diese
sekundären Stickies sind es, die im Zuge der weiteren Pa
pierverarbeitung zu Problemen führen. Sie werden z. B. mit den
Papierbahnen transportiert, wandern durch die Papiermaschine
und gelangen so an die verschiedensten Stellen, wo sie zu
unerwünschten Ablagerungen führen, insbesondere an Preß
filzen, Trockensieben, Trockenzylindern, Glättwerkswalzen.
Darüber hinaus finden sie sich natürlich auch im fertigen
Papier, dessen Qualität dadurch beeinträchtigt ist.
Aus den geschilderten Zusammenhängen heraus ist daher klar,
daß prinzipiell alle Parameter, die die Agglomeration von
Teilchen begünstigen, die Gefahr einer Bildung sekundärer
Stickies mit sich bringen. Als zwei sehr wichtige Parameter
seien in diesem Zusammenhang der pH-Wert sowie die Anwesen
heit bestimmter Hilfsmittel der Papierherstellung genannt. Im
einzelnen:
Kleine Feststoffteilchen, die sich berühren oder zwischen denen ein sehr geringer Abstand besteht, ziehen sich aufgrund molekularer Wechselwirkungen, der sog. Van-der-Waals-Kräfte, an. Die auf eine Agglomeration hinwirkenden Van-der-Waals- Kräfte kommen im alkalischen Milieu - d. h. dem für die Alt papieraufbereitung typischen Milieu - in der Regel jedoch nicht zur Geltung, da die Teilchen von einer elektrischen Doppelschicht umgeben sind, die für die gegenseitige Absto ßung der gleichsinnig geladenen Teilchen verantwortlich sind. An der Papiermaschine wird hingegen üblicherweise in neu tralem oder leicht saurem Milieu gearbeitet, wodurch die ab stoßenden negativen Kräfte verringert werden.
Kleine Feststoffteilchen, die sich berühren oder zwischen denen ein sehr geringer Abstand besteht, ziehen sich aufgrund molekularer Wechselwirkungen, der sog. Van-der-Waals-Kräfte, an. Die auf eine Agglomeration hinwirkenden Van-der-Waals- Kräfte kommen im alkalischen Milieu - d. h. dem für die Alt papieraufbereitung typischen Milieu - in der Regel jedoch nicht zur Geltung, da die Teilchen von einer elektrischen Doppelschicht umgeben sind, die für die gegenseitige Absto ßung der gleichsinnig geladenen Teilchen verantwortlich sind. An der Papiermaschine wird hingegen üblicherweise in neu tralem oder leicht saurem Milieu gearbeitet, wodurch die ab stoßenden negativen Kräfte verringert werden.
Die Entwässerbarkeit der Papierstoff-Suspensionen, die unter
Einsatz von Altpapier hergestellt wurden, ist in der Regel
schlecht. In der Praxis werden daher häufig Hilfsmittel ein
gesetzt, die man als Entwässerungs- bzw. Retentionsmittel
bezeichnet. Unter Retentionsmitteln versteht der Fachmann
dabei Stoffe, die Feinfasern und Füllstoffe an die langen
Papierstoff-Fasern (Langfasern) binden. Durch diese Bindung
der kurzen Fasern und der Füllstoffe an die Langfasern wird
verhindert, daß es zu einer Art Vliesbildung der Feinstoffe
kommt, die eine Entwässerung der Papierstoff-Suspension er
schwert. Auf diese Weise bewirken Retentionsmittel auf dem
Wege der Bindung der Feinstoffe an die Langfasern also eine
Verbesserung der Entwässerbarkeit.
Die Retentionsmittel lassen sich in drei Gruppen einteilen.
Man unterscheidet anorganische Produkte wie Aluminiumsulfat
oder Natriumaluminat, synthetische Produkte wie Polyethylen
imine, Polyamine oder Polyacrylamide und modifizierte Natur
produkte wie kationische Stärke.
Die Wirkungsweise der Retentionsmittel beruht auf der
Anlagerung von Feinstoffen und Füllstoffen an die Papierfa
sern. Ein wichtiger Mechanismus ist dabei, daß Polyelektro
lyte mit ausreichender Kettenlänge die Entfernung zwischen
zwei Teilchen überbrücken können und auf diese Weise eine
Agglomeratbildung bewirken. So berichten J.L.Hemmes et al.,
daß sich kationische Polyelektrolyte, z. B. kationische Stär
ke, als Fänger für anionische Störstoffe eignen (Wochenblatt
für Papierfabrikation 1993, Seite 163-170).
