DE69534985T2 - papermaking - Google Patents

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Abstract

Paper strengthened by starch, typically in amounts of 3 to 15% dry weight, is made by flocculating a cellulosic suspension using a polymeric retention aid which can be dissolved cationic starch but is preferably a synthetic polymer having IV above 4dl/g, shearing the resultant flocculated suspension and reflocculating it by adding bentonite or other microparticulate anionic material, draining the flocculated or reflocculated suspension and drying the resultant wet sheet, wherein insoluble particles of starch are added to the suspension as a slurry of substantially freely dispersed particles in part or all of the aqueous solution of the polymeric retention aid.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Papier, das durch Stärke verfestigt wurde.These The invention relates to the production of paper by Strength was solidified.

In der Praxis wird Papier auf einer Papierherstellungsmaschine erzeugt, indem eine dünne Cellulosefaserrohstoffsuspension bereitgestellt wird, die Suspension durch Zugabe einer Lösung aus polymerem Retentionshilfsmittel koaguliert und dadurch eine koagulierte Suspension gebildet wird, die koagulierte Suspension durch ein sich bewegendes Sieb zur Bildung eines nassen Bogens entwässert wird und der Bogen durch eine erwärmte Trocknungszone unter Bildung eines trockenen Bogens transportiert wird. Das Retentionshilfsmittel kann gelöste kationische Stärke sein, ist oftmals aber ein synthetisches polymeres Material. Obgleich die Verwendung von Polymer mit einem eher geringen Molekulargewicht die Retention etwas verbessern kann, weist das Polymer bevorzugt in hohes oder sehr hohes Molekulargewicht auf, im allgemeinen mit einer Grenzviskosität über 4 dl/g.In In practice, paper is produced on a papermaking machine, by a thin one Cellulose fiber raw material suspension is provided, the suspension by adding a solution coagulated from polymeric retention aid and thereby a coagulated suspension is formed, the coagulated suspension is drained by a moving screen to form a wet sheet and the bow through a heated one Drying zone transported to form a dry sheet becomes. The retention aid may be dissolved cationic starch is often a synthetic polymeric material. Although the use of polymer with a rather low molecular weight the retention can improve somewhat, the polymer is preferred in high or very high molecular weight, generally with an intrinsic viscosity above 4 dl / g.

Eine übliche Alternative zu diesem Verfahren umfaßt das Scheren der koagulierten Suspension, um so die Flocken zu zersetzen, und dann die Zugabe einer wässerigen Suspension aus einem mikropartikulären anionischen Material und somit die Wiederkoagulation der Suspension, und dann die Entwässerung der wieder koagulierten Suspension durch das Sieb. Solche Verfahren, die kationische Stärke und kolloides Siliciumdioxid nutzen, werden in U.S. 4,388,150 beschrieben, und Verfahren, die kationisches synthetisches Polymer und Bentonit nutzen, werden in EP-A-235,893 beschrieben. Verfahren, in denen Leim nach der Koagulation mit dem kationischen Polymer zugegeben wird, werden in EP-A-499,448 beschrieben. Verfahren, die andere Polymere nutzen, und Suspensionen, die für diese geeignet sind, werden in WO95/02088 beschrieben.A common alternative to this method involves shearing the coagulated suspension so as to decompose the flocs, and then adding an aqueous suspension of a microparticulate anionic material and thus coagulating the suspension, and then dewatering the re-coagulated suspension through the sieve , Such processes, which utilize cationic starch and colloidal silica, are disclosed in US Pat US 4,388,150 and processes utilizing cationic synthetic polymer and bentonite are described in EP-A-235,893. Methods in which glue is added after coagulation with the cationic polymer are described in EP-A-499,448. Processes utilizing other polymers and suspensions suitable for them are described in WO95 / 02088.

Der dünne Cellulosefaserrohstoff wird oftmals zum Teil aus recyceltem Papier gebildet, das lösliche Stärke (kationisch oder anionisch oder nicht-ionisch) umfassen kann, und somit umfassen der dünne Faserrohstoff und der endgültige Bogen oftmals lösliche Stärke. Beispielsweise kann der trockene Bogen bis zu 1 % Stärke, die von recyceltem Papier stammt, enthal ten. Oftmals wird wünschenswerterweise jedoch Stärke zu dem dünnen Faserrohstoff zugegeben.Of the thin cellulose fiber raw material is often formed in part from recycled paper containing soluble starch (cationic or anionic or non-ionic), and thus include the thin one Fiber raw material and the final Bow often soluble Strength. For example, the dry bow can be up to 1% strength, the often comes from recycled paper however, strength to the thin one Fiber raw material added.

Daher kann wasserlösliche kationische Stärke als ein Teil oder die gesamte Lösung von polymerem Retentionshilfsmittel zugegeben werden (siehe beispielsweise U.S. 4,388,150 ). Die Menge, die für diesen Zweck erforderlich ist, beträgt für gewöhnlich nicht mehr als etwa 0,3 % (Trockengewicht Stärke, basierend auf dem Trockengewicht an Papier).Thus, water-soluble cationic starch may be added as part or all of the solution of polymeric retention aid (see, for example, U.S. Pat US 4,388,150 ). The amount required for this purpose is usually not more than about 0.3% (dry weight of starch based on the dry weight of paper).

Stärke wird oftmals wünschenswerterweise zugegeben, um das Papier zu verfestigen. Beispielsweise werden besonders bevorzugt signifikante Mengen an Stärke in Wellenmaterial und Linerboard eingeführt. Diese Materialien sind für gewöhnlich im wesentlichen ungefüllt und durch die Erhöhung ihrer Festigkeit können sie als Verpackungsmaterialien verwendet werden. Wünschenswerterweise werden signifikante Mengen an Stärke auch in Bögen eingeführt, da der Einschluß signifikanter Mengen an Füllstoff ansonsten die Festigkeit des Bogens verringern würde.Strength is often desirable added to solidify the paper. For example, become special prefers significant amounts of starch in corrugating and linerboard introduced. These materials are for usually essentially unfilled and by the increase they can do their strength be used as packaging materials. Desirably, significant Amounts of starch also in bows introduced, because the inclusion is more significant Quantities of filler otherwise it would reduce the strength of the bow.

Zur Erhöhung der Festigkeit wird Stärke bevorzugt in Mengen von bis zu 5 oder 10 % oder sogar höher eingeführt, der Versuch, dies zu ereichen, wird das Verfahren im Hinblick auf den Energieverbrauch und/oder die Produktionsrate jedoch weniger effizient machen, oder kann das Risiko einer inakzeptablen Steigerung des chemischen Sauerstoffbedarfs des Abwassers aus dem Verfahren wegen der erhöhten Stärke im Abwasser herbeiführen.to increase Strength becomes strength preferably introduced in amounts of up to 5 or 10% or even higher, the Attempting to do so, the process will be with regard to Energy consumption and / or the production rate, however, less efficient or can increase the risk of an unacceptable increase in the chemical Oxygen demand of the effluent from the process due to the increased strength in the wastewater cause.

Herkömmlicherweise sind verschiedene Sorten von Stärke kommerziell erhältlich und umfassen Sorten, die für gewöhnlich in der Cellulosesuspension unlöslich sind. Sie können entweder nicht modifiziert oder chemisch modifiziert verwendet werden. Im allgemeinen wird die Stärke bei einer hohen Temperatur vorsolubilisiert, um die Stärke in der Cellulosesuspension löslich zu machen.traditionally, are different varieties of starch commercially available and include varieties that are suitable for usually insoluble in the cellulose suspension are. You can either unmodified or chemically modified. In general, the strength presolubilized at a high temperature to increase the strength in the Cellulose suspension soluble close.

Wenn wir in dieser Beschreibung sagen, eine Stärke ist unlöslich, meinen wir, daß sie in der Cellulosesuspension unlöslich ist und in der Cellulosesuspension ungelöst bleibt. Wenn wir sagen, eine Stärke ist löslich, meinen wir, sie ist in der Cellulosesuspension löslich.If we say in this description, a strength is insoluble, we mean that it is in the cellulose suspension insoluble and remains undissolved in the cellulosic suspension. If we say a strength is soluble, we think she is soluble in the cellulosic suspension.

Lösliche kationische Stärke ist für die Cellulosefasern in Mengen bis zu etwa 1 bis 1,5 Gew.-% der Stärke, basierend auf dem Trockengewicht des Papiers, ziemlich wichtig. Wenn die Menge an kationischer Stärke in der Suspension signifikant darüber erhöht wird, wird sich die Menge an Stärke, die in dem Papier zurückgehalten wird, wenig oder gar nicht erhöhen, statt dessen gibt es nur eine Erhöhung der Menge an löslicher kationischer Stärke, die sich in dem Abwasser, das durch das Sieb läuft, befindet. Dies ist unerwünscht, da es vor seiner Entladung als Abwasser wegen des hohen chemischen Sauerstoffbedarfs, die es in dem Abwasser aus der Mühle erzeugt, entfernt werden muß.Soluble cationic starch is quite important for the cellulosic fibers in amounts up to about 1 to 1.5% by weight of the starch, based on the dry weight of the paper. If the amount of cationic starch in the suspension is significantly increased above this, the amount of starch retained in the paper will increase little or no, instead there is only an increase in the amount of solvent cationic starch, which is in the waste water passing through the sieve. This is undesirable because it must be removed prior to discharge as wastewater because of the high chemical oxygen demand it produces in the wastewater from the mill.

Die lösliche kationische Stärke kann durch chemische Modifikation von Stärke oder nur durch das Kochen von roher Stärke und Zugabe eines kationischen Polymers mit niedrigem Molekulargewicht vor, während oder nach dem Kochen hergestellt werden. Geeignete kationische Polymere mit niedrigem Molekulargewicht weisen eine Grenzviskosität unter 1 dl/g auf. Beispiele solcher Systeme werden in CA 787,294 und U.S 3,930,877 beschrieben.The soluble cationic starch can be prepared by chemical modification of starch or only by cooking raw starch and adding a low molecular weight cationic polymer before, during or after cooking. Suitable low molecular weight cationic polymers have an intrinsic viscosity below 1 dl / g. Examples of such systems are in CA 787,294 and US 3,930,877 described.

Wenn in der Praxis Stärke als ein Verstärkungshilfsmittel verwendet wird, muß oftmals für gewöhnlich auch ein polymeres Retentionshilfsmittel eingeführt werden, und es gab viele Veröffentlichungen über die Zugabe von Materialkombinationen. Beispielsweise wird in Tappi, Juni 1976, 59, 6, Seiten 120 bis 122, die Leistung verschiedener Doppelpolymersysteme geprüft, einschließlich der Leistung einer Mischung aus löslicher kanonischer Stärke und hydrolysiertem Polyacrylamid. In CA 1,232,713 werden bis zu 1,5 % lösliche kationische Stärke in Kombination mit Polyethylenoxid oder kationischem, nicht-ionischem oder anionischem Polyacrylamid-Retentionshilfsmittel mit einem Molekulargewicht über 1 Million eingesetzt.In practice, when starch is used as a reinforcing aid, often a polymeric retention aid must also be introduced, and there have been many publications on the addition of combinations of materials. For example, in Tappi, June 1976, 59, 6, pages 120-122, the performance of various dual polymer systems is tested, including the performance of a mixture of soluble canonical starch and hydrolyzed polyacrylamide. In CA 1,232,713 For example, up to 1.5% soluble cationic starch is used in combination with polyethylene oxide or cationic, nonionic or anionic polyacrylamide retention aid of molecular weight over 1 million.

In Tappi Journal, Februar 1984, Seiten 104 bis 108, wird die Wirkung verschiedener Mischungen aus löslicher kationischer Stärke und Polymeren geprüft, und es wird angemerkt, daß kationische Stärken bei 1 Gew.-% die Entwässerung und Retention verbessern, daß jedoch bei höheren Niveaus die Entwässerung nachteilig beeinträchtig wird. Es wird angegeben, daß ein ideales Polymer für eine Kartonpapiermühle bei geringer Scherung scheinbar ein kationisches Polymer mit niedrigem Molekulargewicht und hoher Ladungsdichte, insbesondere ein Polyethylenimin, ist.In Tappi Journal, February 1984, pages 104 to 108, the effect is various mixtures of soluble cationic starch and polymers tested, and it is noted that cationic Strengthen at 1 wt .-%, the drainage and improve retention, however at higher Levels dehydration detrimental impairs becomes. It is stated that a ideal polymer for a cardboard paper mill at low shear, apparently a low cationic polymer Molecular weight and high charge density, in particular a polyethyleneimine, is.

In der üblichen kommerziellen Praxis ist herausgefunden worden, daß, wenn die Menge an kationischer Stärke über etwa 1 oder 1,5 % erhöht wird, ein erhöhtes Risiko dahingehend besteht, daß die kationische Stärke mit der Wirksamkeit des polymeren Retentionshilfsmittels interferieren wird. Im Ergebnis können sich Retention und Entwässerung verschlechtern, wodurch die Maschine langsamer arbeiten muß oder sich die Produktqualität verschlechtert.In the usual commercial practice has been found that when the amount of cationic starch above about 1 or 1.5% increased will, an elevated Risk exists that the cationic starch interfere with the effectiveness of the polymeric retention aid becomes. As a result, you can Retention and drainage deteriorate, causing the machine to work slower or slower the product quality deteriorated.

