EP1799906A1 - Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn

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Publication number
EP1799906A1
EP1799906A1 EP05792281A EP05792281A EP1799906A1 EP 1799906 A1 EP1799906 A1 EP 1799906A1 EP 05792281 A EP05792281 A EP 05792281A EP 05792281 A EP05792281 A EP 05792281A EP 1799906 A1 EP1799906 A1 EP 1799906A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starch
fibrous web
producing
fibrous material
material web
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05792281A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Henssler
Daniel Kotzmaier
Robert Kling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1799906A1 publication Critical patent/EP1799906A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
    • D21H17/24—Polysaccharides
    • D21H17/28—Starch
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/24—Addition to the formed paper during paper manufacture
    • D21H23/26—Addition to the formed paper during paper manufacture by selecting point of addition or moisture content of the paper
    • D21H23/28—Addition before the dryer section, e.g. at the wet end or press section

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a paper, cardboard, or other fibrous web using a device for applying starch.
  • starch is applied to a fibrous web by a size press.
  • a first application device sprays a coating medium onto the web while passing it over a suction roll by means of a felt.
  • a second application device sprays a coating medium onto the surface of a transfer belt, from which the application medium is subsequently transferred to the web. Both application devices are arranged in front of the first press nip.
  • Starch is applied to the fibrous web either as starch paste or in the form of starch particles.
  • starch pastes the powder delivered in powder form is gelatinized in a cooking device. This starch paste is applied to the fibrous web.
  • starch particles In the case of applying starch particles, they are dispersed in water and the dispersion is applied to the fibrous web. The gelatinization of the starch takes place in the dryer section. The most common application for this type of application is the use of native starch which is sprayed onto the fibrous web in the wire section. Also the use of derivatized starches in the wire section is documented.
  • the gelatinization of the starch must take place, otherwise there will not be the desired increase in paper or board strength, which is the main reason for the use of starch in the production of fibrous webs.
  • the gelatinization can only be done in the presence of water. It is a process that depends on the temperature and the type of starch. The higher the temperature, the faster the gelatinisation takes place.
  • Starch pastes have the disadvantage that they bind a lot of water that can not be removed during the pressing process. This increases the need for expensive thermal drying energy; The necessary length of the dryer section also increases.
  • starch particles When applying starch particles, a certain dosage can not be exceeded, because otherwise the gelatinization of the starch is no longer complete. At first, the starch particles are surrounded by water, but the temperature is not high enough to cause gelatinization.
  • the fibrous web In the dryer section, the fibrous web is heated, whereby the gelatinization is accelerated. At the same time, however, the water evaporates, without which the gelatinization can not take place.
  • native starch which is applied to the fibrous web in the wire section, can be dosed up to a maximum of 4%. However, even at a dosage of 2%, the gelatinization of the starch is incomplete.
  • this object is achieved in a method of the type mentioned in that in the press section or in the dryer section unverkleisterte, derivatized starch is applied to the fibrous web.
  • the application in the press section is preferred, however, additionally or alternatively, non-pastified, derivatized starch can also be applied in the dryer section.
  • the starch is applied at a dry content of the fibrous web of more than 15%, in particular more than 25%.
  • the starch can be applied advantageously by spraying; However, other types of orders, for example, by a curtain applicator come into consideration.
  • the starch used may have a degree of substitution between 0 and 0.2, i. at most every fifth monomer can be substituted.
  • cationic starches preference is given to using 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride (CHPT).
  • CHPT 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride
  • Anionic starches are prepared from native starches by oxidation (eg with ammonium persulfate) or by derivatization with a sulfur trioxide / amine complex, carboxymethyl sodium monochloroacetate, propanesultone or with sodium mono- and dihydrogen phosphate. Even with non-derivatized starches, the gelatinization temperature depends on the origin of the starch. For example, corn starch, waxy maize starch, wheat starch gelatinizes at 75 0 C, at 72 0 C, potato starch at 65 0 C, at 85 0 C and tapioca starch at 72 0C
  • Origin, type of derivatization and degree of substitution have an influence on the rate of gelatinization of the starch.
  • the maximum possible dosage can be influenced.
  • the starch is applied at a dosage of at most 6%, preferably from 2% to 4%.
  • the starch is made for example from potatoes, wheat, corn, rice or tapioca roots.
  • the advantages of the invention are that a higher dry content is achieved in the fibrous web after it has passed through the press section.
  • the higher wet strength of the fibrous web has the advantage that there is less tendency for web breaks. This makes it possible to use a shorter dryer section.
  • the production speed can also be increased in existing machines for producing a pulp suspension.
  • the unverkleisterte derivatized starch allows a higher dosage than when using suspensions with native starches. This leads to higher strengths of the paper or cardboard. This makes it possible to use even poorer raw material to achieve the same quality of the fibrous web than in the prior art.
  • On additional units, such as a size press, which serve to increase the strength of the fibrous web can be dispensed with.
  • a five percent starch solution of derivatized starch is applied to a paper web in a press section, for example by a spraying device, while having a dry content of more than 25%.

