Cellulosehaltiger Füllstoff für Papier-, Tissue- oder Kartonprodukte sowie Herstel¬ lungsverfahren hierfür sowie einen solchen Füllstoff enthaltendes Papier-, Tis¬ sue- oder Kartonprodukt oder hierfür verwendete Trockenmischung
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen cellulosehaltigen Füllstoff für Papier-, Tissue- oder Karton¬ produkte sowie Herstellungsverfahren hierfür sowie einen solchen Füllstoff enthaltendes Papier-, Tissue- oder Kartonprodukt oder hierfür verwendete Trockenmischung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 , 39, 52 bzw. 38.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Grundstoff für die Herstellung von Papier und Karton sind seit Jahrtausenden cellulosi- sche Fasern, die aus verschiedenen pflanzlichen Rohstoffen hergestellt wurden. Heut¬ zutage werden praktisch ausschließlich Cellulosefasern verwendet, die aus Holz ge¬ wonnen werden. Allen gemeinsam ist, dass es sich um langfasrige, in einem Nass- mahiverfahren hergestellte Produkte handelt. Durch die große Faserlänge wird ein guter
Verbund im Papier und Karton erreicht, der zur Blattbildung führt und der für die me¬ chanische Festigkeit von höchster Bedeutung ist. Diese langfasrigen Produkte sind die Basis der Papier- und Kartonherstellung; ohne sie kann kein Papier oder Karton herge¬ stellt werden. Ihr Verbund führt zur notwendigen Blattbildung. Sie können sich im Rein- heitsgrad sowie in der Faserstruktur (Mahlgrad 0SR) unterscheiden. Man kennt hoch aufgereinigte, ligninfreie Cellulosen ebenso wie ligninhaltige Fasern (Holzschliff, CTMP) sowie Recyclingfasern, die aus Altpapier gewonnen werden und dementsprechend noch mit diversen Verunreinigungen behaftet sind.
Feinteilige Produkte wie native Stärke, Calciumcarbonat, Kaolin oder Titandioxid wer¬ den aus verschiedenen Gründen im Produktionsprozess von Karton- und Papierfabri¬ ken eingesetzt. Aufgrund ihrer geringen Partikelgröße werden diese Produkte sehr leicht aus der Papierbahn ausgewaschen. Es bedarf zusätzlicher Maßnahmen, um die Retention in der Papierbahn wenigstens zu einem gewissen Grad zu erreichen. Damit sind aber höhere Kosten sowie andere technologische Nachteile verbunden. Nach Lite¬ raturangaben findet man auf schnell laufenden Papiermaschinen (> 1500 m/min) derzeit trotz polymerer Retentionsmittel oftmals unter 40 % Retentionsgrad der Füllstoffe und Pigmente.
Zusätzlich zu den oben genannten cellulosischen, verhältnismäßig langen Fasern wer¬ den spezielle, meist durch trockene oder feuchte Mahltechnologien zerkleinerte cellulo- sische Fasern als Additiv zur Herstellung von Kartonagen und Papieren der Faserpulpe zugesetzt, um höheres Volumen oder niedrigere Grammaturen, eine bessere Formation sowie eine schnellere Entwässerung zu erzielen. Diese Fasern weisen eine deutlich kürzere Faserlänge als oben beschriebenen blattbildenden Cellulosefasern auf. Ihre Einsatzmenge liegt unter 10%. Ihre Aufgabe besteht darin, die Blattbildung der langen Cellulosefasern so zu beeinflussen, dass die vorstehende genannten Effekte erzielt werden. Nachteilig sind hierbei die negative Beeinflussung der mechanischen Festig-
keitswerte sowie im Fall von ligninhaltigen Additiven eine Verschlechterung des Wei߬ grads beim Fertigprodukt.
DIE ERFINDUNG
Um den Additiv-Verbrauch zu vermindern und gegebenenfalls den Additiv-bedingten Behandlungsbedarf des bei der Herstellung von Papier-, Tissue- oder Kartonprodukten anfallenden Wassers zu reduzieren wird ein Füllstoff mit den Merkmalen des An¬ spruchs 1 , ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 39, ein entsprechendes Papier, Tissue- oder Kartonagenprodukt nach Anspruch 52 sowie eine Trockenmischung nach Anspruch 38 vorgeschlagen. Bevorzugte Ausführungen und Anwendungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Erfindung werden Additive für die Papier, Tissue- oder Kartonherstellung an die cellulosische Komponente des Füllstoffs gebunden, so dass sie auch in wässrigen Suspensionen zu einem erheblichen Anteil auf den Fasern haften bleiben. Hierbei kön¬ nen auch flüssige Substrate, wie Nassfestmittel oder optische Aufheller, zum Einsatz kommen, welche ohnehin in den Papierrezepturen eingesetzt werden. Da diese Fasern grob genug sind, um ohne Zusatzaufwand in der Papierbahn zu verbleiben, werden auch die auf der Oberfläche haftenden feinteiligen Komponenten in der Papierbahn gehalten.