Soll eine größere Menge an Stärke als 1 bis 1,5 % eingeführt werden, umfaßt die herkömmliche Technik die Auftragung einer nicht modifizierten Stärkelösung auf eine Leimpresse am Ende der Papierherstellungsmaschine, d. h., nach der teilweisen oder vollständigen Trocknung des Bogens. Die Auftragung einer Lösung aus Stärke zu diesem Zeitpunkt kann zu einer hohen Aufnahme führen (beispielsweise sind bis zu 7 oder 10 % üblich). Sie kann jedoch auch dazu führen, daß die Stärke auf der Oberfläche stärker konzentriert ist als in der Mitte des Bogens, und sie hat den besonderen Nachteil, daß der Bogen wieder getrocknet werden muß, wodurch Wärmeenergie verbraucht und/oder das Verfahren verlangsamt werden wird. Es wäre daher wünschenswert, diese oder höhere Niveaus an Stärke ohne inakzeptable Niveaus an löslicher Stärke im Abwasser und ohne, daß der Bogen wieder getrocknet werden muß, erreichen zu können.Should a larger amount in strength introduced as 1 to 1.5% be included the conventional one Technique the application of an unmodified starch solution a size press at the end of the papermaking machine, d. h., after the partial or complete Drying of the bow. The application of a solution of strength at this time can lead to a high intake (for example, up to 7 or 10% are common). She can, however cause that the Strength on the surface stronger is concentrated than in the middle of the bow, and she has the special Disadvantage that the Sheet must be dried again, reducing heat energy consumed and / or the process will be slowed down. It would therefore be desirable, these or higher Levels of strength without unacceptable levels of more soluble Strength in the wastewater and without that Bow must be dried again to reach.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Bereitstellung signifikanter Ladungen an Stärke in Papier umfaßt die Auftragung eines Sprays oder eines Schaums, die nicht gelöste Stärketeilchen enthalten, auf den nassen Bogen, bevor er durch die Trockner geführt wird, gefolgt vom Kochen der Stärke während des Trocknens. Dieses Verfahren weist ebenso den Nachteil auf, das es zur Produktion einer höheren Konzentration an Stärke auf der Oberfläche als in der Mitte des Bogens neigt. Besonders nachteilig ist jedoch, daß es sehr schwierig ist, eine einheitliche Auftragung der Stärke durch Sprüh- oder Schaumauftragung für längere Zeiträume aufgrund der Neigung der Stärkezusammensetzung, Blockaden in den Sprüh- oder Schaumapplikatoren zu erzeugen, zu erreichen.One Another known method for providing significant charges in strength in paper covers the Application of a spray or foam, the undissolved starch particles included, on the wet sheet, before being passed through the dryer, followed by cooking the starch while drying. This method also has the disadvantage that it to produce a higher one Concentrate on strength the surface as in the middle of the bow tends. However, it is particularly disadvantageous that it It is very difficult to get a uniform plot of strength through spray or foam application for longer periods due to the tendency of the starch composition, Blockages in the spray or to produce foam applicators.

In der Literatur sind Versuche für den Einschluß von in kaltem Wasser unlöslicher partikulärer Stärke in die Suspension vor der Entwässerung vorgeschlagen worden, waren jedoch nicht erfolgreich.In the literature are attempts for the inclusion of insoluble in cold water particulate Strength in the suspension before draining but were unsuccessful.

Beispielsweise überprüfte Fowler die allgemeinen Techniken für die Zugabe von Stärke in Paper, 1978, Seiten 74 und 93. Er erörterte die oben genannten Techniken und legte ebenso dar, daß, wenn rohe ungekochte Stärke zu der Suspension gegeben wird, gefolgt von der Zugabe von Retentionshilfsmittel, nur eine minimale Retention der Stärke erreicht werden kann. Er schlug vor, daß eine bessere Retention erreicht werden kann, wenn die Stärke mit Bentonit aufgeschlämmt und vor dem Retentionshilfsmittel zu der Suspension gegeben wird, und er schlug auch vor, daß die Retention durch den Einschluß eines Polymers mit einer entgegengesetzten Ladung zu der Ladung des Retentionshilfsmittels zu der Aufschlämmung weiter erhöht werden kann.For example, Fowler reviewed the general techniques for adding starch in Paper, 1978, pages 74 and 93. He discussed the above techniques and also stated that when raw uncooked starch is added to the suspension, followed by the addition of retention aid Only a minimal retention of strength can be achieved. He suggested that better retention could be achieved by slurrying the starch with bentonite and adding it to the suspension prior to the retention aid, and also suggesting that retention be achieved by the inclusion of a polymer having an opposite charge to the charge of the catalyst Retention auxiliary to the slurry further increased who that can.

In U.S. 4,347,100 beschreibt Brucato, daß mechanische und thermomechanische Aufschlußverfahren durch die Zugabe eines anionischen oberflächenaktiven Mittels oder eines anionischen Polymers während des Aufschlußverfahrens verbessert werden können. Er legt dar, daß die Zugabe eines kationischen Polymers eine Reaktion mit dem anionischen Polymer und die Bildung eines gummiartigen Niederschlags, der zur Festigkeit beiträgt, verursacht, und er empfiehlt die Zugabe eines kationischen Polymers in einer stöchiometrischen Menge, basierend auf dem anionischen Polymer. Er beschreibt eine Titrationstechnik zum Erhalt der gewünschten stöchiometrischen Menge. Er schlägt ebenso vor, daß die optimale Festigkeit durch den Einschluß von nicht verkleisterter Stärke, die während der nachfolgenden Wärmetrocknung verkleistert wird, erreicht werden kann.In US 4,347,100 Brucato teaches that mechanical and thermomechanical digestion processes can be improved by the addition of an anionic surfactant or an anionic polymer during the digestion process. He states that the addition of a cationic polymer causes a reaction with the anionic polymer and the formation of a rubbery precipitate which contributes to strength, and he recommends the addition of a cationic polymer in a stoichiometric amount based on the anionic polymer. It describes a titration technique to obtain the desired stoichiometric amount. It also suggests that the optimum strength can be achieved by the inclusion of non-gelatinized starch which is gelatinized during subsequent heat-drying.

Er legt dar, daß die Reaktion der kationischen und anionischen Polymere zur Erzeugung eines gummiartigen Niederschlags die Stärketeilchen trägt und die Stärke in den Holzfasern zurückhält. Er sagt, daß der Papierrohstoff dann der Papierherstellungsmaschine zugeführt wird, wo er zu einem Bogen geformt und wärmegetrocknet wird. Dies läßt darauf schließen, daß die Stärke zu der Fasermasse oder zu dem dicken Faserrohstoff zugegeben wird. In allen Beispielen hatte die Fasermasse eine Konsistenz von 2,3 %, Brucato verweist jedoch darauf, daß höhere Konsistenzen wünschenswert sind. Die Festigkeiten werden alle an Prüfbögen gemessen. Er gibt keine Informationen darüber, ob das Verfahren auf einer Papierherstellungsmaschine durchgeführt werden kann, noch wie dies durchgeführt werden kann, noch das Ausmaß der Retention von Stärke, das erreicht werden kann.He shows that the Reaction of the cationic and anionic polymers for production a rubbery precipitate carries the starch particles and the Strength withholds in the wood fibers. He says, that the paper raw material then the papermaking machine is fed, where it turns into a bow shaped and heat-dried becomes. This leaves it shut down, that the Strength is added to the pulp or to the thick stock fiber. In all examples, the pulp had a consistency of 2.3 %, Brucato points out, however, that higher consistencies are desirable are. The strengths are all measured on test sheets. He gives none Information about it, whether the process is performed on a papermaking machine can, still like this done can still be the extent of Retention of strength, the can be achieved.

Brucato beschreibt in U.S. 4,609,432 ein anderes Verfahren zum Erhalt von verfestigtem Papier, wobei er diesmal zwei unterschiedliche Cellulosesuspensionen einsetzt. 90 bis 98 % des Fasergewichtes werden durch eine erste Cellulosesuspension, für gewöhnlich aus gemahlenen Fasern, bereitgestellt und 2 bis 10 % des Fasergewichtes werden durch die Zugabe einer zweiten Cellulosesuspension, die ein wärmeempfindliches Bindemittel (wie nicht gekochte Stärke) zur Bindung der Fasern und ein Polymer zur Anbringung des Bindemittels an die Fasern der zweiten Suspension enthält, zu dieser ersten Suspension bereitgestellt. Beispielsweise kann die zweite Suspension die zweiten Cellulosefasern zusammen mit 20 bis 200 % nicht gekochter trockener Stärke und 0,01 bis 0,1 % kationischem Polymer enthalten. Das kationische Polymer ist zur Beschichtung der Stärketeilchen und Anbringung dieser an die Fasern der zweiten Suspension gedacht. Ein typisches Verfahren nutzt eine erste Suspension, die 95 % der gesamten Fasern enthält, und eine zweite Suspension, die 5 % der Fasern, 0,012 % Polyethylenimin und 20 % Stärke enthält. Aus diesen wurde ein Prüfbogen gebildet und dieser wurde dann getrocknet, und es zeigte sich, daß die Stärke während der Trocknung aktiviert wird. Es gibt wiederum kein Anzeichen darüber, wie das Verfahren an einer Maschine durchgeführt wird, noch über die Retention.Brucato describes in US 4,609,432 another method for obtaining solidified paper, this time using two different cellulosic suspensions. 90 to 98% of the fiber weight is provided by a first cellulosic suspension, usually ground fibers, and 2 to 10% of the fiber weight is added by the addition of a second cellulosic suspension comprising a heat-sensitive binder (such as uncooked starch) to bind the fibers Polymer for attachment of the binder to the fibers of the second suspension contains, provided to this first suspension. For example, the second suspension may contain the second cellulosic fibers together with 20 to 200% uncooked dry starch and 0.01 to 0.1% cationic polymer. The cationic polymer is intended to coat the starch particles and attach them to the fibers of the second suspension. A typical method uses a first suspension containing 95% of the total fibers and a second suspension containing 5% of the fibers, 0.012% polyethyleneimine and 20% starch. From these, a test sheet was formed and this was then dried, and it was found that the starch is activated during drying. Again, there is no indication of how the process is performed on a machine, nor about retention.

Brucato zitiert dieselbe Liste an kationischen Polymeren in beiden Patenten, nämlich Polyethylenimine (die in U.S. 4,609,432 bevorzugt sind), Polyamidpolyaminharze, Harnstofformaldehydharze, Melaminformaldehydharze und Polyacrylamide. Es scheint, daß Brucato Polymere mit niedrigem Molekulargewicht nutzen möchte, da alle die von ihm genannten Polymerklassen außer Polyacrylamide zwangsläufig ein sehr niedriges Molekulargewicht aufweisen und das von ihm exemplarisch dargestellte Polyacrylamid ist Separan CP7, eine Marke von Dow Chemical Co., und wir glauben, daß dieses Material auch ein relativ niedriges Molekulargewicht von etwa 1 Million aufweist.Brucato cites the same list of cationic polymers in both patents, namely polyethyleneimines (which are described in US Pat US 4,609,432 preferred), polyamide polyamine resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, and polyacrylamides. It appears that Brucato wants to use low molecular weight polymers, since all the polymer classes it mentions, except polyacrylamides, necessarily have a very low molecular weight, and the exemplified polyacrylamide is Separan CP7, a trademark of Dow Chemical Co., and we believe that this material also has a relatively low molecular weight of about 1 million.

In keinem der beiden Brucato-Patente gibt es einen Hinweis darauf, daß ein zusätzliches Retentionshilfsmittel verwendet werden sollte.In there is no indication of any of the two Brucato patents the existence additional Retention aids should be used.

Die stöchiometrische Reaktion zur Bildung eines Niederschlags in U.S. 4,347,100 wird verhindern, daß das kationische Polymer als ein effektives Retentionshilfsmittel agiert. Die Gesamtmenge an Polyethylenimin, die in den Beispielen von U.S. 4,609,432 verwendet wird, kann ausreichen, um die Koagulation der zweiten Suspension herbeizuführen, wird aber viel zu gering sein, um die Koagulation der vereinigten Suspension herbeizuführen. Beispielsweise beträgt die höchste Dosis, die exemplarisch dargestellt wird, um die 0,002 %, basierend auf dem Gesamtfasergewicht.The stoichiometric reaction to form a precipitate in US 4,347,100 will prevent the cationic polymer from acting as an effective retention aid. The total amount of polyethylenimine used in the examples of US 4,609,432 may be sufficient to cause coagulation of the second suspension, but will be far too low to cause coagulation of the combined suspension. For example, the highest dose exemplified is 0.002% based on total fiber weight.

Die Brucato-Verfahren erfordern daher eine besondere Wechselwirkung zwischen dem kationischen Polymer mit niedrigem Molekulargewicht und anderen Materialien in der Suspension und führen nicht zur Produktion einer koagulierten oder wiederkoagulierten Suspension, die durch die Verwendung synthetischer Polymere mit hohem Molekulargewicht oder kationischer Stärke gegebenenfalls gefolgt von einem anionischen mikropartikulären Material erhältlich ist.The Brucato processes therefore require a special interaction between the low molecular weight cationic polymer and other materials in the suspension and do not lead to the production of one coagulated or re-coagulated suspension obtained by use synthetic high molecular weight or cationic polymers Strength optionally followed by an anionic microparticulate material available is.

Wünschenswerterweise werden im wesentlichen nicht gefüllte Papierbögen (einschließlich Pappe), die als Verpackung verwendet werden sollen, verfestigt, besonderer Bedarf besteht jedoch auch daran, Stärke als ein Verstärkungshilfsmittel in Bögen einzubeziehen, die zu einem hohen Grad gefüllt sind, da die Verwendung einer großen Menge an Füllstoff den Bogen schwächen wird. Der Füllstoff kann vor der Zugabe zu der Cellulosesuspension vorkoaguliert werden. Obgleich dies einige Vorteile bringt, kann eine besondere Schwächung des Bogens verursacht werden. Daher wird bekanntermaßen wasserlösliche Stärke in die vorkoagulierten Füllstoffzusammensetzung eingeführt, dies führt jedoch zu Schwierigkeiten bei der Handhabung der koagulierten Suspension.Desirably are essentially not filled sheets of paper (including Cardboard), which are to be used as packaging, solidified, However, there is also a particular need to use starch as a reinforcing aid in bows to be included, which are filled to a high degree since the use a big one Amount of filler weaken the bow becomes. The filler may be pre-coagulated prior to addition to the cellulosic suspension. Although this brings some advantages, a particular weakening of the Bow caused. Therefore, water-soluble starch is known to be pre-coagulated filler introduced, this leads to but to difficulties in handling the coagulated suspension.