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß nach dem Stand des
allgemeinen Fachwissens einerseits ein neutrales bzw. saures
Milieu, andererseits der Einsatz kationaktiver Hilfsmittel
zur Entwässerungs- und Retentionsverschiebung Bedingungen
darstellen, die eine Agglomeration von Teilchen begünstigen.
In bezug auf die angesprochene Sticky-Problematik bedeutet
dies, daß der Fachmann diese Bedingungen logischerweise als
begünstigend für die Bildung von Stickies ansieht.
Eine andere Schlüsselrolle bei der Kontrolle von Stickies
spielt die Temperatur. Der Grund dafür ist, daß viele Kleb
stoffe zu den Thermoplasten (hotmelts) gehören, deren Kleb
rigkeit mit der Temperatur zunimmt.
Darüber hinaus ist festzustellen, daß die Manifestation der
unerwünschten Eigenschaften klebender Verunreinigungen für
den Prozeß der Papierherstellung bzw. -verarbeitung von einer
Vielzahl von Parametern abhängt, die in ihren Einzelheiten
noch nicht hinlänglich bekannt sind (vergl. H.L.Baumgarten,
a.a.O. S. V122, linke Spalte). Es ist sogar möglich, daß
normalerweise harmlose Verunreinigungen durch das
Zusammenwirken mechanischer, chemischer und thermischer Ein
flüsse während des Produktionsprozesses in klebende Verun
reinigungen überführt werden (vergl. B.Brattka, Wochenblatt
für Papierfabrikation 1990, S. 310-313).
Aus dem Stand der Technik sind nun verschiedene Methoden be
kannt, mit denen versucht wird, der Manifestierung der nega
tiven Eigenschaften klebender Verunreinigungen für den Prozeß
der Papierherstellung entgegenzuwirken. Dabei wird dem An
satz, ein Absetzen von Stickies mittels eines Hilfsstoffs zu
unterbinden, so daß die durch die Klebeeigenschaften verur
sachten Störungen auf ein technisch akzeptables Maß reduziert
werden, in der Fachwelt besondere Bedeutung zugemessen. Die
auf diesem Ansatz beruhenden Verfahren werden im folgenden
als SDC-Verfahren bezeichnet ("stickies deposition control").
So ist aus der amerikanischen Patentschrift US 4,923,566 ein
Verfahren bekannt, bei dem die Kontrolle der Stickies mit
Hilfe von Harnstoff erzielt wird.
Nach der Lehre des amerikanischen Patents US 3,081,219
wird die Kontrolle der Stickies im Faserbrei des Sulfitauf
schlusses von Holz mit Hilfe von N-Vinyl-2-Pyrrolidon er
reicht.
Es ist ferner versucht worden, eine Kontrolle der Stickies
durch den Zusatz von Bentoniten, Diatomeenerde und derglei
chen zu erreichen. Diesem seit langem bekannten Ansatz liegt
die Idee zugrunde, feine Partikel einzuführen, die in der
Lage sind, klebende Verunreinigungen an ihrer Oberfläche zu
binden (vergl. US 3,081,219, Spalte 1, Zeilen 40-44). Ein
weiterer Ansatz beruht auf dem Zusatz von Sequestriermitteln,
z. B. Polyphosphaten (vergl. US 3,081,219, Spalte 1, Zeilen
45-50). Schließlich hat man auch versucht, verschiedene
Dispergiermittel, z. B. die Natriumsalze sulfierter Formalde
hyd/Naphthalin-Kondensate, einzusetzen, was jedoch Nachteile
bei neutralen pH-Werten mit sich bringt sowie zu ungünstigen
Wechselwirkungen mit kationischen Hilfsmitteln führt (vergl.
US 3,081,219, Spalte 1, Zeilen 51-58).
Die amerikanische Patentanmeldung US 4,744,865 beschreibt ein
SDC-Verfahren, bei dem die Koagulation klebender Verunreini
gungen durch methoxygruppenhaltige Polymere verringert werden
soll.