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  • Paper (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Papier-, Karton-, oder einer anderen Faserstoffbahn unter Einsatz einer Vorrichtung zum Auftragen von Stärke ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenpartie oder in der Trockenpartie unverkleisterte, derivatisierte Stärke auf die Faserstoffbahn aufgetragen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Papier-, Karton-, oder einer anderen Faserstoffbahn unter Einsatz einer Vorrichtung zum Auftragen von Stärke.
Stärke wird beispielsweise durch eine Leimpresse auf eine Faserstoffbahn aufgebracht.
Aus der WO 00/55423 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung einer Papier- oder einer Kartonbahn in einer Pressenpartie bekannt. Eine erste Auftragsvorrichtung sprüht ein Auftragsmedium auf die Bahn, während diese mittels eines Filzes über eine Saugwalze geführt wird. Eine zweite Auftragsvorrichtung sprüht ein Auftragsmedium auf die Oberfläche eines Transferbandes, von dem das Auftragsmedium anschließend auf die Bahn übertragen wird. Beide Auftragsvorrichtungen sind vor dem ersten Pressnip angeordnet.
Stärke wird entweder als Stärkekleister oder in der Form von Stärkepartikeln auf die Faserstoffbahn aufgetragen. Im Fall von Stärkekleistern wird die in Pulverform angelieferte Stärke in einem Kochgerät verkleistert. Dieser Stärkekleister wird auf die Faserstoffbahn aufgetragen.
Im Falle des Auftrags von Stärkepartikeln werden diese in Wasser dispergiert, und die Dispersion wird auf die Faserstoffbahn aufgetragen. Die Verkleisterung der Stärke findet in der Trockenpartie statt. Der gebräuchlichste Anwendungsfall für diese Art der Aufbringung ist die Verwendung von nativer Stärke, die in der Siebpartie auf die Faserstoffbahn aufgesprüht wird. Auch die Verwendung von derivatisierten Stärken in der Siebpartie ist dokumentiert.
Die Verkleisterung der Stärke muss stattfinden, sonst kommt es nicht zu dem gewünschten Anstieg der Papier- oder Kartonfestigkeit, der den Hauptgrund für den Einsatz der Stärke in der Produktion von Faserstoffbahnen darstellt. Die Verkleisterung kann nur in Anwesenheit von Wasser erfolgen. Sie ist ein Prozess, der von der Temperatur und von der Art der Stärke abhängig ist. Je höher die Temperatur, desto rascher erfolgt die Verkleisterung.
Stärkekleister haben den Nachteil, dass sie viel Wasser binden, das während des Pressvorgangs nicht entfernt werden kann. Dadurch steigt der Bedarf an teurer thermischer Trocknungsenergie; auch die notwendige Länge der Trockenpartie erhöht sich.
Bei der Aufbringung von Stärkepartikeln kann eine bestimmte Dosierung nicht überschritten werden, weil sonst die Verkleisterung der Stärke nicht mehr vollständig ist. Zunächst sind die Stärkepartikel von Wasser umgeben, aber die Temperatur ist nicht ausreichend hoch, um die Verkleisterung hervorzurufen.
In der Trockenpartie wird die Faserstoffbahn erwärmt, wodurch die Verkleisterung beschleunigt wird. Gleichzeitig verdampft aber auch das Wasser, ohne das die Verkleisterung nicht stattfinden kann. So kann beispielsweise native Stärke, die in der Siebpartie auf die Faserstoffbahn aufgetragen wird, bis zu maximal 4 % dosiert werden. Jedoch ist bereits bei einer Dosierung von 2 % die Verkleisterung der Stärke unvollständig.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Einsatz von Stärke in der Herstellung einer Faserstoffbahn anzugeben, bei dem eine vollständige Verkleisterung erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in der Pressenpartie oder in der Trockenpartie unverkleisterte, derivatisierte Stärke auf die Faserstoffbahn aufgetragen wird.
Durch dieses Verfahren wird eine schlechte Pressenentwässerung vermieden; die maximale Dosierung der Stärke wird gesteigert. Die erforderliche thermische Trocknungsenergie wird reduziert. Dadurch lässt sich die Länge der Trockenpartie verkürzen, während gleichzeitig die Produktionsleistung der Maschine erhöht wird. Erfindungsgemäß ist der Auftrag in der Pressenpartie bevorzugt, jedoch kann zusätzlich oder alternativ auch in der Trockenpartie unverkleisterte, derivatisierte Stärke aufgebracht werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Von Vorteil ist es, wenn die Stärke bei einem Trockengehalt der Faserstoffbahn von mehr als 15 %, insbesondere von mehr als 25 %, aufgetragen wird.
Die Stärke lässt sich vorteilhaft durch Aufsprühen aufbringen; jedoch kommen auch andere Auftragsarten, beispielsweise durch ein Vorhangauftragswerk, in Betracht.