Gegenüber der Dosage von pulverförmigem Pigment und Füllstoff liefert die erfin¬ dungsgemäße Neuentwicklung eine bessere Retention auf dem Blattbildner. Durch die Fixierung wird die Einsatzmenge an kostspieligen Additiven reduziert und weiterhin die Abwasserfracht verringert. Darüber hinaus werden aufwendige Verfahren wie Stärkeko- chung oder Leimpresse durch einfachere Verfahren in der Papierfabrik ersetzt.
- A -
Während „Fiber loading'-Verfahren eine Vorbehandlung mit flüssigem Calciumhydroxid sowie eine Umsetzung mit gasförmigem Kohlendioxid voraussetzt, liefert die erfin¬ dungsgemäße Neuentwicklung stabile Coatings mit einfachen mechanischen Verfah¬ ren.
Es wird also ein multifunktioneller mindestens ein Additiv aufweisender Füllstoff vorge¬ schlagen, welcher u. a. folgende Vorteile bieten kann:
I . Erhöhung der Drainage und Produktivität 2. Verbesserung der Theologischen Eigenschaften ( im Vergleich zu Holzstoffen )
3. Verbesserung der Formation
4. Verringerung der Trocknungskosten
5. Erhöhte Dimensionsstabilität
6. Höheres Volumen 7. Erhöhte Füllstoff-Retention, im Einzelfall geringerer Retensionsmittel-Verbrauch
8. Verbessertes Sizing für Hydrophobie und Oleophobie
9. Erhöhter Weißgrad und bessere Bedruckbarkeit ( im Vergleich zu Holzstoffen )
10. Höhere Opazität
I 1. Höhere Festigkeiten 12. Bessere Wirkung der Optischen Aufheller im Strich und bessere Bedruckbarkeit
13. Biozid-Ausrüstung
14. Flammwidrigkeit
15. Antistatische Eigenschaften
16. Kationisierung und Anpassung des Zeta-Potentials 17. Höhere Affinität zu Farbstoffen
18. Höherer Feststoffgehalt
19. Reduzierung der qualitativen Schwankungen bei Recyclingpapieren
Soweit der erfindungsgemäße Füllstoff Cellulose, Lignoceilulose oder mikrokristalline Cellulose (d.h. eine cellulosische Komponente) aufweist, werden hierunter auch cellulo- sehaltige Vor- oder Zwischenprodukte verstanden, die noch andere pflanzliche Inhalt¬ stoffe umfassen, wie Eiweiß, Protein, Stärke und/oder mineralische Bestandteile und andere. Es ist also nicht zwingend erforderlich, eine chemische Aufbereitung des pflanzlichen Rohstoffes allzu weit zu treiben. Es können vielmehr pflanzliche Inhaltsstof¬ fe in der cellulosischen Komponente enthalten sein, wobei deren Anteil nicht mehr als insgesamt 25% der cellulosischen Komponente betragen sollte.
Die Partikelgrößen der cellulosischen Komponente wird bevorzugt auf nicht mehr als 1 mm Partikelgröße, vorzugsweise nicht mehr als 0,5 mm Partikelgröße beschränkt werden, wobei zu kleineren Partikelgrößen hin keine Beschränkung erforderlich ist, da auch Partikelgrößen um Nanobereich erfolgreich einsetzbar sind.
Sofern die Additive in Teilchenform eingesetzt wird, betragen die Partikelgrößen vor¬ zugsweise nicht mehr als 0,1 mm, vorzugsweise nicht mehr als 0,05 mm. Auch hier ist eine Begrenzung der Partikelgröße nach unten nicht erforderlich. Vielmehr ist darauf zu achten, dass die Partikelgröße der eingesetzten Additive in der Regel geringer, vor¬ zugsweise deutlich geringer als die Partikelgröße der cellulosischen Komponente ist.