In GB 2,223,038 wird Füllstoff in eine Cellulosesuspension durch die Zugabe einer Aufschlämmung aus Füllstoff unlöslichen Stärketeilchen und Koagulationsmittel eingeführt. Obgleich viele der genannten Koagulationsmittel ein sehr geringes Molekulargewicht aufweisen (beispielsweise ist Magnafloc 1597 Polyamin), haben einige ein mittleres Molekulargewicht. Es kann ein Suspendiermittel wie Gummi, ein synthetisches organisches Polymer oder ein Quellton (z. B. Bentonit) enthalten sein, und bevorzugt wird das Suspendiermittel so ausgewählt, daß die Nettoladung in der Zusammensetzung auf nahezu null verringert wird. Wenn beispielsweise ein kationisches Koagulationsmitel verwendet wird, ist für gewöhnlich ein anionisches Suspendiermittel erforderlich. Die Menge an Füllstoff in der Zusammensetzung beträgt bevorzugt 30 bis 40 %, und die Mengen an Stärke und Koagulationsmittel (basierend auf Füllstoff) betragen bevorzugt 1 bis 5 % bzw. 0,05 bis 0,2 %, wobei die Menge an Stärke in dem endgültigen Papier typischerweise 0,05 bis 1,5 % beträgt. Die resultierende koagu lierte Suspension wird die Stärketeilchen, die in den Füllstofflocken eingeschlossen sind, enthalten, und sie wird zu der Cellulosesuspension, die dann entwässert und erwärmt wird, zugegeben, wobei die Stärke anschließend gekocht wird. In den Beispielen liegt die Menge an Füllstoff im Bereich von 7 bis 24 % und die Menge an Stärke beträgt 4 %, basierend auf dem Füllstoff, das heißt, etwa 0,3 bis 1 %, basierend auf dem Papier.In GB 2,223,038 For example, filler is introduced into a cellulosic suspension by the addition of a slurry of filler insoluble starch particles and coagulant. Although many of the mentioned coagulants have a very low molecular weight (for example, Magnafloc 1597 is polyamine), some have an average molecular weight. A suspending agent such as gum, a synthetic organic polymer or a swelling clay (e.g., bentonite) may be included, and preferably the suspending agent is selected to reduce the net charge in the composition to near zero. For example, when a cationic coagulant is used, an anionic suspending agent is usually required. The amount of filler in the composition is preferably from 30 to 40%, and the amounts of starch and coagulant (based on filler) are preferably from 1 to 5% and from 0.05 to 0.2%, respectively, with the amount of starch in the final paper is typically 0.05 to 1.5%. The resulting coagulated suspension will contain the starch particles entrapped in the filler flakes and added to the cellulosic suspension, which is then dewatered and heated, with the starch subsequently being boiled. In the examples, the amount of filler is in the range of 7 to 24% and the amount of starch is 4% based on the filler, that is, about 0.3 to 1% based on the paper.

Demgemäß liefert keines dieser ausführlich dargelegten Verfahren irgendeine praktische Lösung für das Problem der Bereitstellung einer günstigen Technik, die ohne weiteres erhältliche Stärke nutzt und die nicht zu einer unerwünschten Kontamination des Abwassers führt und mit der eine sehr hohe Aufnahme an Stärke in dem Papier erreicht werden kann und die die Probleme der Leimpressenapplikation oder der Spray- oder Schaumapplikation auf den nassen Bogen nicht involviert.Accordingly supplies none of these in detail any practical solution to the problem of providing a cheap one Technology that readily available Strength uses and does not cause unwanted contamination of the sewage leads and which achieves a very high level of starch in the paper can be and which the problems of the glue press application or the spray or foam application to the wet sheet not involved.

So weit wir wissen, haben die Vorschläge von Fowler, Brucato und in GB 2,223,038 nicht zu zufriedenstellenden Verfahren zur Herstellung von Bögen, die eine große Menge an Stärke als ein Ergebnis der Einführung der gesamten Stärke in die Suspension vor der Entwässerung enthalten, geführt. Demgemäß bleibt das Problem, daß, wenn große Mengen an Stärke eingeführt werden sollen, diese dem nassen Bogen dann durch Sprühen oder Schaum oder an der Leimpresse zugegeben werden müssen und es besteht nach wie vor der dringende Bedarf, einen Weg zur Einführung von Stärke in den dünnen Faserrohstoff zu finden, um so eine effiziente und umweltfreundliche Herstellung von Papier mit einem hohen Stärkegehalt zu ermöglichen.As far as we know, the proposals of Fowler, Brucato and in GB 2,223,038 not led to satisfactory methods for producing sheets containing a large amount of starch as a result of the introduction of the total starch into the suspension prior to dewatering. Accordingly, the problem remains that if large amounts of starch are to be introduced, then they must be added to the wet sheet by spraying or foam or size press, and there is still an urgent need to provide a way to introduce starch into the paper to find thin fiber raw material, so as to enable an efficient and environmentally friendly production of paper with a high starch content.

Eine Bestätigung für unsere Annahme, daß solch ein Verfahren nicht bekannt ist, erwächst aus der Tatsache, daß nach dem Prioritätstag dieser Anmeldung, in Nordic Pulp and Paper Research Journal, Nummer 4, 1994, Seiten 237 bis 241, angegeben wird, daß wenn Stärke granulär ist, mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 40 μm, die Retention der Stärkekörnchen sehr gering ist, wenn sie direkt zu dem Papierfaserrohstoff ohne Auflösen oder Quellen in Wasser zugegeben werden. Gemäß den Vorschlägen in diesem Artikel können große Mengen an Stärke in Laborprüfbögen eingeführt werden, indem Stärke mit einer partikulären Flockenform, die durch Ausfällung in Mineralsalzen und Verarbeitung des Niederschlages hergestellt wurde, in die Cellulosesuspension eingeführt wird. Kommerziell ist es nicht wünschenswert, dieses besondere Verfahren anzuwenden und es wäre viel günstiger, hohe Stärkeniveaus in Papier, das auf einer herkömmlichen Papierherstellungsmaschine hergestellt wurde, unter Verwendung herkömmlicher granulärer Stärken und ohne signifikante Abwasserprobleme aufgrund der übermäßigen Entwässerung von Stärke durch das Sieb zu erhalten.A confirmation for our Assumption that such a method is not known, arises from the fact that according to the priority this application, in Nordic Pulp and Paper Research Journal, Number 4, 1994, pages 237 to 241, it is stated that when starch is granular, it has a diameter from about 1 to 40 μm, the retention of starch granules very is low when directly to the pulp raw material without dissolving or Sources are added in water. According to the proposals in this Articles can large quantities in strength be introduced in laboratory test sheets, by strength with a particulate Flake form caused by precipitation produced in mineral salts and processing of the precipitate was introduced into the cellulosic suspension. It is commercial not desirable to apply this particular procedure and it would be much cheaper, high levels of strength in paper, on a conventional Papermaking machine, using conventional granular Strengthen and without significant wastewater problems due to excessive drainage of strength to get through the sieve.

Demgemäß ist das durch diese Erfindung zu lösende Problem die Bereitstellung eines Verfahrens, in dem es möglich ist, Stärke in den dünnen Faserrohstoff so einzuführen, daß relativ große Mengen an Stärke in dem Papier zurückbehalten werden können, ohne die effiziente Herstellung des Papiers signifikant zu beeinträchtigen und ohne inakzeptable Abwasserentladungen zu erzeugen.Accordingly, that is to be solved by this invention Problem providing a method in which it is possible Strength in the thin ones So to introduce fiber raw material, that relative size Amounts of starch in retained the paper can be without significantly affecting the efficient production of the paper and without creating unacceptable wastewater discharges.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, stellen wir Papier auf einer Papierherstellungsmaschine durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereit, umfassend

  • – die Bereitstellung einer dünnen Cellulosefaserrohstoffsuspension,
  • – die Koagulation der Suspension durch Zugabe einer wässerigen Lösung aus polymerem Retentionshilfsmittel, ausgewählt aus gelöster kationischer Stärke und synthetischem Polymer mit einer IV (Grenzviskosität) über 4 dl/g unter Bildung einer koagulierten Suspension,
  • – die Scherung der koagulierten Suspension und Wiederkoagulation der gescherten Suspension durch Zugabe einer wässerigen Suspension aus einem mikropartikulären anionischen Material unter Bildung einer wiederkoagulierten Suspension,
  • – die Entwässerung der koagulierten oder wiederkoagulierten Suspension durch ein sich bewegendes Sieb zur Bildung eines nassen Bogens, und
  • – die Leitung des Bogens durch eine erwärmte Trocknungszone unter Bildung eines trockenen Bogens, wobei unlösliche Stärketeilchen zu der Cellulosesuspension als eine Aufschlämmung aus im wesentlichen frei dispergierten Teilchen als ein Teil oder die gesamte wässerige Lösung aus dem polymeren Retentionshilfsmittel zugegeben werden und die unlöslichen Stärketeilchen während der Trocknung erwärmt werden und lösliche Stärke in den Bogen in Gegenwart von Feuchtigkeit freisetzen.
According to the present invention, we provide paper on a papermaking machine by a method according to claim 1, comprising
  • The provision of a thin cellulose fiber raw material suspension,
  • Coagulation of the suspension by addition of an aqueous solution of polymeric retention aid selected from dissolved cationic starch and synthetic polymer having an IV (intrinsic viscosity) above 4 dl / g to form a coagulated suspension,
  • Shearing the coagulated suspension and re-coagulating the sheared suspension by adding an aqueous suspension of a microparticulate anionic material to form a re-coagulated suspension,
  • Dewatering the coagulated or re-coagulated suspension by a moving screen to form a wet sheet, and
  • Passing the sheet through a heated drying zone to form a dry sheet wherein insoluble starch particles are added to the cellulosic suspension as a slurry of substantially freely dispersed particles as a part or all of the aqueous solution of the polymeric retention aid and the insoluble starch particles during the drying Drying are heated and release soluble starch in the arc in the presence of moisture.

Zur Förderung einer guten Retention ist es notwenig, daß die Stärketeilchen mit den Oberflächen der Cellulosefasern und, sofern vorhanden, dem anionischen mikropartikulären Material interagieren können. Wünschenswerterweise werden daher die Stärketeilchen als eine Aufschlämmung aus im wesentlichen unabhängigen Teilchen zugegeben, so daß die Teilchen mit den Fasern oder dem mikropartikulären anionischen Material im wesentlichen unabhängig voneinander interagieren können.to advancement good retention, it is necessary that the starch particles with the surfaces of the cellulose fibers and, if present, the anionic microparticulate material can interact. Desirably therefore become the starch particles as a slurry from essentially independent Particles were added so that the Particles with the fibers or the microparticulate anionic material in the essentially independent can interact with each other.

Die besten Ergebnisse werden in der Erfindung erhalten, wenn das Verfahren die beschriebenen Scher- und Wiederkoagulationsstufen umfaßt.The best results are obtained in the invention when the method includes the shear and recoagulation steps described.

In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine gute Retention von Fasern, Stärketeilchen (und Füllstoff, sofern vorhanden) durch die Wiederkoagulationsstufe erreicht. Die Anwendung von Scherung auf die koaguliert Suspension, die die Cellulosefasern und die Stärketeilchen enthält, führt zum Abbau der Flocken in der koagulierten Suspension und Redispersion des zuvor koagulierten Materials. Im Ergebnis werden alle Flocken aus Stärketeilchen, oder aus Fasern ohne Stärketeilchen, bei der Scherung aufbrechen.In the method of the present invention becomes a good retention of fibers, starch particles (and filler, if available) through the recoagulation stage. The Application of shear on the coagulated suspension containing the cellulose fibers and the starch particles contains leads to Degradation of flakes in the coagulated suspension and redispersion of the previously coagulated material. As a result, all flakes from starch particles, or fibers without starch particles, break up at the shear.

Die Folge dessen ist, daß eine sehr einheitliche Verteilung der einzelnen Stärketeilchen in der wiederkoagulierten Suspension, und daher in dem entwässerten Bogen, erreicht wird. Im Ergebnis dieser Einheitlichkeit, kann die Verkleisterung während des Trocknens effizienter durchgeführt werden, und die Verteilung der Stärke in dem Bogen sowohl vor der Verkleisterung als auch nach der Verkleisterung kann einheitlicher sein, als wenn das Verfahren ohne Scherung und Wiederkoagulation durchgeführt wird.The The consequence of this is that one very uniform distribution of the individual starch particles in the re-coagulated Suspension, and therefore in the dewatered arc, is achieved. As a result of this uniformity, the gelatinization during the Drying performed more efficiently and the distribution of strength in the arc both before The gelatinization as well as after gelatinization can be more uniform be as if the procedure without shear and coagulation carried out becomes.

Die Aufschlämmung kann etwas Füllstoff oder einige Fasern enthalten. Im allgemeinen besteht die Aufschlämmung in allen Verfahren der Erfindung im wesentlichen nur aus dem polymeren Retentionshilfsmittel und den unlöslichen Stärketeilchen.The slurry can do some filler or contain some fibers. In general, the slurry consists in all processes of the invention essentially only from the polymeric Retention aids and the insoluble starch particles.

Das hergestellte Papier kann gefüllt sein, und ein Vorteil der Erfindung ist, daß Papiere mit einer guten Festigkeit erhalten werden können, selbst wenn sie große Mengen an Füllstoff, beispielsweise mehr als 20 Gew.-% oder mehr als 40 Gew.-% und sogar bis zu 60 Gew.-%, basierend auf dem Trockengewicht des Papiers, enthalten. Herkömmliche Füllstoffe wie Calciumcarbonat oder -sulfat oder Talk oder Kaolin oder andere Tone können verwendet werden.The produced paper can be filled and an advantage of the invention is that papers with good strength can be obtained even if they are big Amounts of filler, For example, more than 20 wt .-% or more than 40 wt .-% and even up to 60% by weight, based on the dry weight of the paper, contain. conventional fillers such as calcium carbonate or sulfate or talc or kaolin or other clays can be used.