Gegenstand der amerikanischen Patentanmeldung US 4,871,424
ist ein SDC-Verfahren mittels Polymerer, die Hydroxylgruppen
enthalten. Explizit offenbart sind als Polymere jedoch le
diglich Cellulosederivate wie Hydroxypropylmethylcellulose
sowie Polyvinylalkohol, der durch Hydrolyse bzw. partielle
Hydrolyse aus Polyvinylacetat zugänglich ist.
Schließlich beschreiben G. Galland und F. Julien Saint Amand,
daß sich primäre Acrylat-Stickies durch Flotation in alka
lischem Milieu und in Gegenwart von Seife entfernen lassen
(vergl. EUR. Comm. Eur. Communities 14011, 1992, s. 235-243).
Dieser Ansatz kann jedoch seiner Natur nach zur Lösung
der Problematik sekundärer Stickies nichts beitragen.
Insgesamt ist der Stand der Technik auf dem hier angespro
chenen Fachgebiet sehr heterogen und ein in jeder Hinsicht
befriedigendes Verfahren zur Kontrolle von Stickies bislang
nicht realisiert. Nach wie vor gilt die Feststellung von H.L.
Baumgarten: "Ein Blick auf die Problemkette "Klebende Verun
reinigungen" im Altpapier" . . . macht deutlich, daß neben den
Herstellern von Altpapier-Aufbereitungsanlagen insbesondere
die Hersteller der meist kunststoffhaltigen Papierveredelungs-
und Papierverarbeitungs-Hilfsmittel sowie die chemische In
dustrie als ihr Grundstoff-Lieferant aufgefordert sind, der
Papierindustrie intensiv zu helfen" (Das Papier, 1984, Heft
10A, Seite V124). Es besteht daher ein ständiger Bedarf an
neuen bzw. alternativen Problemlösungen zur Kontrolle der
Stickies bei der Papierherstellung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfah
ren zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunreinigungen
bei der Papierherstellung zu entwickeln, das die Nachteile
des bekannten Standes der Technik vermeidet. Dieses Verfahren
sollte generell auf die verschiedensten Typen klebender Ver
unreinigungen anwendbar sein, speziell jedoch auf Haftkleb
stoffe, Dispersionsklebstoffe und Schmelzklebstoffe
(hotmelts). Darüber hinaus war anzustreben, daß die bei dem
Verfahren einzusetzenden Hilfsstoffe weitgehend biologisch
verträglich sind und daher unter ökologischen Gesichtspunkten
den Anforderungen entsprechen, die heutzutage in der
papierverarbeitenden Industrie zunehmend wichtiger werden.
Schließlich bezieht sich die Aufgabenstellung der
vorliegenden Erfindung insbesondere auf die Problematik der
sekundären Stickies.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfah
ren zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunreinigungen
(Stickies) aus Papierstoff-Suspensionen bei der Papierher
stellung, wobei man der Papierstoff-Suspension eine wirksame
Menge eines Derivates von nativer Stärke zudosiert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren
zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunreinigungen
(Stickies) aus Papierstoff-Suspensionen bei der Papierher
stellung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man der Pa
pierstoff-Suspension eine wirksame Menge eines Derivates von
nativer Stärke zudosiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist generell auf die ver
schiedensten Typen klebender Verunreinigungen anwendbar. Es
eignet sich jedoch ganz besonders zur Lösung der Probleme,
die durch Haftklebstoffe, Dispersionsklebstoffe und Schmelz
klebstoffe (hotmelts) verursacht sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform bezieht sich das
erfindungsgemäße Verfahren auf solche Papierstoff-Suspensio
nen, die aus Altpapier oder aus Papierprodukten, die Altpa
pierbestandteile enthalten, hergestellt wurden.
Unter einem Derivat von nativer Stärke sind diejenigen Pro
dukte zu verstehen, die durch chemische Derivatisierung von
nativer Stärke zugänglich sind. Abbauprodukte einer
thermischen, hydrolytischen oder enzymatischen Spaltung von
nativer Stärke fallen nicht unter diese Definition.
Die Art der chemischen Derivatisierung unterliegt an sich
keiner besonderen Beschränkung, jedoch sind als Stärkederi
vate die Produkte einer Veresterung, Veretherung,
Acetylierung nativer Stärke sowie kationisierte Stärke be
vorzugt.
Die Art der nativen Stärke, die der zur Herstellung der
erfindungsgemäß geeigneten Abbauprodukte herangezogen wird,
unterliegt an sich keiner besonderen Einschränkung. So können
z. B. Kartoffelstärke, Maisstärke, Reisstärke oder Cannastärke
als Ausgangsstoffe herangezogen werden. Es ist jedoch beson
ders bevorzugt, Derivate von Kartoffelstärke einzusetzen.