Das Massenverhältnis zwischen der cellulosischen Komponente und der Additivkompo¬ nente ist vorzugsweise nicht kleiner als 1 zu 10 und besonders bevorzugt nicht kleiner als 2 zu 10. In Richtung größerer Massen Verhältnisse ist keine Beschränkung erforder¬ lich, da unter Umständen sehr geringe Additivmengen ausreichen können, um den er- wünschten Effekt bei der Papier-, Tissue- oder Kartonherstellung zu erreichen. Ansons¬ ten ist es auch möglich, die Additive in mehreren Schichten auf die Partikel der cellulo¬ sischen Komponente aufzubringen. Dies ermöglicht die Erreichung sehr kleiner Mas¬ senverhältnisse von cellulosischer Komponente zu Additivkomponente.
AIs Additive, wie sie im Einzelnen noch weiter unten erwähnt werden, kommen nicht nur Additive in reiner Form in Betracht. Vielmehr können auch das Additiv enthaltene Roh¬ stoffe in den Herstellungsprozess des erfindungsgemäßen Füllstoffs eingebracht wer¬ den, so dass die Rohstoffaufbereitung und das Fixieren oder Coaten der Additive auf den Partikeln der cellulosischen Komponente in einem Arbeitsprozess abläuft. So kön¬ nen z.B. stärkehaltige Rohstoffe, wie zum Beispiel Weichweizengriess, Haferkleie- Fraktionen, sowie extrudierte oder gekochte pregelatinierte Stärken zum Einsatz kom¬ men, um einerseits die Festigkeit des Papiers oder Kartons zu erhöhen oder anderer¬ seits den internen Verbund zwischen Faser und Coating-Substrat zu verbessern sowie das „Ausstauben" aus dem Papier zu verringern. Weiterhin können nanodisperse CeIIu- losen, z.B. auf Basis einer mikrokristallinen Cellulose, eingesetzt werden, um bei Streichmassen einen Trägerstoff, z.B. für optische Aufheller bereitzustellen, um Additive wie Polyvinylalkohol, Sprühstärke und CMC zumindest teilweise zu ersetzen und die Bedruckbarkeit zu verbessern.
Mit der Erfindung kann eine Vielzahl von verschieden wirkenden Füllstoffen für die Pa¬ pier-, Tissue- oder Kartonproduktion verwirklicht werden. Die bevorzugten Ausführungs¬ formen werden nachfolgend beschrieben:
Die nachfolgenden Füllstoffe haben das gemeinsame Konzept, Cellulosefasern insbe¬ sondere solchen von der Anmelderin, als Trägerstoff für traditionelle Papiermacher- Additive einzusetzen, um die Effektivität der Additive zu erhöhen, ihren Verbrauch zu verringern und die CSB-Abwasserfrachten zu verringern:
1) Ein neuartiges Sizing-Compound, welches aus Fasern und einem Sizing- Komplex besteht, der die Hydrophobie und / oder die Oleophobie der Papiere und Kartonagen, die Dauerhaftigkeit und Gleichförmigkeit der Leimung sowie die Retension des Leimungsmittels bei der Blattbildung verbessert. Ein weitere Ge¬ genstand der Erfindung ist ein Herstellverfahren für Sizing-Compounds. Der Ein-
satz des Sizing-Compounds liefert ein verbessertes Preis-Leistungs-Verhältnis bei der Leimung.
2) Ein neuartiges Mineral-Compound, welches aus Fasern und Mineralien (Füll- Stoffe, Pigmente) besteht. Weißgrad und Lichtechtheit der eingesetzten Fasern wird durch die Oberflächenmodifizierung deutlich verbessert, wodurch der Ein¬ satz auch in sehr hellen Kartonagen und Papieren möglich wird. Gegenstand der Erfindung ist ein Leichtfüllstoff, der aus Fasern und Mineral be¬ steht, für die Fertigung von Papier und Kartonage. Der Leichtfüllstoff kann das Volumen der Papieres, die Maschinengeschwindigkeit und die Füllstoff-
Retension erhöhen.
3) Ein neuartiges Stärke-Compound, welches aus Fasern und nativer oder kationi¬ scher Stärke besteht und die Festigkeitswerte (Müllen Berstfestigkeit, PIy Bond Lagenfestigkeit, Tear Index, Tensile Index, Reißlänge, ..) bei identischer Gram- matur erhöhen kann oder eine Verringerung der Grammatur ohne Festigkeitsver¬ luste zuiässt. Der Einsatz soll bevorzugt, aber nicht ausschließlich, im Wet End Bereich erfolgen. Die Stärke auf der Faser kann teilweise pregelatiniert oder mit der Faser homogenisiert sein oder wiederum aus Stärkemischungen bestehen. Die Modifizierung der Faser mit Stärke führt zu einer Verbesserung der mechani¬ schen Festigkeiten des Faserverbunds im Endprodukt. Gegenstand der Erfin¬ dung ist eine bessere Retension der Stärke in Papier und Kartonage, speziell bei Recycling-Papierstoff mit hoher anionischer Fracht und hohem Mineralstoff- Anteil, um Papier und Karton mit einer höheren Festigkeit auszustatten. Ein wei- terer Gegenstand der Erfindung ist die Fertigung einer neuen Type von festig¬ keitssteigenden Zusatzmitteln, wobei Fasern im Hochkonsistenz-Bereich oder trocken mit Stärke umgesetzt oder pregelatiniert werden.