Ein anderes sehr wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß sie die Herstellung von nicht gefülltem Papier, das heißt, Papier, dem bewußt wenig oder kein Füllstoff zugegeben wird, er möglicht. Dieses im wesentlichen nicht gefüllte Papier hat im allgemeinen einen Füllstoffgehalt von nicht mehr als 15 Gew.-%, und für gewöhnlich nicht mehr als 10 Gew.-% des trockenen Bogens. Für gewöhnlich stammt jeder eingeführte Füllstoff aus recyceltem Papier, das zur Bildung der Cellulosesuspension verwendet wird, wenn gewünscht, können jedoch kleine Mengen, zum Beispiel bis zu 5 Gew.-% oder sogar 10 Gew.-%, basierend auf dem Trockengewicht der Suspension, bewußt zu der Suspension zugegeben werden. Die Erfindung ist daher besonders für die Herstellung von Wellenmaterial oder Linerboard wertvoll.One Another very important feature of the invention is that they are the Production of unfilled Paper, that is, Paper that conscious little or no filler is admitted, he allows. This essentially unfilled Paper generally has a filler content of no more as 15% by weight, and for usually not more than 10% by weight of the dry sheet. Usually, any introduced filler is derived recycled paper used to form the cellulosic suspension will, if desired, can however small amounts, for example up to 5% by weight or even 10% Wt .-%, based on the dry weight of the suspension, deliberately to the Suspension are added. The invention is therefore particularly for the production of shaft material or linerboard valuable.

Ein einzigartiges Merkmal der Erfindung ist, daß wir einen hohen Stärkegehalt in dem trockenen Bogen in Folge des Einschlusses der nicht gelösten Stärke in die Cellulosesuspension erreichen können, ohne Schadstoffprobleme zu verursachen. So können wir leicht einen Gehalt von mindestens 2 oder 3 und typischerweise 5 und sogar bis zu 10 oder 15 Gew.-% Stärke in dem trockenen Bogen erhalten.One Unique feature of the invention is that we have a high starch content in the dry arch as a result of the inclusion of the undissolved starch in the Can reach cellulosic suspension, without causing pollution problems. So we can easily get a salary of at least 2 or 3 and typically 5 and even up to 10 or 15% by weight of starch obtained in the dry bow.

Bevorzugt erreichen wird eine hohe Retention der Stärketeilchen (z. B. über 80 % oder 90 % oder mehr), und alle Stärketeilchen, die in das Abwasser laufen, können toleriert werden, da sie in dem Abwasser unlöslich sein können, und so bei einer anschließenden Leitung durch die Maschine recycelt und eingefangen werden können. Alternativ können sie durch Filtration vor der Entladung entfernt werden.Preferably, a high retention of the starch particles (eg over 80% or 90% or more) is achieved, and any starch particles that run into the wastewater can be tolerated since they may be insoluble in the waste water and so on subsequent line recycled through the machine and captured can be. Alternatively, they can be removed by filtration prior to discharge.

Bei der Entwässerung der koagulierten Suspension, kann diese Suspension auf herkömmliche Art und Weise (abgesehen von der Zugabe von Stärke) gebildet werden. Beispielsweise kann sie aus Holzschliff, mechanischem oder thermomechanischem Holzschliff sein, und der dünne Faserrohstoff, oder der dicke Faserrohstoff, aus dem sie gebildet wurde, kann vor der Zugabe des Retentionshilfsmittels mit Bentonit behandelt worden sein. In solchen Verfahren ist das Retentionshilfsmittel oftmals im wesentlichen nicht-ionisch, zum Beispiel aus 0 bis 10 mol-% anionischen und/oder kationischen Monomeren und 90 bis 100 mol % nichtionischen Monomeren. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich dieses Aspektes nicht auf die Verwendung von verschmutzten Fasermassen beschränkt und umfaßt die Verwendung irgendeiner geeigneten Kombination aus Fasermasse und Retentionshilfsmittel (anionisch, nicht-ionisch oder kationisch) mit hohem Molekulargewicht oder gelöstem kationischen Stärkeretentionshilfsmittel.at the drainage the coagulated suspension, this suspension can be applied to conventional Way (apart from the addition of starch) are formed. For example It can be made of groundwood, mechanical or thermomechanical wood pulp be, and the thin one Fiber raw material, or the thick fiber raw material from which it is formed may, prior to the addition of the retention aid with bentonite have been treated. In such processes, the retention aid is often essentially non-ionic, for example from 0 to 10 mol% of anionic and / or cationic monomers and 90 to 100 mol% of nonionic monomers. However, the invention is in terms of This aspect does not focus on the use of soiled pulps limited and includes the use of any suitable combination of pulp and retention aids (anionic, nonionic or cationic) high molecular weight or dissolved cationic starch retention aid.

In den Verfahren der Erfindung wird die koagulierte Suspension der Scherung unterzogen, um so die anfänglichen Flocken zu zersetzen, und wird dann wiederkoaguliert oder durch die Zugabe eines anionischen mikropartikulären Materials der Superkoagulation unterzogen. Die Scherung kann einzig als ein Ergebnis einer Wirbelströmung von dem Zeitpunkt an, wo das Retentionshilfsmittel zugegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt, wo das mikropartikuläre Material zugegeben wird, erreicht werden, oftmals wird die Scherung jedoch durch das Leiten durch eine Vorrichtung wie ein Zentrisieb, eine Lüfterpumpe oder eine andere bewußte Scher-Misch-Stufe angelegt. Die Scherung führt zur Verringerung der Größe der Flocken, wie beispielsweise in EP-A-235,893 beschrieben.In The method of the invention is the coagulated suspension of Sheared so as to decompose the initial flocs, and is then recoagulated or by the addition of an anionic microparticulate material subjected to supercoagulation. The shear can only be considered one Result of a vortex flow from the time the retention aid is added, until the time when the microparticulate material is added, However, the shear is often caused by the passing through a device such as a Zentrisieb, a fan pump or another deliberate shear mixing stage. The shear leads to reduce the size of the flakes, as described for example in EP-A-235,893.

Es ist wichtig, daß die Stärketeilchen als eine Aufschlämmung teilweise oder als die ganze wässerige Lösung aus Retentionshilfsmittel eingeführt werden. So kann das Retentionshilfsmittel absorbiert oder auf eine andere Art auf den Oberflächen der Stärketeilchen angebracht werden, bevor die Teilchen mit der Cellulosesuspension gemischt werden. Durch die Verwendung eines Retentionshilfsmittels mit hohem Molekulargewicht oder weniger bevorzugt gelöster kationischer Stärke, fördert das absorbierte Retentionshilfsmittel die Verbrückung zwischen den Stärketeilchen und den Cellulosefasern und fördert so die Retention.It is important that the starch as a slurry partially or as the whole aqueous solution Retention aids introduced become. Thus, the retention aid can be absorbed or transferred to another Kind on the surfaces the starch particles be attached before the particles with the cellulosic suspension be mixed. By using a retention aid high molecular weight or less preferably cationic dissolved Strength, promotes the absorbed retention aid bridging the starch particles and the cellulose fibers and promotes so the retention.

Die Stärke kann in der wässerigen Lösung aus Retentionshilfsmittel voraufgeschlämmt werden, im allgemeinen reicht es jedoch aus, die unlösliche Stärke (für gewöhnlich als eine wässerige Aufschlämmung) und das wässerige Retentionshilfsmittel zu mischen, wenn sie zu einem Punkt fließen, bei dem das Retentionshilfsmittel zu der Cellulosesuspension zugegeben wird. Beispielsweise kann die Stärke bei einem Punkt zwischen der Polymerzusatzeinspeisung und dem Punkt, wo die Lösung zu der Cellulosesuspension gegeben wird, in den Polymerstrom injiziert werden. Oftmals reicht es aus, die Stärketeilchen kurz vor dem Punkt, wo die Lösung zu der Cellulosesuspension gegeben wird, in die Lösung zu mischen.The Strength can be in the watery solution be pre-slurried from retention aids, in general However, it is sufficient, the insoluble Strength (usually as an aqueous one slurry) and the watery Retention aids mix when flowing to a point at the retention aid is added to the cellulosic suspension becomes. For example, the strength at a point between the polymer additive feed and the point where the solution is added to the cellulosic suspension, injected into the polymer stream become. Often it is sufficient, the starch particles just before the point, where the solution to the cellulosic suspension is added to the solution Mix.

Häufig wird die Stärke anfänglich als eine Aufschlämmung aus 10 bis 40 Gew.-%, oftmals um die 20 Gew.-%, Stärke in Wasser bereitgestellt, und diese Aufschlämmung wird der Polymerlösung in Mengen zugegeben, die erforderlich sind, um die ausgewählte Dosis an Polymer und Stärke zu erhalten. Das Trockengewichtsverhältnis von Stärke : Polymer liegt oftmals im Bereich von 50 : 1 bis 500 : 1. Oftmals enthält die Aufschlämmung 1 bis 50 Gew.-% (bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%) Stärketeilchen und 0,01 bis 2 Gew.-% Polymer.Frequently becomes the strenght initially as a slurry from 10 to 40% by weight, often around 20% by weight, of starch in water and this slurry is added to the polymer solution Added amounts that are required to the selected dose on polymer and starch to obtain. The dry weight ratio of starch: polymer often ranges from 50: 1 to 500: 1. Often the slurry contains 1 to 50% by weight (preferably 10 to 30% by weight) of starch particles and 0.01 to 2 % By weight of polymer.

Obgleich die Aufschlämmung, die zu der dünnen Cellulosefaserrohstoffsuspension zugegeben wird, andere Materialien enthalten kann, besteht die Aufschlämmung im allgemeinen bevorzugt und günstigerweise im wesentlichen nur aus dem Polymer und der Stärke und Wasser. Die Menge an Polymer liegt im allgemeinen deutlich über der Menge, die, unter relativ statischen Bedingungen, eine signifikante Koagulationswirkung auf die Stärketeilchen haben kann. Wenn daher die ausgewählte Menge an Polymer stufenweise zu dem wässerigen Medium, das die ausgewählte Menge an Stärke enthält, unter mäßigem Mischen zugegeben wird, kann anfänglich mit bloßem Auge einwenig Koagulation zu sehen sein, aber die weitere Zugabe des Polymers, begleitet von zusätzlichem Mischen, wird jedoch dazu führen, daß die Stärketeilchen im wesentlichen dahingehend frei dispergiert sind, daß sie nicht als signifikante Flocken zusammenkleben. In der Praxis wird die Zugabe der Aufschlämmung aus Stärke und Polymer normalerweise von Scherung zum Zeitpunkt der Zugabe begleitet, und dies wird das unabhängige Wesen der Teilchen weiter fördern. Im Hinblick auf die Scherung, die während der Zugabe auftreten kann, und im Hinblick auf die bevorzugte Scherung der koagulierten Cellulosesuspension, die der Zugabe des Polymers und der Teilchen folgt, ist die Aggregation der Teilchen akzeptabel. Der Einschluß der Stärketeilchen in Flocken aus Füllstoff oder Faser in der Aufschlämmung ist jedoch unerwünscht.Although the slurry, which to the thin one Cellulose fiber raw material suspension is added, other materials may contain, the slurry is generally preferred and conveniently in essential only from the polymer and the starch and water. The amount of Polymer is generally well above the amount that, under relative static conditions, a significant coagulation effect on the starch may have. Therefore, if the selected amount of polymer is stepwise to the watery Medium that the selected Amount of strength contains with moderate mixing is admitted initially with mere Eye to be seen a little coagulation, but the further addition of the polymer, accompanied by additional Mixing, however, will cause that the starch are substantially freely dispersed to the extent that they are not stick together as significant flakes. In practice, the Add the slurry out of strength and polymer normally from shear at the time of addition accompanied, and this will continue the independent nature of the particles promote. With regard to the shear that occurs during the addition can, and with regard to the preferred shear of the coagulated Cellulose suspension, the addition of the polymer and the particles follows, the aggregation of the particles is acceptable. Inclusion of starch particles in flakes of filler or fiber in the slurry is undesirable.

Es ist wichtig, daß das zugegebene Polymer ein effektives Retentionshilfsmittel für die Cellulosesuspension ist, damit das Polymer, das auf den Stärketeilchen absorbiert wird, eine adäquate Substantivität zu den Cellulosefasern in der Suspension hat. Die Auswahl eines geeigneten Retentionshilfsmittels, das zu der Cellulosesuspension substantiv ist, kann auf herkömmliche Art und Weise erfolgen. Es kann anionisch, nicht-ionisch oder kationisch sein. Die besten Ergebnisse werden für gewöhnlich erhalten, wenn das Retentionshilfsmittel kationisch ist, und somit die Suspension bevorzugt eine ist, zu der das ausgewählte kationische Retentionshilfsmittel substantiv ist.It is important that the added polymer be an effective retention aid for the cellulose In order to ensure that the polymer absorbed on the starch particles has adequate substantivity to the cellulose fibers in the suspension. The selection of a suitable retention aid substantive to the cellulosic suspension can be made in a conventional manner. It may be anionic, nonionic or cationic. The best results are usually obtained when the retention aid is cationic, and thus the suspension is preferably one to which the selected cationic retention aid is substantive.