Es hat sich ferner herausgestellt, daß die Wirkung der
erfindungsgemäß geeigneten Derivate von nativer Stärke da
durch verbessert werden kann, daß man das Verfahren zusätz
lich in Gegenwart eines Cellulosederivats durchführt. Dabei
sind als Cellulosederivat Carboxymethylcellulose,
Methylhydroxypropylcellulose sowie Mischungen dieser Stoffe
besonders bevorzugt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die
Verwendung von Derivaten von nativer Stärke zur Kontrolle des
Absetzens klebender Verunreinigungen (Stickies) aus Papier
stoff-Suspensionen bei der Papierherstellung.
Daß kationische Stärken ein geeignetes Hilfsmittel für die
Kontrolle von Stickies sind, war auch im Hinblick auf die
o.g. Publikation von J.L.Hemmes et al. überraschend; denn die
Lehre dieser Publikation besteht für den Fachmann in der
Tatsache, daß Polyelektrolyte wie kationische Stärke in der
Lage sind, als Fänger für anionische Störstoffe zu wirken.
Ein Hinweis darauf, daß sich kationische Stärken für ein
SDC-Verfahren eignen könnten, ist der Publikation von
J.L.Hemmes et al. jedoch nicht zu entnehmen. In dieselbe
Richtung wie die Publikation weist auch die EP 335 575 A2.
Diese Anmeldung lehrt, daß kationische Stärke ein übliches
Entwässerungsmittel bei der Papierherstellung ist und daß
ganz allgemein kationische Polymere als Entwässerungs-
und/oder Retentionsmittel eingesetzt werden: "It is standard
practice to include cationic polymers in the stock that is to
be drained in order to improve drainage and/or retention"
(S. 2, Zeilen 12-13). Es wird ferner ausgeführt, daß zur Vor
bereitung der Entwässerung häufig anorganische Substanzen wie
Aluminiumoxid, Talk oder Bentonit zugesetzt werden, die die
Probleme, die mit klebenden Verunreinigungen verbunden sind,
minimieren können: " . . . the normal way of preparing it for
drainage is by adding inorganic material, such as alum, talc
or bentonite, at the pulping or thick stock stages. These
treatments can have the effect of minimising the problems due
to pitch and other sticky materials" (S. 2, Zeilen 6-9).
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich prinzipiell für
die Kontrolle des Absetzens und Verklebens von Stickies un
terschiedlicher Art und damit auch unterschiedlicher che
mischer und physikalisch-chemischer Natur. Die Vorteile des
erfindungsgemäßen Verfahrens kommen jedoch ganz besonders bei
Stickies auf Basis von Haftklebstoffen und Schmelzklebstoffen
(hotmelts) zur Geltung.
Die erfindungsgemäßen Derivate nativer Stärke können im
Prinzip an jeder Stelle des gesamten Prozesses der Papier
herstellung zudosiert werden. Sie werden dabei entweder in
Form fester Teilchen oder in Form einer wäßrigen Lösung oder
Dispersion zudosiert. Die jeweils erforderliche wirksame
Menge der Derivate nativer Stärke hängt dabei davon ab, in
welchem Ausmaß die zu verarbeitenden Altpapiere bzw. Papier
sorten, die Altpapierbestandteile enthalten, klebende Verun
reinigungen enthalten. In der Regel werden die
erfindungsgemäßen Derivate nativer Stärke jedoch in einer
Menge im Bereich von 0,001 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,1
bis 1,0 Gew.-%, - bezogen auf den Faserstoff - eingesetzt.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung
und sind nicht einschränkend zu verstehen.