4) Ein neuartiges Biozid-Compound, welches aus Fasern und einem Biozid- Komplex besteht. Das Biozid kann auf der Oberfläche der Faser immobilisiert sein. Das Biozid-Compound kann zum Beispiel für Wellpappen-Rohpapiere und für Gipsfaserplatten im Wet-End Bereich eingesetzt werden.
5) Ein neuartiges Aufheller-Compound, welches aus Fasern oder mikrokristalliner kolloidaler Cellulose besteht und einen Optischen Aufheller enthalten kann. Der Aufheller kann auf der Oberfläche der Faser oder in einem Cellulose-Gel immobi¬ lisiert sein. Die Faser kann in Gegenwart von üblichen Bleichungsmitteln wie Wasserstoffperoxid, Sauerstoff oder Ozon gebleicht sein. Die Zubereitung kann weiterhin pulverförmige oder flüssige Aufheller enthalten, wie sie als optischer Aufheller für Lignocellulosen beschrieben sind.
6) Ein neuartiges Antistatik-Compound, welches aus Fasern und einem elektrisch ableitfähigem, antistatischem Zusatz besteht. Der antistatische Zusatz kann auf der Oberfläche der Faser immobilisiert sein.
7) Ein neuartiges kationionisches Faser-Compound, welches aus Fasern und einem Kationisierungsmittel besteht und zur Einstellung des Zeta-Potentials bei Kartonagen und Papieren dient.
8) Ein neuartiges flammwidriges Faser-Compound, welches aus Fasern und ei¬ nem Flammschutzmittelmittel besteht und zur Einstellung der Schwerentflamm¬ barkeit bei Kartonagen und Papieren dient.
9) Ein neuartiges Flüssigharz-Faser-Compound, welches aus Fasern und einem Flüssigharz oder einem Gel besteht und zur Einstellung der Festigkeit bei Karto¬ nagen und Papieren dient.
Ausführungsbeispiel 1 - Sizing Compound
Es wurden Laborblätter zu 6.00 g bei 35° SR und einer Konzentration von 6 g / 4 Liter hergestellt. Die Laborblätter wurden in einen Trockenschrank bei 1250C über 2 Stunden getrocknet und bei Raumtemperatur über 4 Stunden konditioniert. Der Tropfentest wur¬ de als Schnelltest mit 75% Ameisensäure durchgeführt. Speziell bei Prüfung mit dem Emtec- Penetrationstestgerät und beim Cobb 300 Wert zeigt sich deutlich ein verbes¬ sertes Leimungsergebnis.
Probe AKD-Harz C100-33 C 100-46 C 100-67
Vergleich AKD J AKD J AKD WM
Einsatzmenge AKD % 3 3 3 3
Massezunahme g /12 g 0.36 1.20 0.93 0.57
Tropfentest Vordersei¬ sec 244 126 1593 te
Tropfentest Rückseite sec 285 175 2308
Cobb 300 sec g 52.2 39.8 42.7 37.1
Ausführungsbeispiel 2 - Stärke Compound
Es wurden aus 50 % Holzfaser ARBOCEL C 100 und 50 % nativer Kartoffelstärke von Fa. Aroostook mittels Verreibung gecoatete Faserstoffe hergestellt, die zur Herstellung von Laborblättern (157-158 g/m
2 bei 40
0SR) eingesetzt wurden, bei zwei Einsatzmen¬ gen. Der iodometrische Stärkenachweis in den Faserstoffen belegt die gute Retension der Stärke in der Papierbahn; zusätzliche Retensionsmittel waren nicht notwendig. Eine Trockenmischung C 100 mit nativer Kartoffelstärke liefert auf dem Blattbildner keine nennenswerte Stärkeretension.