Die Stärke wird für gewöhnlich und bevorzugt als eine Aufschlämmung mit dem gesamten Retentionshilfsmittel, das für die Koagulation der Suspension verwendet werden soll, gegebenenfalls vor der Scherung und der Wiederkoagulation, zugegeben, aber je nach Bedarf kann die Aufschlämmung nur mit einem Teil, beispielsweise mindestens 5 Gew.-% und oftmals mindestens 25 Gew.-%, typischerweise bis zu 50 oder 75 Gew.-%, der Gesamtmenge an Retentionshilfsmittel zugegeben werden. Wird das Retentionshilfsmittel teilweise, gemischt mit partikulärer Stärke und teilweise frei von Stärke zugegeben, können unterschiedliche Retentionshilfsmittel mit hohem Molekulargewicht für die beiden Zugaben verwendet werden, vorausgesetzt, sie sind kompatibel, oder es kann dasselbe Material für jede Zugabe verwendet werden.The Strength is for usually and preferably as a slurry with all the retention aid necessary for the coagulation of the suspension is to be used, if appropriate before shearing and restocking, added, but as needed, the slurry can only with a part, for example at least 5% by weight and often at least 25% by weight, typically up to 50 or 75% by weight of the total amount of retention aid be added. If the retention aid is partially mixed with particulate Strength and partly free of starch admitted, can different retention aids of high molecular weight for the two additions, provided they are compatible, or it can be the same material for every addition can be used.

Das Koagulatorpolymer mit niedrigem Molekulargewicht kann, wenn erforderlich, in einer früheren Stufe auf bekannte Art und Weise zugegeben werden, dies wird jedoch nicht als ein Retentionshilfsmittel im Kontext der vorliegenden Erfindung angesehen.The Low molecular weight coagulator polymer may, if necessary, in an earlier Stage are added in a known manner, but this will not as a retention aid in the context of the present Considered invention.

Solche Koagulatorpolymere weisen für gewöhnlich eine Grenzviskosität unter 3 dl/g und oftmals unter 1 dl/g auf. Sie können eine hohe kationische Ladungsdichte, bevorzugt über 4, und oftmals über 5, m Val/g aufweisen. Das Polymer mit niedrigem Molekulargewicht wird bevorzugt aus Wiederholungseinheiten gebildet, von denen mindestens 70 %, und im allgemeinen mindestens 90 %, kationisch sind. Bevorzugte Polymere sind Homopolymere von Diallyldimethylammoniumchlorid und Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht hiervon mit einer geringen Menge (für gewöhnlich unter 30 % und bevorzugt unter 10 %) Acrylamid, Homopolymere mit niedrigem Molekulargewicht von Dialkylaminoalkyl(meth)-acrylamid- oder -acrylat-Quartärsalz oder -Säureadditionssalz und Copolymere dieser mit kleinen Mengen (im allgemeinen unter 30 % und bevorzugt unter 10 %) Acrylamid, Polyethylenimine, Polyamine, Epichlorhydrindiaminkondensationsprodukte, Dicyandiamidpolymere und andere herkömmliche kationische Koagulatorpolymere mit niedrigem Molekulargewicht.Such Coagulator polymers have for usually an intrinsic viscosity below 3 dl / g and often below 1 dl / g. You can get a high cationic Charge density, preferably over 4, and often over 5, m Val / g. The low molecular weight polymer is preferably formed from repeating units, of which at least 70%, and generally at least 90%, are cationic. preferred Polymers are homopolymers of diallyldimethylammonium chloride and Low molecular weight copolymers thereof with a low molecular weight Quantity (for usually below 30% and preferably below 10%) acrylamide, homopolymers with low molecular weight of dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide or acrylate quaternary salt or -Säureadditionssalz and copolymers thereof with small amounts (generally below 30 % and preferably less than 10%) acrylamide, polyethyleneimines, polyamines, Epichlorohydrin diamine condensation products, dicyandiamide polymers and other conventional ones low molecular weight cationic coagulator polymers.

Das Retentionshilfsmittel, mit dem die partikuläre Stärke vor der Zugabe zu der Cellulosesuspension gemischt wird, kann lösliche kationische Stärke sein, und daher kann das System aus unlöslichen Stärketeilchen (für gewöhnlich chemisch nicht modifizierten unlöslichen Stärketeilchen), aufgeschlämmt in einer Lösung aus kationischer Stärke, sein. Im allgemeinen ist das Retentionshilfsmittel bevorzugt jedoch ein synthetisches Polymer.The Retention aid with which the particulate starch is mixed prior to addition to the cellulosic suspension can be soluble cationic starch and therefore the system can be made from insoluble starch particles (usually chemical unmodified insoluble Starch) slurried in a solution cationic starch, be. In general, however, the retention aid is preferred a synthetic polymer.

Die bevorzugten Retentionshilfsmittel zur Verwendung in der Erfindung sind Polymere, die eine Grenzviskosität über 4 dl/g und für gewöhnlich über 6 dl/g, zum Beispiel 8–15 dl/g oder 8–20 dl/g oder höher aufweisen.The preferred retention aids for use in the invention are polymers having an intrinsic viscosity above 4 dl / g and usually above 6 dl / g, for example 8-15 dl / g or 8-20 dl / g or higher exhibit.

In dieser Beschreibung wird die Grenzviskosität bei 25 °C in 1M Natriumchlorid, gepuffert bei pH 7 unter Verwendung eines Schwebeteilchen-Viskosimeters gemessen.In In this description, the intrinsic viscosity is buffered at 25 ° C in 1M sodium chloride measured at pH 7 using a suspended particle viscometer.

Nicht-ionische Retentionshilfsmittel, die verwendet werden können, umfassen Polyacrylamid oder andere Polymere von wasserlöslichem ethylenisch ungesättigtem Monomer oder einer Monomermischung und Polyethylenoxid.Nonionic Retention aids that can be used include polyacrylamide or other polymers of water-soluble ethylenically unsaturated Monomer or a monomer mixture and polyethylene oxide.

Geeignete anionische Retentionshilfsmittel sind Polymere von anionischem ethylenisch ungesättigtem Sulfon- oder Carbonsäuremonomer wie Acrylsäure (für gewöhnlich als ein Natrium- oder anderes wasserlösliches Salz), gegebenenfalls copolymerisiert mit nicht-ionischem ethylenisch ungesättigtem Monomer wie Acrylamid. Daher kann das anionische Polymer beispielsweise aus 3 bis 50 mol-%, oftmals 3 bis 20 mol-%, anionischem Monomer wie Natriumacrylat gebildet werden, wobei der Rest Acrylamid ist.suitable Anionic retention aids are polymers of anionic ethylenic unsaturated sulfone or carboxylic acid monomer like acrylic acid (usually as a sodium or other water-soluble salt), optionally copolymerized with nonionic ethylenically unsaturated Monomer such as acrylamide. Therefore, the anionic polymer may be, for example from 3 to 50 mol%, often 3 to 20 mol%, of anionic monomer such as sodium acrylate, with the remainder being acrylamide.

Amphotere Polymere, die sowohl anionische als auch kationische Monomereinheiten enthalten, für gewöhnlich mit Acrylamid oder anderem nicht-ionischem Monomer, können verwendet werden.amphoteric Polymers containing both anionic and cationic monomer units included, usually with Acrylamide or other non-ionic monomer may be used become.

Kationische Polymere sind bevorzugt.cationic Polymers are preferred.

Das oder jedes kationische Polymer mit hohem Molekulargewicht ist für gewöhnlich ein Copolymer von einem ethylenisch ungesättigten kationischen Monomer, wobei der Rest ein anderes wasserlösliches, im allgemeinen nicht-ionisches, ethylenisch ungesättigtes Monomer wie Acrylamid ist. Die Menge an kationischem Monomer beträgt für gewöhnlich mindestens 2 oder 3 mol-%. Im allgemeinen beträgt sie nicht mehr als 20 mol-%, kann jedoch bis zu 50 mol-% oder mehr betragen. Das Polymer kann vollständig wasserlöslich sein oder kann in Form kleiner Teilchen aus einem teilweise löslichen, vernetzten Polymer vorliegen, wie in EP-A-202,780 beschrieben.The or each high molecular weight cationic polymer is usually a copolymer of an ethylenically unsaturated cationic monomer, the remainder being another water soluble, generally nonionic, ethylenically unsaturated monomer such as acrylamide. The amount of cationic monomer is usually at least 2 or 3 mol%. In general, it is not more than 20 mol%, but may be up to 50 mol% or more. The polymer may be completely water soluble or may be in the form of small particles of a partially soluble, crosslinked polymer as described in EP-A-202,780.

Das oder jedes kationische polymere Retentionshilfsmittel mit hohem Molekulargewicht hat typischerweise eine theoretische kationische Ladungsdichte von nicht mehr als etwa 3 m Val/g, oftmals nicht mehr als etwa 2 m Val/g. Im allgemeinen beträgt sie mindestens etwa 0,1 oder für gewöhnlich mindestens etwa 0,5 m Val/g. In dieser Beschreibung ist die theoreti sche kationische Ladungsdichte die Ladungsdichte, die durch die Berechnung aus der monomeren Zusammensetzung, die zur Bildung des Polymers verwendet werden soll, erhalten wurde.The or any high cationic polymeric retention aid Molecular weight typically has a theoretical cationic Charge density of not more than about 3 mV / g, often not more as about 2 m Val / g. In general, it is at least about 0.1 or for usually at least about 0.5 mVg / g. In this description, the theoretical cal is cationic charge density is the charge density determined by the calculation from the monomeric composition used to form the polymer should be used.

Geeignete kationische Monomere umfassen Dialkylaminoalkyl(meth)-acrylate und -acrylamide als Säureadditions- oder quartäre Salze. Die Alkylgruppen können 1–4 Kohlenstoffatome enthalten und die Aminoalkylgruppe kann 1–8 Kohlenstoffatome enthalten. Besonders bevorzugt sind Dialkylaminoethyl(meth)acrylate oder -acrylamide und Dialkylamino-1,3-propyl(meth)acrylamide.suitable cationic monomers include dialkylaminoalkyl (meth) acrylates and acrylamides as acid addition or quaternary Salts. The alkyl groups can 1-4 carbon atoms and the aminoalkyl group may contain 1-8 carbon atoms. Particularly preferred are dialkylaminoethyl (meth) acrylates or acrylamides and dialkylamino-1,3-propyl (meth) acrylamides.

Obgleich das Retentionshilfsmittel für gewöhnlich bevorzugt eine Grenzviskosität über 8 dl/g hat, kann es in einigen Fällen wünschenswert sein, ein Copolymer von Diallyldimethylammoniumchlorid und -acrylamid, das eine Grenzviskosität von mindestens 4 dl/g hat, als Retentionshilfsmittel zu verwenden, obgleich dies zur Herstellung eines solchen Polymers mit einer IV von 8 dl/g und höheren Werten, die für andere Polymere bevorzugt sind, nicht praktikabel sein wird.Although the retention aid for usually preferably has an intrinsic viscosity above 8 dl / g it can, in some cases desirable be a copolymer of diallyldimethylammonium chloride and acrylamide, the an intrinsic viscosity of at least 4 dl / g has to be used as a retention aid, although this is for producing such a polymer having an IV of 8 dl / g and higher Values for other polymers are preferred, will not be practical.

Die Gesamtmenge an polymerem Retentionshilfsmittel beträgt für gewöhnlich 0,01 bis 1 %, im allgemeinen 0,02 bis 0,1 % (200 bis 1.000 Gramm pro Tonne Trockengewicht der Suspension). Wenn das Verfahren das Scheren und die Wiederkoagulation mit einem mikropartikulären Material umfaßt, liegt die Menge an Retentionshilfsmitel im allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 0,06 % oder 0,1 %, wenn das Verfahren jedoch nur mit Koagulation, gefolgt von Entwässerung, das heißt, ohne Scheren und Wiederkoagulation durchgeführt wird, liegt die Menge für gewöhnlich im Bereich von 0,04 bis 0,15 %, oftmals 0,06 bis 0,1 %.The Total amount of polymeric retention aid is usually 0.01 to 1%, generally 0.02 to 0.1% (200 to 1,000 grams per Ton of dry weight of the suspension). If the procedure is shearing and coagulation with a microparticulate material comprises the amount of retention aid is generally within the range from 0.01 to 0.06% or 0.1%, if the method only with Coagulation, followed by drainage, this means, is performed without shearing and coagulation, the amount is usually in the Range from 0.04 to 0.15%, often 0.06 to 0.1%.

Die Menge hängt unter anderem von der Wahl des dünnen Cellulosefaserrohstoffes ab. Dieser kann aus irgendeiner günstigen Fasermasse oder einem Gemisch aus Fasermassen gebildet werden. Der dünne Faserrohstoff hat typischerweise einen Cellulosefasergehalt von 0,2 bis 2,0 Gew.-%, für gewöhnlich 0,3 bis 1,5 Gew.-%.The Quantity hangs among other things of the choice of the thin Cellulose fiber raw material from. This one can be cheap Fiber mass or a mixture of fiber masses are formed. Of the thin fiber raw material typically has a cellulose fiber content of 0.2 to 2.0% by weight, usually 0.3 to 1.5% by weight.

Das Retentionshilfsmittel mit einer IV über 4 dl/g (oder kationische Stärke) und die Menge, mit der es in dem Verfahren verwendet wird, muß so sein, daß eine gute Retention der Faserfeinteilchen und des Füllstoffes (sofern vorhanden) erreicht wird. Die Auswahl des Retenti onshilfsmittels und seiner Menge kann auf herkömmliche Art und Weise erfolgen, indem das Verfahren in Abwesenheit von Stärke mit unterschiedlichen Mengen an unterschiedlichen Retentionshilfsmitteln durchgeführt wird, um so eine effektive Kombination von Retentionshilfsmittel und seiner Menge für die bestimmte Cellulosesuspension, die behandelt wird, auszuwählen. Naturgemäß sollte dieser Test mit der anschließenden Zugabe eines mikropartikulären anionischen Materials durchgeführt werden, wenn das ganze Verfahren die Verwendung dieses Materials umfaßt. Umfaßt die Ausgangscellulosesuspension anionischen Abfall, kann die Suspension anfänglich wünschenswerterweise mit einem kationischen Koagulator und/oder Bentonit behandelt werden, um so die Menge an polymerem Retentionshilfsmittel, die erforderlich ist, zu verringern.The Retention aids with an IV above 4 dl / g (or cationic Strength) and the amount with which it is used in the process must be like that that one good retention of the fiber fine particles and of the filler (if present) is reached. The selection of the retention aid and its Quantity can be on conventional Way done by using the method in the absence of starch with different amounts of different retention aids carried out is an effective combination of retention aids and his amount for to select the particular cellulase suspension being treated. Naturally, should this test with the subsequent Adding a microparticulate anionic material if the whole process is the use of this material includes. includes the starting cellulase suspension anionic waste, the suspension can be initially desirably treated with a cationic coagulator and / or bentonite, so the amount of polymeric retention aid required is to decrease.