Es gibt verschiedene Arten derivatisierter Stärke. Zum Einsatz kommen vorzugsweise kationische, anionische oder amphotere, d. h. biionische, Stärke.
Die zum Einsatz kommende Stärke kann einen Substitutionsgrad zwischen 0 und 0,2 haben, d.h. maximal jedes fünfte Monomer kann substituiert sein.
Zur Herstellung von kationischen Stärken wird bevorzugt 3-Chloro-2- hydroxypropyl-trimethylammoniumchlorid (CHPT) eingesetzt. Anionische Stärken werden aus nativen Stärken durch Oxidation (z.B. mit Ammoniumpersulfat) oder durch Derivatisierung mit einem Schwefeltrioxid/amin Komplex, Carboxymethyl Natriummonochloroacetat, Propansulton oder mit Natriummono- und - dihydrogenphosphat hergestellt. Auch bei nicht derivatisierten Stärken hängt die Verkleisterungstemperatur von der Herkunft der Stärke ab. So verkleistert beispielsweise Maisstärke bei 750C, Wachsmaisstärke bei 720C, Kartoffelstärke bei 650C, Weizenstärke bei 850C und Tapiocastärke bei 720C.
Herkunft, Art der Derivatisierung und Substitutionsgrad haben einen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Verkleisterung der Stärke. Durch gezielte Auswahl des Stärketyps hinsichtlich Herkunft, Art und Substitution kann die maximal mögliche Dosierung beeinflusst werden.
Die Stärke wird mit einer Dosierung von maximal 6 %, vorzugsweise von 2% bis 4 % aufgetragen. Hierbei wird die stärke beispielsweise aus Kartoffeln, Weizen, Mais, Reis oder Tapioca-Wurzeln hergestellt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass ein höherer Trockengehalt in der Faserstoffbahn erzielt wird, nachdem diese die Pressenpartie durchlaufen hat. Die höhere Nassfestigkeit der Faserstoffbahn hat gleichzeitig den Vorteil, dass eine geringere Neigung zu Bahnrissen besteht. Damit lässt sich eine kürzere Trockenpartie einsetzen. Die Produktionsgeschwindigkeit lässt sich auch in bestehenden Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension erhöhen. Die unverkleisterte derivatisierte Stärke lässt eine höhere Dosierung als beim Einsatz von Suspensionen mit nativen Stärken zu. Dies führt zu höheren Festigkeiten des Papiers oder des Kartons. Damit lässt sich auch schlechterer Rohstoff zum Erzielen derselben Qualität der Faserstoffbahn als nach dem Stand der Technik einsetzen. Auf zusätzliche Aggregate, beispielsweise eine Leimpresse, die zur Erhöhung der Festigkeit der Faserstoffbahn dienen, kann verzichtet werden.
Gemäß der Erfindung wird in einer Pressenpartie beispielsweise durch eine Sprüheinrichtung eine fünfprozentige Stärkelösung derivatisierter Stärke auf eine Papierbahn aufgebracht, während diese einen Trockengehalt von mehr als 25 % aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Papier-, Karton-, oder einer anderen Faserstoffbahn unter Einsatz einer Vorrichtung zum Auftragen von Stärke, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pressenpartie oder in der Trockenpartie unverkleisterte, derivatisierte Stärke auf die Faserstoffbahn aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke bei einem Trockengehalt der Faserstoffbahn von mehr als 15 %, insbesondere von mehr als 25 %, aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke aufgesprüht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Stärke kationische, anionische oder amphotere Stärke eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Stärke mit einem Substitutionsgrad zwischen 0 und 0,2 eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke mit einer Dosierung von maximal 6%, vorzugsweise von 2% bis 4 % aufgetragen wird.
EP05792281A 2004-10-05 2005-10-04 Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn Withdrawn EP1799906A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410048431 DE102004048431A1 (de) 2004-10-05 2004-10-05 Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn
PCT/EP2005/054981 WO2006037774A1 (de) 2004-10-05 2005-10-04 Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn

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Publication Number Publication Date
EP1799906A1 true EP1799906A1 (de) 2007-06-27

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Family Applications (1)

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EP05792281A Withdrawn EP1799906A1 (de) 2004-10-05 2005-10-04 Verfahren zur herstellung einer faserstoffbahn

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EP (1) EP1799906A1 (de)
DE (1) DE102004048431A1 (de)
WO (1) WO2006037774A1 (de)

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