Ausführungsbeispiel 3 - Stärke Compound
Stoffauflauf war OCC Furnish 60°, graue Faser, Grammatur 200 g/m2, Mahlgrad 31 0SR. Es wurden Laborblätter mit 6 g pro 4 Liter auf Rapid Köthen Blattbildner hergestellt und nach Trocknung und Konditionierung auf Müllen Berstindex geprüft. Es zeigt sich, daß das Faser-Stärke-Compound qualitativ ähnlich gut abschneidet wie pregelatinierte Stärke.
Ausführungsbeispiel 4 - Stärke Compound
Die Entwässerungsleistung im Millilitern [ml] mit dem Dynamic Drainage Jar (Mytec) zeigt, daß die Stärke-Compounds die Drainage der Papierbahn erhöhen und gleichzei¬ tig nach Trocknung die Festigkeit erhöhen können.
Es wurde ein AP-Stoff (30° SR, Asche 15 %) bei 2.00 % Trockenstoff eingesetzt, der wiederum 3 - 7 % Stärke-Compound enthält. Das Stärke-Compound C 100-15 CS ent¬ hält 15 % kationische Maisstärke. Die Rührergeschwindigkeit war 300 Umdrehungen pro Minute auf SR-Sieb.
+ Zusatz C 100 - 15 CS ohne Zusatz
2% AP-Slurry
Dosage % 3 5 7 10 0
5 sec g 166 168 175 148
30 sec g 390 396 400 350
60 sec g 519 524 530 463
Ausführungsbeispiel 5.1 - Mineral Compound
Compound-Proben wurden mittels Retsch Vibrationssieb über 5 Minuten bei 10 mm Amplitude fraktioniert. Die Asche wurde in einem Muffelofen über 4 Stunden bei 85O0C bestimmt, wobei sich Calciumcarbonat zu Calciumoxid umwandelt; Titandioxid bleibt bei dieser Veraschung unverändert.
Physikalische Physikalische
Trocken- Compound Trocken- Compound
Mischung # 1.2 Mischung # 1.4
# 1.1 # 1.3
Zusammenset¬ LIGNOCEL C LIGNOCEL ARBOCEL C ARBOCEL C zung 120 C 120 750 750
+40% CaCO3 +40% +50% CaCO3 +50%
CaCO3 CaCO3
Hydrocarb Hydrocarb Omyacarb Omyacarb
Mineral /
10160 10160 2GU 2GU Pigment g / L 180 193 164 202
Schüttgewicht
Feuchte % 9.5 9.4 3.6 3.6
Aschegehalt der
Siebfraktionen
Vibrationssieb :
< 32 μm % TS 32.3 20.2 21.3 4.9
32 - 50 μm % TS 19.4 31.2
50 - 90 μm % TS 23.3 48.0
90 - 150 μm % TS 26.4 11.2
150 - 200 μm % TS 36.6 4.0
Die hohen Ascheanteile in allen Fraktionen zeigen, dass die mineralischen Komponen¬ ten in hohem Maße auf der Oberfläche der Faserpartikeln gebunden sind. Im Falle einer rein physikalischen Mischung sind Mineralpartikel überwiegend im Feinanteil < 32 μm zu finden.
Ausführungsbeispiel 5.2 - Mineral Compound
Mittels Mullen-Mischer (MM) und mittels Nara Hybridizer (NH) wurden verschiedene Compounds mit anorganischen Füllstoffen und Pigmenten hergestellt. Das eingesetzte Titandioxid-Pigment war ein Rutil-Pigment von Kronos mit der Be¬ zeichnung „Kronos 2050".
20 Gramm Compounds wurden in einem Waring Blender mit 200 ml Wasser für 1 Minu¬ te gerührt, dann auf 2 L Wasser verdünnt und mit Magnetrührer 5 minuten gerührt, dann über ein 45 μm PP Tressengewebe (Luftdurchsatz 440 L / m2 min) filtriert. Die Asche¬ werte wurden im Muffelofen bei 8500C bestimmt.
Ausführungsbeispiel 6 - Aufheller Compound
Es wurden Optische Aufheller von Ciba Pfersee eingesetzt, um die Weiße der CeIIuIo- sefasem ARBOCEL BER 40 zu erhöhen. Diese Komponenten eignen sich wiederum in der Mischung für die Farbaufhellung von Cellulosen und MCC, insbesondere zur Ver¬ ringerung des b* Wertes. Die erzielten Helligkeitswerte ermöglichen eine Umformulie- rung der Papiermasse unter Hinsicht auf „Light Fastness" und Rezepturkosten.