Die Menge an Retentionshilfsmittel wird immer größer sein als die Menge, die zur Ausfällung oder Wechselwirkung mit dem anionischen löslichen Material in der Cellulosesuspension erforderlich ist. Wird die Retentionsleistung gegen die Dosis an Polymer in einer typischen Kombination geplottet, wird zu erkennen sein, daß, wenn die Dosis steigt, die Retention schwach sein wird und nur stufenweise um geringe Werte steigen wird, dann jedoch signifikant über einen relativ kleinen Dosisbereich steigen wird, und dann nicht weiter auf ein signifikantes Ausmaß steigen wird. Die Dosis, bei der sich die Retention merklich verbessert, ist ein Anzeichen für den Bedarf dieser Suspension für das Retentionshilfsmittel und in der Erfindung sollte die Gesamtmenge dieses Retentionshilfsmittels bei oder über der Menge liegen, bei der die Retention signifikant gestiegen ist. Demgemäß liegt diese Menge über der stöchiometrischen Menge, die für die Reaktion mit irgendeinem anionischen polymeren Material in der Cellulosesuspension und irgendeiner Fasermasse, aus der sie gebildet wird, erforderlich ist. Im allgemeinen wird die Suspension ohne die bewußte Zugabe anionischer, polymerer Materialien hergestellt.The amount of retention aid will always be greater than the amount required to precipitate or interact with the anionic soluble material in the cellulosic suspension. If the retention performance is plotted against the dose of polymer in a typical combination, it will be appreciated that as the dose increases, the retention will be weak and only gradually increase by small values, but will then increase significantly over a relatively small dose range , and then will not continue to rise to a significant extent. The dose at which retention significantly improves is an indication of the need for this suspension for the retention aid and in the invention the total amount of retention aid should be at or above the level at which retention has increased significantly. Accordingly, this amount is above the stoichiometric amount required for reaction with any anionic polymeric material in the cellulosic suspension and any pulp from which it is formed. In general, without the deliberate addition of anionic, poly made of other materials.

Wenn wir sagen, daß die Cellulosesuspension koaguliert ist, meinen wir, daß sie in einem Zustand vorliegt, der für eine Cellulosesuspension, die mit einem wirksamen Retentionsmittel mit hohem Molekulargewicht in einer wirksamen Menge behandelt wurde, typisch ist.If we say that Cellulose suspension is coagulated, we mean that they are in a condition exists for a cellulase suspension containing an effective retention aid treated with high molecular weight in an effective amount, typical.

In bevorzugten Verfahren wird das Retentionssystem (unter Verwendung eines Polymers mit hoher IV oder gelöster kationischer Stärke) hinsichtlich Retentions-, Entwässerungs- und Trocknungseigenschaften auf herkömmliche Art und Weise ausgewählt und optimiert, und die partikuläre Stärke wird in die Polymerlösung ohne wesentliche Veränderung des optimalen Retentionssystems injiziert.In preferred method is the retention system (using a high IV or dissolved cationic starch polymer) Retention, drainage and drying properties are selected in a conventional manner and optimized, and the particular Strength is in the polymer solution without significant change of the optimal retention system.

Die Stärke in den Teilchen muß vor Beginn der Entwässerung der Suspension im wesentlichen ungelöst bleiben, da ansonsten die gelöste Stärke voraussichtlich aus der Suspension läuft. Ein einfacher Weg zur Bestimmung, ob die Teilchen im wesentlichen ungelöst geblieben sind oder nicht, ist die Titrierung des Sickerwassers hinsichtlich gelöster Stärke. Ist die Menge an gelöster Stärke in dem Sickerwasser ausreichend gering (nachdem jegliche gelöste Stärke mit Fasern, beispielsweise aus recyceltem Papier, eingeführt werden konnte), ist dies ein Anzeichen dafür, daß die Teilchen im wesentlichen ungelöst geblieben sind. Die Menge an gelöster Stärke in dem Sickerwasser sollte beispielsweise bevorzugt weniger als 20 %, bevorzugt weniger als 10 % und am stärksten bevorzugt weniger als 5 % der Menge an partikulärer Stärke in der Suspension darstellen, nachdem lösliche Stärke, die anderswo herstammt, abgezogen wurde.The Strength in the particle must be before Start of drainage remain substantially undissolved in the suspension, otherwise the dissolved Strength expected to run out of suspension. A simple way to determine whether the particles have remained essentially unresolved or not, is the titration of leachate in terms of dissolved starch. is the amount of dissolved Strength in the leachate sufficiently low (after any dissolved starch with Fibers, such as recycled paper, are introduced could), this is an indication that the particles are essentially unsolved remained. The amount of dissolved Strength in the leachate, for example, preferably less than 20%, preferably less than 10%, and most preferably less than 5% of the amount of particulate Strength in the suspension after soluble starch, which comes from elsewhere, was deducted.

Ein Weg, der sicherstellt, daß die Teilchen vor der Entwässerung im wesentlichen ungelöst bleiben, ist die Einführung der Stärke in nicht verkleisterter, im wesentlichen wasserunlöslicher Form und die Beibehaltung der Bedingungen in der Suspension, so daß vor Beginn der Entwässerung keine signifikante Verkleisterung auftritt. In einem solchen Verfahren muß die Stärke während der Entwässerungs- und Trocknungsstufen verkleistert werden.One Way, that ensures that the Particles before drainage essentially unresolved stay is the introduction the strength in non-gelatinised, substantially water-insoluble Form and maintaining the conditions in the suspension, so that before Start of drainage no significant gelatinization occurs. In such a procedure must the Strength while the drainage and drying stages are gelatinized.

In herkömmlichen Verfahren wird die Entwässerung bei Temperaturen über Umgebung vorgenommen, und das Trocknen wird unter Anwendung von Wärme durchgeführt. Durch die richtige Wahl der Entwässerungs- und Trocknungsbedingungen und der Sorte der nicht verkleisterten Stärke kann während der Trocknungsstufe eine geeignete Verkleisterung erreicht werden, während der Bogen immer noch feucht ist. Wünschenswerterweise kann die bewußte Erwärmung des nassen Bogens angewendet werden, sogar bevor die endgültige Entwässerung beendet ist, um ihn so vor dem Eintritt in die Trocknungsstufen vorzuwärmen. Der nasse Bogen kann beispielsweise unter einem Dunstabzug oder einem Heizelement wie einem Devroniser (Markenname) durchgeführt werden, und dies kann die vollständige Verkleisterung und Auflösung der Stärke erleichtern.In usual Procedure is drainage at temperatures above Environment, and drying is done using Heat performed. By the right choice of drainage and drying conditions and the type of non-gelatinised Strength can while the drying step a suitable gelatinization can be achieved while the bow is still wet. Desirably, the conscious warming The wet bow will be applied even before the final drainage is finished to him so before entering the drying stages preheat. For example, the wet sheet can be placed under a fume hood or a heating element such as a Devroniser (brand name), and this can be the complete one Gelatinization and dissolution of strength.

Der Scherakt der koagulierten Suspension vor der Wiederkoagulation wird zwangsläufig zur Aufbrechung jeglicher Flocken oder Aggregate von Stärketeilchen führen, und so wird dieses bevorzugte Verfahren zu Stärketeilchen führen, die gleichmäßiger durch den Bogen verteilt sind als einzelne Teilchen. Im Ergebnis wird eine gründlichere Verkleisterung dieser Teilchen stattfinden, als wenn Cluster aus Teilchen in dem Bogen vorhanden sind, und dies ist ein wichtiger Vorteil der bevorzugten Verfahren der Erfindung, die die Scherung und Wiederkoagulation der koagulierten Suspension umfassen.Of the Scherakt the coagulated suspension before re-coagulation is inevitably for breaking up any flakes or aggregates of starch particles to lead, and so this preferred method will lead to starch particles which more evenly the arc are distributed as individual particles. As a result, will a more thorough Gelatinization of these particles take place as if clusters out Particles are present in the arc, and this is an important one Advantage of the preferred methods of the invention, the shear and Coagulation of the coagulated suspension.

Die Stärketeilchen müssen verkleistert werden, solange noch Feuchtigkeit in dem Bogen ist, damit die Verkleisterung zufriedenstellen verläuft, und damit sich die Teilchen so in dem Bogen ausbreiten, daß im Gegensatz zu nur Punktbindungen ein Film in dem Bogen erzeugt wird. Im Ergebnis der Stärkeverkleisterung in Gegenwart von Feuchtigkeit wird sie zwischen den Fasern migrieren, so daß eine gleichmäßigere Verteilung der Stärke auf, um und zwischen den Papierfasern erhalten wird. Die Menge an Feuchtigkeit, die in dem Bogen verbleiben sollte, wenn die Stärke aufgelöst wird, kann ziemlich gering sein, und muß lediglich ausreichen, um die Migration der verkleisterten Stärke zu ermöglichen, damit eine adäquate Verteilung der Stärke durch den Bogen erhalten wird.The starch have to be gelatinized while there is still moisture in the arch, so that the gelatinization proceeds satisfactorily, and thus the particles so spread in the bow, that in the Unlike just point bonds, a movie is created in the sheet. As a result of starch gelatinization in the presence of moisture, it will migrate between the fibers, so that one more even distribution of Strength on, around and between the paper fibers is obtained. The amount of Moisture that should remain in the bow when the starch is dissolved, can be quite small, and must be sufficient only to the Migration of the gelatinized starch to enable with it an adequate one Distribution of strength obtained by the bow.

Zur leichteren Umsetzung einer schnellen Verkleisterung kann wünschenswerterweise eine Stärke verwendet werden, die von Natur aus bei geringer Temperatur verkleistert oder die hinsichtlich der Verringerung ihrer Verkleisterungstemperatur modifiziert worden ist, vorausgesetzt, sie bleibt vor der Entwässerung im wesentlichen ungelöst.to Easier implementation of rapid gelatinization may desirably used a starch which are naturally gelatinized at low temperature or in terms of reducing their gelatinization temperature has been modified, provided it remains before drainage essentially unresolved.

Für gewöhnlich ist die Stärke eine ungekochte, rohe Stärke wie rohe Mais-, Kartoffel-, Getreide-, Weizen- oder Tapioka-Stärke.Usually is the strenght an uncooked, raw starch such as raw corn, potato, cereal, wheat or tapioca starch.

Quellbare oder vorgekochte (und daher lösliche) Stärke kann als unlösliche Teilchen eingeführt werden. Daher kann, ehe man auf die Unlöslichkeit von nicht verkleisterten Stärketeilchen und das anschließende Kochen, das während des Verfahrens stattfindet, angewiesen ist, die Auflösung vorgekochter Stärke in den Teilchen der Suspension durch den Schutz der Stärke mit einer wasserundurchlässigen Hülle oder Matrix, die sich während der anschließenden Entwässerung und Trocknung auflöst, verhindert werden. Es kann jedes Material, das ausreichend wasserunlöslich ist, um die signifikante Auflösung der Stärke vor der Entwässe rung zu verhindern, verwendet werden, vorausgesetzt, die Hülle oder Matrix wird sich auflösen, um die Stärke während der Entwässerung und/oder Trocknung freizusetzen.swellable or precooked (and therefore soluble) Strength can be considered insoluble Particles introduced become. Therefore, one can count on the insolubility of not gelatinized starch and the subsequent cooking, that while the procedure is instructed, the resolution precooked Strength in the particles of the suspension by the protection of the starch with a water-impermeable Shell or Matrix, which is during the subsequent drainage and drying dissolves, be prevented. Any material that is sufficiently water-insoluble can around the significant resolution the strength before draining to be used, provided the shell or Matrix will dissolve, about the strength during the drainage and / or drying.

Die Hülle oder Matrix maß nicht dauerhaft wasserundurchlässig sein. Beispielsweise kann eine sich langsam auflösende Hülle oder Matrix zum Schutz der Stärke ausreichen, da selbst, wenn die Hülle sich im Stoffauflauf teilweise auflöst, die Zeit, die die eingeschlossenen Stärketeilchen benötigen, um sich in dem Stoffauflauf aufzulösen, noch immer nicht ausreicht.The Shell or Matrix did not measure permanently impermeable to water be. For example, a slow dissolving shell or matrix may be used for protection the strength suffice, since even if the cover is partially in the headbox dissolves, the time it takes the trapped starch particles to to dissolve in the headbox, still not enough.