a) MHPC: Methylhydroxypropylcellulose (MHPC 50, Fa. Aqualon)
b) AcKS: acetylierte Stärke (Collofilm-AC, Fa.Bassermann & Co)
c) SKS: schwach kationisierte Stärke (Fibraffin K 2, Fa. Südstärke)
d) HKS: hoch kationisierte Stärke (Emcat C 50, Fa. Emsland Stärke)
b) AcKS: acetylierte Stärke (Collofilm-AC, Fa.Bassermann & Co)
c) SKS: schwach kationisierte Stärke (Fibraffin K 2, Fa. Südstärke)
d) HKS: hoch kationisierte Stärke (Emcat C 50, Fa. Emsland Stärke)
a) Styrol/Butadien
b) Vinylester
c) Acrylat
b) Vinylester
c) Acrylat
Der hier angewandte Entklebungstest ist dem Fachmann vom
Prinzip her bereits aus der amerikanischen Patentanmeldung
US 4,886,575 sowie dem o.g. Artikel von B.Brattka (a.a.O. S. 311)
bekannt. Die Methode besteht darin, daß ein ausgewähltes
Klebeband in eine wäßrige Lösung mit der zu prüfenden Sub
stanz getaucht wird. Die Bänder werden anschließend unter
definierten Bedingungen miteinander verklebt und anschließend
die (noch vorhandene) Klebkraft in einer Universalprüfmaschine
bestimmt.
Es wurden je 200 ml Lösung aus verschiedenen Polymeren her
gestellt und in 200-ml-Bechergläser gefüllt. In diese Lö
sungen wurden verschiedene Klebebänder für einen Zeitraum von
exakt 30 Sekunden eingetaucht. Die Bänder wurden anschließend
innerhalb von 4 Stunden bei einer Temperatur von 23 ±1°C
getrocknet. Je zwei in gleicher Weise behandelte Bänder wur
den nun miteinander verklebt. Der Anpreßdruck wurde dabei mit
einer Presse konstant auf einen Wert von 1 N/mm2 eingestellt.
Die an einem Ende durch Einlegen zweier Trennpapiere offenen
Klebestreifen wurden in einer Universalprüfmaschine einge
spannt und mit einer Geschwindigkeit von 250 mm/min vonein
ander geschält (analog zu DIN 53 282 "Winkelschälversuch").
Die dabei in Abhängigkeit von der gewählten Konzentration der
Polymeren ermittelten Schälkräfte sind in den nachfolgenden
Tabellen zusammengestellt. Die Schälkraft ist dabei als ein
Indikator für die Fähigkeit des jeweiligen Polymeren anzuse
hen, einen kontrollierenden Einfluß auf die Stickie-Bildung
auszuüben: je geringer die gemessene Kraft, umso besser ver
hindert das Polymer ein Ankleben der Bänder aneinander und
damit eine Agglomeration von Klebstoffteilchen, die letztlich
die Sticky-Probleme verursachen. Die in den Tabellen angege
benen Werte stellen jeweils Mittelwerte aus fünf Messungen
dar.
Aus den obigen Tabellen wird deutlich, daß mit den die
erfindungsgemäßen Derivaten nativer Stärken bessere Resultate
erzielt werden, als mit MHPC, dem ihnen strukturell nächst
stehenden nativen Polymeren, das aus dem Stand der Technik
bekannt ist.
Die Vorteile, die mit den erfindungsgemäßen Polymeren erzielt
werden, waren in ihrem Ausmaß nicht vorhersehbar und machen
deutlich, daß sich modifizierte Stärken durchaus anders ver
halten als modifizierte Cellulosen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunrei
nigungen (Stickies) aus Papierstoff-Suspensionen bei der
Papierherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß man der Pa
pierstoff-Suspension eine wirksame Menge eines Derivates
von nativer Stärke zudosiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die eingesetzten Papier
stoff-Suspensionen aus Altpapier oder aus Papierprodukten,
die Altpapierbestandteile enthalten, hergestellt wurden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei man ein Derivat
von Kartoffelstärke einsetzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei man das
Verfahren zusätzlich in Gegenwart eines Cellulosederivats
durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei man als Cellulosederivat
Carboxymethylcellulose und/oder Methylhydroxypropyl
cellulose einsetzt.
6. Verwendung von Derivaten von nativer Stärke zur Kontrolle
des Absetzens klebender Verunreinigungen (Stickies) aus
Papierstoff-Suspensionen bei der Papierherstellung.
7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei die eingesetzten Papier
stoff-Suspensionen aus Altpapier oder aus Papierprodukten,
die Altpapierbestandteile enthalten, hergestellt wurden.
8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Derivat der
nativen Stärke aus Kartoffelstärke hergestellt wurde.
Priority Applications (6)
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DE19934311600 DE4311600A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Verfahren zur Kontrolle des Absetzens klebender Verunreinigungen aus Papierstoff-Suspensionen |
Publications (1)
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