Arbeitsmethoden
Der Mahlgrad wurde nach Schopper Riegler gemäß ISO 5267/1 bestimmt. Im Einzelfall wurde der Mahlgrad bei 35-750 ml Drainage mit dem DDJ Drainagemeßgerät gegenge¬ prüft, mit 1000 ml über 60 Sekunden bei 3.0 % TS und 200C auf 60 mesh 0SR Sieb. Die Filtratmenge [ml] nach 60 Sekunden entspricht dem CSF-Wert [ml].
Laborblätter mit 100 cm2 wurden auf einem Rapid-Köthen-Blattbilder nach DIN 54358 / ISO 5269/2 hergestellt. Bei Laborblättern mit gleicher Grammatur wurde der Berstdruck als Müllen Burst Index bestimmt.
Die Weiße [% ISO] wurde als Reflexion bei 460 nm mittels Minolta Farbmeßgerät CM 3600 gemessen, Farbwerte gemäß CIE oder Hunter.
Der Aschegehalt wurde im Muffelofen bei 4500C (nach 5 Std.) beziehungsweise 8500C (nach 8 Std.) bestimmt. Der Stärkegehalt wurde durch eine iodometrische Titration nach Tappi T 419 om - 91 bestimmt.
Cobb Wert wurde gemäß ISO 535, EN 20535 sowie Tappi T441 bestimmt, sowie mit dem Emtec Penetrationstestgerät.
Drainage und Retension wurden mit Mytek Drainage-Meßgerät bestimmt. Bei der Ent¬ wässerungsmessung wird die Fasersuspension in die Rührkammer gefüllt und nach Additiv-Zugabe einer Scherung unterzogen. Beim Meßvorgang wird die Suspension auf einem Sieb filtriert und die Filtratmenge gravimetrisch über die Entwässerungszeit. Rührgeschwindigkeit 300 Upm bei 2 % TS entsprechen den Prüfungen im Kartonbe- reich (Graubereich).
Bei der Retensionsmessung wird die Fasersuspension unter ständigem Rühren - ohne Aufbau einer Filterschicht - auf einem Sieb entwässert. Durch Bestimmung des Fest¬ stoffgehaltes im Filtrat bzw. nach Trocknung und Veraschung läßt sich die Gesamt- und Füllstoffretension berechnen.
Verschiedene Holzfaserstoffe wurden mit sehr feinteiligen mineralischen Additiven wie Titandioxid oder Calciumcarbonat durch reibende mechanische Kräfte gecoatet (durch¬ schnittliche Partikelgröße der Mineralien: < 10 μm). Die eingesetzten Faserstoffe waren unter anderem.
Es wurden folgende Komponenten eingesetzt :
Kationische Kartoffelstärke Hi-CAT® CWS 42 (Roquette Deutschland)
Partikelgröße bis 500 μm, Feuchte 8 %, Stickstoffgehalt unter 2 %
Kationische Maisstärke C* Bond HR 05946 und C* Bond HR 05947 (Cerestar Nie¬ derlande) Partikelgröße 8 - 25 μm, Feuchte 10%, Stickstoffgehalt unter
Native Kartoffelstärke (Roquette Frankreich / Beinheim) Partikelgröße 15- 60 μm, Feuchte 12 %
Polyvinylamin-Harzlösung (BASF Deutschland)
Lupamin- und Basocoll-Marken, mit max. 9 % Stickstoffgehalt
Calciumcarbonat Hydrocarb "Grade 10160" (Omya Deutschland) Partikelgröße 2-3 μm
Calciumcarbonat Omyacarb 2 GU (Omya Österreich / Gummern) Partikelgröße 2 μm, PCC-Qualität, Feuchte 0.28 %, Weiße 90.2 %
Titandioxid "KRONOS 2050" (99% TiO2, Rutil-Type, Kronos Deutschland) Partikelgröße 1.1 - 2.5 μm, Weiße > 99.8 % gegenüber Bariumsulfat Standard
Titandioxid „TiPure 938" (99% TiO2, Rutil-Type, DuPont Deutschland ) Partikelgröße 1.2 - 2.5 μm, Weiße > 99.6 % gegenüber Bariumsulfat Standard
Aquapel D 310 Alkyl Keten Dimer (Hercules)
Leimungsmittel für Papier auf Basis von Alkylketen-Dimer-Harz und Emulgator, Tro¬ ckenstoffgehalt etwa 13 %
Alkylbernsteinsäureanhydrid ASA (Hercules) Mittelviskoses Harz mit 100 % Wirksubstanz
Lodyne 2000 Fluorkohlenwasserstoff FDA (Ciba)
Ölige Flüssigkeit, 100 % Wirksubstanz, FDA Approval, für Lebensmittelkontakt ge¬ eignet
Oleophobol CO Fluorkohlenwasserstoff (Ciba) Technischer Fluorkohlenwasserstoff, ohne FDA Approval
Tinofix AP Liquid Kationisierungsharz (Ciba England)
Additiv für Farbstoff-Fixierung und Bedruckbarkeit
Bedeutung der bzw. Erläuterungen zu den verwendeten Fachausdrücken und Ab- kürzungen:
in der Zusammenfassung
[Micro-Composite sind in diesem Zusammenhang Partikel kleiner 500 μm, die aus meh¬ reren Phasen bestehen - zum Beispiel aus Cellulose, Lignin und Stärke ].