Die Hülle oder Matrix kann ein thermoplastisches Material mit einem derartigen Schmelzpunkt sein, daß eine vorzeitige Auflösung der Hülle oder Matrix verhindert wird. Beispielsweise liegt die normale Temperatur der Suspension, die zu dem Stoffauflauf geführt wird, typischerweise im Bereich von 40 bis 50 °C und die Umgebungstemperatur um das Entwässerungssieb liegt typischerweise in demselben Bereich. Sind die Teilchen mit einer Beschichtung oder Matrix versehen, die eine Schmelztemperatur bei oder über der Temperatur des Stoffauflaufs hat, wird bis zum Stoffauflauf im wesentlichen kein Schmelzen auftreten, und der größte Teil des Schmelzens und im wesentlichen die gesamte Auflösung der Stärke wird nicht auftreten, bis die Entwässerung größtenteils abgeschlossen ist. Geeignete thermoplastische Materialien, die verwendet werden können, umfassen Kohlenwasserstoffwachse.The Shell or Matrix may be a thermoplastic material with such Melting point be that one premature dissolution the shell or matrix is prevented. For example, the normal temperature is the suspension, which is led to the headbox, typically in Range from 40 to 50 ° C and the ambient temperature around the dewatering screen is typically in the same area. Are the particles with a coating or Matrix provided, which has a melting temperature at or above the Headbox temperature is substantially up to the headbox no melting occurs, and most of the melting and essentially the entire resolution the strength will not occur until the drainage is largely completed. Suitable thermoplastic materials that may be used include Hydrocarbon waxes.

Anstelle der Verwendung einer thermoplastischen Hülle oder Matrix kann eine pH-empfindliche Hülle oder Matrix verwendet werden. Beispielsweise kann die gekochte Stärke von einem Polymer, das wasserunlöslich und bei dem pH der Stärkedispersion, die der Mühle zugeführt wird, nicht quellbar ist, umschlossen oder auf andere Weise geschützt werden, und diese Dispersion wird dem Stoffauflauf, der einen pH hat, bei dem das Polymer quillt oder sich auflöst, zugegeben. Beispielsweise kann das Schutzpolymer ein Copolymer von wasserlöslichen und wasserunlöslichen, ethylenisch ungesättigten Monomeren wie Methacrylsäure oder einem anderen wasserlöslichen Monomer und Ethylacrylat oder einem anderen wasserunlöslichen Monomer sein. Die Herstellung pH-empfindlicher Polymere dieser allgemeinen Art durch Öl-in-Wasser-Emulsionspolymerisation ist allgemein bekannt.Instead of the use of a thermoplastic shell or matrix may be a pH sensitive shell or Matrix can be used. For example, the cooked starch of a polymer that is insoluble in water and at the pH of the starch dispersion, the mill supplied is not swellable, enclosed or otherwise protected, and this dispersion is added to the headbox which has a pH the polymer swells or dissolves added. For example the protective polymer may be a copolymer of water-soluble and water-insoluble, ethylenically unsaturated Monomers such as methacrylic acid or another water-soluble Monomer and ethyl acrylate or another water-insoluble Be monomer. The preparation of pH-sensitive polymers of this general Art by oil-in-water emulsion polymerization is well known.

Verfahren zur Einführung eines Wirkstoffes in Teilchen einer Schutzmatrix oder in eine Hülle sind allgemein bekannt und können in der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann das Gemisch aus der Stärke und dem Schutzmaterial sprühgetrocknet werden oder eine Koazervatbeschichtung kann um die Stärketeilchen gebildet werden.method for the introduction of an active agent in particles of a protective matrix or in a shell generally known and can used in the invention. For example, the mixture out of strength and the protective material spray-dried or a coacervate coating can be added to the starch particles be formed.

Die Menge an Stärke, die in den Bogen eingeführt wird, wird normalerweise mindestens 0,05 % und für gewöhnlich mindestens 0,2 % Trockengewicht betragen. Die größten Vorteile des Verfahrens werden erreicht, wenn die Menge über 2 oder 3 Gew.-%, zum Beispiel 5 Gew.-%, 10 Gew.-% oder sogar bis zu 12 oder 15 Gew.-% beträgt. Ein Vorteil des Verfahrens der Erfindung ist jedoch, daß das Verfahren entweder bei hohen Stärkeladungen oder geringen Stärkeladungen arbeiten kann, nur indem die Menge an Stärke verändert wird, ohne signifikante Veränderung im Rest des Verfahrens.The Amount of strength, which introduced into the bow will normally be at least 0.05% and usually at least 0.2% dry weight be. The biggest advantages of the process are achieved when the amount is over 2 or 3 wt%, for example 5 wt .-%, 10 wt .-% or even up to 12 or 15 wt .-% is. One Advantage of the method of the invention, however, is that the method either at high starch loadings or small starch loadings can work only by changing the amount of strength without significant change in the rest of the procedure.

Die Größe der Teilchen liegt im allgemeinen bei mindestens 90 Gew.-% unter 100 μm, bevorzugt unter 50 μm, oftmals 5 bis 50 μm. 90 Gew.-% der Stärketeilchen können eine Größe von mindestens bis 10 μm, im allgemeinen 5–10 μm haben. Die Stärke ist bevorzugt granulär, so daß alle drei Dimensionen weitestgehend ähnlich sind.The Size of the particles is generally at least 90 wt .-% below 100 microns, preferably less than 50 μm, often 5 to 50 microns. 90% by weight of the starch particles can a size of at least up to 10 μm, generally 5-10 microns have. The strenght is preferably granular, so that everyone three dimensions are largely similar are.

Das anionische mikropartikuläre oder kolloide Material (sofern verwendet) ist bevorzugt Bentonit, das heißt, ein anorganischer Quellton, wie zum Beispiel in EP-A-235,893 beschrieben. Es kann jedoch auch kolloides Siliciumdioxid (wie in U.S. 4,643,801 beschrieben), Polysilicatmikrogel (wie in EP-A-359,552 beschrieben), Polykieselsäuremikrogel, wie in EP-A-348,366 beschrieben, oder Aluminium-modifizierte Versionen jedes dieser sein. Anstelle eines anorganischen anionischen kolloiden Materials kann ein organisches Material verwendet werden. So kann eine anionische organische polymere Emulsion verwendet werden. Die emulgierten Polymerteilchen können unlöslich sein, weil sie aus einem Copolymer von beispielsweise einem wasserlöslichen anionischen Polymer und einem oder mehreren unlöslichen Monomeren wie Ethylacrylat gebildet sind, bevorzugt ist die polymere Emulsion aber eine vernetzte Mikroemulsion aus einem wasserlöslichen monomeren Material. Die Teilchengröße des kolloiden Materials liegt im allgemeinen unter 2 μm, bevorzugt unter 1 μm und am stärksten bevorzugt unter 0,1 μm.The anionic microparticulate or colloidal material (if used) is preferably bentonite, that is, an inorganic swelling clay, as described, for example, in EP-A-235,893. However, colloidal silica (as in US 4,643,801 polysilicate microgel (as described in EP-A-359,552), polysilicic acid microgel as described in EP-A-348,366, or aluminum modified versions of each of these. Instead of an inorganic anionic colloid material, an organic material may be used. Thus, an anionic organic polymeric emulsion can be used. The emulsified polymer particles may be insoluble because they are formed from a copolymer of, for example, a water-soluble anionic polymer and one or more insoluble monomers such as ethyl acrylate, but preferably the polymeric emulsion is a crosslinked microemulsion of a water-soluble mo nomeren material. The particle size of the colloidal material is generally less than 2 microns, preferably less than 1 micron, and most preferably less than 0.1 microns.

Die Menge an kolloidem Material (Trockengewicht, basierend auf dem Trockengewicht der Cellulosesuspension) beträgt im allgemeinen mindestens 0,03 % und für gewöhnlich mindestens 0,1 %. Sie kann beispielsweise bis zu 2 % betragen, liegt im allgemeinen aber unter 1 %. Die Wahl und die Menge des anionischen kolloiden Materials sollte so sein, daß, was häufig als „Superkoagulation" bezeichnet wird, herbeigeführt wird.The Amount of colloidal material (dry weight, based on dry weight the cellulosic suspension) generally at least 0.03% and usually at least 0.1%. she may for example be up to 2%, but is generally below 1%. The choice and amount of anionic colloidal material should be like that, what often referred to as "super coagulation", brought becomes.

Das anionische mikropartikuläre oder kolloide Material wird bevorzugt zu der Suspension nach dem letzten Punkt hoher Scherung, zum Beispiel beim Stoffauflauf, zugegeben, und die Suspension kann dann auf herkömmliche Weise entwässert werden.The anionic microparticulate or colloidal material is preferred to the suspension after the last one Point high shear, for example, the headbox, added, and the suspension may then be dewatered in a conventional manner.

Die anfängliche Auswahl geeigneter Materialien kann auf der Basis von Versuchen mit herkömmlichen Laborgeräten wie einem Britt-Gefäß und der Prüfbogentechnik erfolgen, der kommerzielle Betrieb des Verfahrens wird jedoch auf einer Papierherstellungsmaschine durchgeführt, in der der dünne Cellulosefaserrohstoff in herkömmlicher Art und Weise, im allgemeinen durch Verdünnung eines dicken Faserrohstoffes mit Abwasser, bereitgestellt und zu einem Stoffauflauf durch ein geeignetes Gerät wie einer Lüfterpumpe und einem Zentrisieb überführt und aus dem Stoffauflauf auf ein sich bewegendes Sieb entladen wird.The initial Selection of suitable materials may be based on experiments with conventional lab equipment like a Britt vessel and the Prüfbogentechnik However, commercial operation of the process will occur a papermaking machine in which the thin cellulosic fiber raw material in conventional Way, in general by dilution of a thick fiber raw material with sewage, and provided to a headbox by a suitable device like a fan pump and a Zentrisieb transferred and is discharged from the headbox onto a moving screen.

Dieses Sieb kann bei herkömmlichen Siebgeschwindigkeiten laufen, die normalerweise über 100 Meter pro Minute und typischerweise im Bereich von 700 bis 1500 Meter pro Minute liegen.This Sieve can be conventional Screen speeds run normally over 100 meters per minute and typically in the range of 700 to 1500 meters per minute.

Die Maschine wird eine Trocknungszone in herkömmlicher Art umfassen, ein Vorteil der Erfindung ist jedoch, daß die Maschine nicht mit einer Leimpresse oder mit irgendeiner anderen Vorrichtung zur Auftragung der Stärke auf den nassen Bogen oder den getrockneten Bogen ausgestattet sein muß.The Machine will include a drying zone in a conventional manner Advantage of the invention, however, is that the machine is not with a Size press or with any other device for applying the Strength be equipped on the wet sheet or the dried bow got to.

Je nach Bedarf kann jedoch zusätzliche Stärke auf den nassen Bogen oder den getrockneten Bogen auf herkömmliche Art und Weise aufgetragen werden.ever however, additional may be required Strength on the wet sheet or the dried bow on conventional Way to be applied.

Folgendes sind Beispiele.following are examples.

Beispiel 1example 1

Ein Mahlversuch wurde auf einer Fourdrinier-Maschine unter Erzeugung eines Wellenmaterials bei 600 m/min aus 100 % Abfallpapierrohstoff durchgeführt. Ein kationisches Polymer von Acrylamid mit 10 mol-% kationischem Acrylat, IV 12 dl/g, wurde dem dünnen Faserrohstoff vor dem Zentrisieb bei einem Dosierniveau von 800 g/Tonne zugegeben. Eine 20%ige Aufschlämmung aus roher Stärke wurde kurz vor der Zugabe des Polymers zu dem dünnen Faserrohstoff in ausreichenden Mengen, damit 5 % Stärke, basierend auf dem Trockengewicht von Papier, bereitgestellt werden, der Polymerleitung zugeführt. Bentonit wurde dem dünnen Faserrohstoff nach dem Zentrisieb und kurz vor dem Stoffauflauf bei einem Dosierniveau von 0,5 % zugegeben.One Milling trial was underway on a Fourdrinier machine a shaft material at 600 m / min of 100% waste paper raw material carried out. A cationic polymer of acrylamide with 10 mol% cationic Acrylate, IV 12 dl / g, became the thin one Fiber raw material in front of the centrifuge at a dosage level of 800 g / ton added. A 20% raw starch slurry was added just before the addition of the polymer to the thin fiber stock in sufficient Quantities, so 5% starch, based on the dry weight of paper, supplied to the polymer line. Bentonite became the thin one Fibrous raw material after the centric sieve and just before the headbox added at a dosage level of 0.5%.

Die Analyse der Stärke, die in dem Bogen verblieb, zeigte, daß über 95 % der zugegebenen Stärke in dem Bogen zurückbehalten wurden. Die Erwärmung während der Trocknungsstufen der Maschine sorgte dafür, daß die Stärke während der Trocknung verkleistert wurde.The Analysis of strength, which remained in the sheet showed that over 95% of the added starch in the Retained bow were. The warming while The drying stages of the machine caused the starch to gel during drying has been.

Beispiel 2Example 2

Linerboard mit einem Gewicht von etwa 140 Gramm pro Quadratmeter wurde auf einer Fourdrinier-Maschine in einem Verfahren hergestellt, das eine wässerige Lösung aus einem Polymer von Acrylamid mit 10 mol-% Dimethylaminoethylacrylatquartärsalz [DMAEAq], mit einer IV von 12 dl/g, bei einer Dosierung von 850 g/Tonne in die obere Schicht und 790 g/Tonne in die untere Schicht, vor dem Zentrisieb zugegeben, und Bentonit bei einer Dosierung von 5 kg/t sowohl in die obere als auch in die untere Schicht, zugegeben nach dem Zentrisieb, nutzt. Die Suspension enthielt recyceltes Papier und der Stärkegehalt in dem Bogen, ohne bewußte Zugabe von Stärke, schwankte zwischen etwa 0,9 und 1,2 %.linerboard weighing in at about 140 grams per square foot was up a Fourdrinier machine produced in a process that has a aqueous solution of a polymer of acrylamide with 10 mol% dimethylaminoethyl acrylate quaternary salt [DMAEAq], with an IV of 12 dl / g, at a dosage of 850 g / tonne in the top layer and 790 g / ton in the bottom layer, before the Centrifuge added and bentonite at a dosage of 5 kg / t in both the upper and lower layers, added after Zentrisieb, uses. The suspension contained recycled paper and the starch content in the bow, without conscious Adding starch, fluctuated between about 0.9 and 1.2%.