in der Beschreibung der Erfindung
[Schopper-Riegler-Mahlgrad (0SR) ist die Drainagemessung von 1 Liter Stoffauflauf
(Fasersuspension) mit 0.2 % Trockenstoff, gemäß EN ISO 5267-1 ].
[Holzschliff ist eine TMP-Holzfaser, die über einen Holzschleifer hergestellt wurde und im allgemeinen eine Weichholz-Langfaser ist ].
[CTMP ist gebleichter chemo-thermomechanischer PuIp, also ein gebleichter, bei hoher Temperatur mit Chemikalien behandelter Faserstoff, der im Gegensatz zum Zellstoff noch viele Holzinhaltsstoffe enthält].
[ Grammatur ist das Gramm-Gewicht des Papiers oder der Kartonage, gemessen in g / m2 ].
[ Retensionsmittel liefern über Brückenbildung oder über kationische Ladung zusam¬ men mit anorganischen Feinstoffen eine hohe Molmasse und verhindern die Auswa¬ schung sehr feiner Partikel bei der Blattbildung, retendeieren also diese Partikel ].
[„Fiber Loading" ist ein spezielles Coating-Verfahren, das zum Beispiel aus wässriger Calciumhydroxid-Lösung und Kohlendioxid-Gas eine Coating-Schicht von Calciumcar¬ bonat auf der Faser liefert].
[„Müllen Burst" liefert den Berstdruck [kPa] sowie den Berst-Index [ kPa m2 / g ] im tro¬ ckenen Zustand, gemäß Tappi Methode T 807; ist also ein Maß für die mechanische Festigkeit von Papier oder Karton].
[,,PIy Bond" liefert die interne Lagenfestigkeit [kPa], gemessen bei Zugbeanspruchung in vertikaler Richtung, gemäß Tappi Methode UM 808].
[„Tensile Index" und „Tensile Breaking Strength" sind die normierten Zugfestigkeiten, gemessen in prozentualer Auslenkung mittels Kraft-Weg-Aufnehmer pro Flächenein¬ heit].
[Die „Reißlänge" ist ein Maß für die statische Zugfestigkeit [km] unter dem Eigengewicht des Blattes, ähnlich der maximalen Bruchlast, allerdings bei konstanter Auslenkung nach Tappi Methode T 494 ( DIN 53112 ) ].
[Sauerstoff wirkt im elektronisch angeregten Singulett-Zustand als Bleichmittel in einer Peroxid-Bleichsequenz deutlich besser als Luft-Sauerstoff im Triplett-Grundzustand ].
[Als Verbehandlung vor der Bleiche von Lignocellulosen sind Enzyme wie Ligninasen oder Cellubiohydrolasen sinnvoll ].
[„Nassfestmittel" sind für Papiersorten wie zum Beispiel Tissue, Filterpapiere, Etiketten¬ papiere, Geld- und Wertpapiere und Teebeutelpapiere erforderlich; Basis der Na߬ festmittel kann Polyamidoamin-Epichlorhydrin, Melamin-Formaldehyd oder Harnstoff- Formaldehyd sein ].
[ „Optische Fluoreszenz-Aufheiler" sind alle organischen Moleküle, die UV-Licht absor¬ bieren und blaues sichtbares Licht emittieren können ].
[ Die „Formation" ist eine ästhetische Beurteilung der Gleichförmigkeit des Blattes ].
[ „Nanodisperse Cellulose" ist eine scherkraft-empfind liehe mikrokristalline Cellulose (MCC) mit entsprechender Partikelstruktur ].
[ Hohe „Opazität" bedeutet geringes Durchscheinen des Druckbildes bei graphischem Papier; die Messung erfolgt wiederum als Reflexionsmessung bei 457 nm mittels Farb- messgerät ].
[ CSB ist der chemische Sauerstoff-Bedarf [ ml / kg ] im Abwasser ].