Partikuläre rohe Kartoffelstärke wurde dann als eine Aufschlämmung in die Polymereinspeisungsleitung bei einer Dosierung von 1,42 %, basierend auf dem Trockengewicht der Suspension, injiziert. Als betriebsbereite Bedingungen hergestellt waren, betrug die Menge an Stärke in dem Bogen 2,49 %, was die im wesentlichen vollständige Retention der partikulären Stärke anzeigt.Partly raw potato starch was then used as a slurry into the polymer feed line at a dosage of 1.42%, based on the dry weight of the suspension, injected. When operational conditions were produced, the amount was in strength in the arc 2.49%, which is the substantially complete retention the particular Strength displays.

Wenn die Menge der partikulären Stärke in der Suspension auf 3,11 % erhöht wurde, stieg die Menge in dem Bogen auf 4,34 %, und wenn die Menge in der Suspension auf 3,50 % stieg, stieg die Menge in dem Bogen auf 4,55 %, was wiederum die im wesentlichen vollständige Retention anzeigte.If the amount of particulate Strength increased in the suspension to 3.11% was, the amount in the arc rose to 4.34%, and when the amount in the suspension rose to 3.50%, the amount increased in the arc to 4.55%, which in turn gives essentially complete retention indicated.

Die Berstfestigkeit wurde um etwa 35 % erhöht und der CMT-Wert um etwa 20 %.The Burst strength was increased by about 35% and the CMT value increased by about 20%.

Beispiel 3Example 3

Zur Durchführung eines vorbereitenden Screenings geeigneter Kombinationen von Materialien wurde ein Abfallpapierrohstoff aus 60 % Zeitungspapier, 30 % Pappe und 10 % Illustrierte hergestellt und in einem Labordesintegrator 20 Minuten aufgeschlossen und dann verdünnt, um eine 0,5%ige dünne Faserrohstoffsuspension bei 25 °C zu bilden. Sie wurde 24 Stunden zur Konditionierung stehengelassen. Sie hatte einen pH von 7,5 bis 7,7.to execution a preliminary screening of suitable combinations of materials was a waste paper raw material from 60% newsprint, 30% cardboard and 10% magazines made and in a laboratory disintegrator Digested for 20 minutes and then diluted to a 0.5% thin fiber stock suspension at 25 ° C to build. It was allowed to stand for conditioning for 24 hours. It had a pH of 7.5 to 7.7.

500 ml dünner Faserrohstoff wurden in einem Britt Dynamic Drainage-Gefäß plaziert, das mit einem Papiermaschinensieb mit einer Rührereinstellung von 1500 U/min ausgestattet ist. Die erforderliche Menge einer 20%igen Stärkeaufschlämmung wurde mit der erforderlichen Menge einer 0,5%igen Lösung aus Polymer gemischt und in das Entwässerungsgefäß gegeben. Nach dem Rühren für 60 Sekunden bei 1500 U/min wurde der Rührer auf 800 U/min verlangsamt und die erforderliche Menge der Bentonitaufschlämmung wurde zugegeben. Nach 10 Sekunden Mischen wurde das Siebwasser 30 Sekunden gesammelt.500 ml thinner Fibrous raw materials were placed in a Britt Dynamic Drainage vessel, that with a paper machine screen with a stirrer setting of 1500 rev / min Is provided. The required amount of a 20% starch slurry became mixed with the required amount of a 0.5% solution of polymer and placed in the drainage vessel. After stirring for 60 Seconds at 1500 rpm, the stirrer was slowed to 800 rpm and the required amount of the bentonite slurry was added. To Mixing for 10 seconds, the white water was collected for 30 seconds.

Das gesammelte Siebwasser wurde bei 100 °C 30 Minuten gekocht, das Volumen auf das ursprüngliche Volumen rückgestellt und die Probe zur Entfernung der Fasern zentrifugiert. Ein angesäuertes Kaliumiodid-/Iodreagens wurde zugegeben und der blaue Stärke/Iodkomplex wurde optisch bewertet und mit einem Kalibrierungsgraphen verglichen, um eine Anzeige für den Stärkegehalt des Wassers zu erhalten. Aufgrund der besonderen Analysetechniken, die verwendet wurden, zeigen die Werte eher relative Werte als absolute Werte an, eine Steigerung des Wertes zeigt jedoch eine erhöhte Retention an.The collected white water was boiled at 100 ° C for 30 minutes, the volume to the original one Volume reset and centrifuging the sample to remove the fibers. An acidified potassium iodide / iodine reagent was added and the blue starch / iodine complex was optically evaluated and compared to a calibration graph, an ad for the starch content of the water. Due to the special analysis techniques, which were used, the values show relative values rather than absolute values Values on, but an increase in value indicates increased retention at.

In einer ersten Reihe von Tests wurde Polymer (Acrylamid mit 10 mol-% Dimethylaminoethylacrylatquartärsalz, IV 12 dl/g) mit 750 Gramm pro Tonne Faser, Bentonit mit 2.000 Gramm pro Tonne Faser und Stärke mit 80 kg pro Tonne Faser (8 %) zugegeben. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.In a first series of tests was polymer (acrylamide with 10 mol% Dimethylaminoethylacrylatquartärsalz, IV 12 dl / g) at 750 grams per tonne fiber, bentonite at 2,000 grams per ton of fiber and starch with 80 kg per ton of fiber (8%) added. It became the following Results obtained.

Figure 00250001
Figure 00250001

Diese Ergebnisse zeigen an, daß die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn die Stärke mit dem Polymer gemischt wird (gefolgt von Bentonit). Eine nützliche Retention wird auch erhalten, wenn das Polymer separat zugegeben wird, und die Stärkeanschließend mit Bentonit zugegeben wird. Die Zugabe der Stärke allein, vor oder nach dem Polymer, führt zu schlechten Ergebnissen.These Results indicate that the best results are obtained when the starch is mixed with the polymer is (followed by bentonite). A useful retention will also obtained when the polymer is added separately, and the starch with Bentonite is added. The addition of starch alone, before or after Polymer, leads to bad results.

Beispiel 4Example 4

Es wurde ein Verfahren weitestgehend wie in Beispiel 3 wiederholt, in dem die Retention (gemessen wie in Beispiel 3) bei 4 %, 6 % und 8 % Stärke verglichen wurde, wenn kein Polymer und Bentonit (Kontrolle) vorhanden ist, oder wenn die Stärke mit 750 g/t Polymer, gefolgt von 2.000 g/t Bentonit zugegeben wird.It a procedure was repeated as far as possible in Example 3, in which the retention (measured as in Example 3) at 4%, 6% and 8% strength when no polymer and bentonite (control) were present is, or if the strength with 750 g / t polymer, followed by 2,000 g / t bentonite is added.

Figure 00250002
Figure 00250002

Die Menge an zugegebener Stärke, basierend auf dem Volumen der Suspension bei den Mengen von 4 %, 6 % und 8 %, basierend auf dem Gewicht an Faser, betrug 200, 300 bzw. 400 ppm.The Amount of added starch, based on the volume of the suspension at the levels of 4%, 6% and 8%, based on the weight of fiber, was 200, 300 or 400 ppm.

Beispiel 5Example 5

Es wurde ein Verfahren weitestgehend wie in Beispiel 3 beschrieben, verwendet, außer daß in den drei durchgeführten Tests, die Polymer ohne anionisches mikropartikuläres Material nutzen, die Stärke mit der Polymerlösung dem Entwässerungsgefäß mit einer Rührereinstellung von 800 U/min zugegeben wurde, und nach dem Mischen für 10 Sekunden das Siebwasser für 30 Sekunden gesammelt wurde. Die Stärkeretention wurde wie in Beispiel 3 gemessen.It a procedure was described as much as in example 3, used, except that in the three carried out Tests, the polymer without anionic microparticulate material use, the strength with the polymer solution the drainage vessel with a stirrer setting of 800 rpm and after mixing for 10 seconds the white water for 30 seconds was collected. The starch retention was as in Example 3 measured.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

Figure 00260001
The results were as follows:
Figure 00260001

Diese Ergebnisse zeigen deutlich die enorm verbesserte Retention, die unter Verwendung eines kationischen Polymers mit hoher IV erhältlich ist, im Vergleich zu kationischen Polymeren mit niedrigem Molekulargewicht. Sie zeigen auch, daß gute Ergebnisse unter Verwendung von Polykieselsäure als das anionische mikropartikuläre Material erhalten werden können, aber der direkte Vergleich zwischen den beiden Tests mit dem kationischen Polyacrylamid ist aufgrund der unterschiedlichen Bedingungen, die für diese Tests verwendet worden, nicht ganz zuverlässig.These Results clearly show the enormously improved retention, the obtainable using a cationic polymer of high IV, compared to low molecular weight cationic polymers. They also show that good Results using polysilicic acid as the anionic microparticulate material can be obtained but the direct comparison between the two tests with the cationic Polyacrylamide is due to different conditions, the for this Tests have been used, not entirely reliable.

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung von Papier auf einer Papierherstellungsmaschine, umfassend – die Bereitstellung einer dünnen Cellulosefaserrohstoffsuspension, – die Koagulation der Suspension durch Zugabe einer wässerigen Lösung aus polymerem Retentionshilfsmittel, ausgewählt aus gelöster kationischer Stärke und synthetischem Polymer mit einer IV über 4 dl/g unter Bildung einer koagulierten Suspension, – die Scherung der koagulierten Suspension und Wiederkoagulation der gescherten Suspension durch Zugabe einer wässerigen Suspension aus einem mikropartikulären anionischen Material unter Bildung einer wiederkoagulierten Suspension, – die Entwässerung der koagulierten oder wiederkoagulierten Suspension durch ein sich bewegendes Sieb zur Bildung eines nassen Bogens, und – die Leitung des Bogens durch eine erwärmte Trocknungszone unter Bildung eines trockenen Bogens, wobei unlösliche Stärketeilchen zu der Cellulosesuspension als eine Aufschlämmung aus im wesentlichen frei dispergierten Teilchen als ein Teil oder die gesamte wässerige Lösung aus dem polymeren Retentionshilfsmittel zugegeben werden und die unlöslichen Stärketeilchen während der Trocknung erwärmt werden und lösliche Stärke in den Bogen in Gegenwart von Feuchtigkeit freisetzen.A process for making paper on a papermaking machine comprising - providing a thin cellulosic fiber stock suspension, - coagulating the suspension by adding an aqueous solution of polymeric retention aid selected from dissolved cationic starch and IV synthetic polymer over 4 dl / g to form a coagulated suspension; shearing of the coagulated suspension and re-coagulation of the sheared suspension by adding an aqueous suspension of a microparticulate anionic material to form a recoagulated suspension; dewatering the coagulated or coagulated suspension by a moving screen to form a wet sheet; Passing the sheet through a heated drying zone to form a dry sheet, insoluble starch particles becoming substantially free of the cellulosic suspension as a slurry dispersed particles as a part or all of the aqueous solution of the polymeric retention aid are added and the insoluble starch particles are heated during drying and release soluble starch into the sheet in the presence of moisture. Verfahren nach Anspruch 1, worin das anionische mikropartikuläre Material aus anorganischen Quelltonen, kolloidem Siliciumdioxid, Polysilicatmikrogelen, Polykieselsäuremikrogelen und Aluminium-modifiziertem kolloidem Siliciumdioxid, Aluminium-modifiziertem Polysilicatmikrogel und Aluminium-modifiziertem Polykieselsäuremikrogel ausgewählt ist.The method of claim 1, wherein the anionic microparticulate material inorganic swelling clays, colloidal silica, polysilicate microgels, Polykieselsäuremikrogelen and aluminum-modified colloidal silica, aluminum-modified Polysilicate microgel and aluminum-modified polysilicic acid microgel selected is. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Papier ein gefülltes Papier ist.A method according to claim 1 or claim 2, wherein the paper filled Paper is. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Papier im wesentlichen nicht gefülltes Papier ist.A method according to claim 1 or claim 2, wherein the paper is essentially unfilled paper. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Stärke in den Teilchen nicht verkleistert ist, so daß vor der Entwässerung im wesentlichen keine Auflösung der Stärke in die Suspension auftritt, und die Stärke während der Entwässerung oder Trocknung verkleistert wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein the strenght in the particles is not gelatinized, so that before draining essentially no resolution the strength in the suspension occurs, and the strength during drainage or drying is gelatinized. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Retentionshilfsmittel ein synthetisches polymeres Material mit einer Grenzviskosität von mindestens 4 dl/g ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the retention aid comprises a synthetic polymeric material an intrinsic viscosity of at least 4 dl / g. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Retentionshilfsmittel ein synthetisches polymeres Material mit einer Grenzviskosität von mindestens 8 dl/g ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the retention aid comprises a synthetic polymeric material an intrinsic viscosity of at least 8 dl / g. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das polymere Retentionshilfsmittel kationisch ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the polymeric retention aid is cationic. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die unlöslichen Teilchen der Stärke als eine Aufschlämmung in eine Lösung aus im wesentlichen dem gesamten polymeren Retentionshilfsmittel gegeben werden.A method according to any one of the preceding claims, wherein the insoluble Particles of strength as a slurry in a solution from essentially the entire polymeric retention aid are given. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder einem der Ansprüche 5 bis 9, worin der Bogen 20 bis 60 Gew.-% Füllstoff enthält.Method according to one of claims 1 to 3 or one of claims 5 to 9, wherein the sheet contains 20 to 60 wt .-% filler. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, oder einem der Ansprüche 4 bis 9, worin der Bogen ein im wesentlichen nicht gefüllter Bogen ist, der ein Wellenmaterial oder Linerboard ist.A method according to claim 1 or claim 2, or one of the claims 4 to 9, wherein the sheet is a substantially unfilled bow which is a shaft material or linerboard. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Menge an Stärke in dem Bogen 2 bis 15 % beträgt.A method according to any one of the preceding claims, wherein the amount of strength in the bow is 2 to 15%.
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