[ Flockungsmittel, Störstoffbinder, Antislip-Additive und Zusätze zur Farbstoff-Fixierung können jeweils unterschiedlichen Stoffgruppen zugeordnet sein ].
[ Hydrophobierungsmittel in der Papierindustrie sind insbesondere die Chemikalien Al- kylketendimer (AKD), Alkenylketendimer, Alkylbemsteinsäure und deren Derivate (A- SA), Kohlenwasserstoffharze und Collophoniumharze (Rosin), Fluorcarbonsäuren, Po- lycarbon-säuren, Fluororganyle, Säureamide, fluorhaltige Silane, Fluorsiloxane, sowie für saure Papiere auch Alaune und Aluminiumsulfat ].
in den Patentansprüchen
[„Müllen Mischer" ist eine diskontinierliche Impellermühle, die das Mahlgut einer Friktion unterwirft und gleichzeitig zerkleinert. ]
[ „Nara Hybridizer" ist ein Technikumsgerät von Fa. Nara zur trockenen Zerkleinerung, Verfahren ähnlich einer Impellermühle ].
[„SAE-Polymere" sind Styrol-Acrylat-Copolymere, wie sie für die Papierleimung einge- setzt werden ].
[LWC-Papier ist ein leichtgewichtiges gestrichenes Papier; Grammatur unter 26 pounds pro 1000 Square feet ].
[ Mattpapier ist ein relativ scheuerfestes gestrichenes oder maschinengestrichenes mat- tes Druckpapier ].
[ Satinierte Papiere sind mit einem Finish seidenmatt bis hochglänzend ausgerüstete
Papiere].
[ SC-Papier (Supercalendered Paper) ist eine Papiersorte, die über Kalander eine sehr homogene glatte Oberfläche erhalten hat ] [ Zeitungsdruckpapier ist ein opakes dünnes Druckpapier auf Basis Deinkingstoff,
Weichholz-TMP und Recyclingfaser, mit etwa 2 - 28 % Asche ].
[ Tissue ist ein Vliesstoff mit einer Grammatur von etwa 8 - 35 g/m2 ].
[ Testliner für Wellenkarton und dergleichen wird aus Recyclingfaser hergestellt und hat meist eine Grammatur von 115 - 150 g/m2; wird überwiegend für Verpackung einge- setzt ]
[ Fluting ist ebenfalls überwiegend aus Recyclingfaser hergestellt, mit spezieller Ober- flächen-behandlung ].
[ Size Press bezeichnet dasVerfahren Leimung nach der Blattbildung ].
Im Ausführungsbeispiel 1 - Sizing Compound
[ Der „Cobb Wert 300" bestimmt die Menge an Wasser, die von einem geleimten Papier in einer spezifischen Zeitspanne (hier: 300 Sekunden) unter Standardbedingungen auf¬ genommen wird, gemäß Tappi Methode T 441 und EN ISO 20535 ].
[ Der „Tropfentest" wird mittel Mikropipette durchgeführt und ermittelt die Zeit bis zur Absortion einer bestimmten Flüssigkeitsmenge Wasser oder Wasser-Isopropanol- Mischung ].
[ Penetrationstests gemäß Tappi T 530 oder Tappi 433 bestimmen die Zeitspanne bis zum Durchschlagen einer Wasserschicht durch ein geleimtes Papier ].
Im Ausführungsbeispiel 2 - Stärke Compound
[ Der iodometrische quantitiative Stärke-Nachweis erfolgt über eine Titration mit einer lod-Titerlösung ].
Im Ausführungsbeispiel 3 - Stärke Compound
[ „OCC Furnish" ist ein spezieller brauner oder grauer Stoffauflauf aus Recycling- Faltschachtel-Kartonage (old corrugated Containers), der Faserlängen 3-4 mm aufwei¬ sen kann ] [ Der „Rapid Köthen Blattbildner" ist ein Technikumsgerät zur Herstellung standardisier¬ ter Laborblätter mit Durchmesser 200 mm ].
[Der „Waring Blender" ist eine Maschine mit schnell-laufendem Rotor zur Mischung von Flüssigkeiten].
Im Ausführungsbeispiel 4 - Stärke Compound
[„Dynamic Drainage Meßgerät" von Fa. Mytec ist ein Präzessions-Meßgerät zur Erfas¬ sung der Entwässerungsleistung von Faserstoffen, ohne die Bildung eienr An¬ schwemmschicht].
[ „AP-Stoff" ist ein Altpapierstoff der europäischen Sorte A 12 oder vergleichbare Quali¬ tät ].
[ Das SR-Sieb ist ein Maschensieb, wie es für die Schopper-Riegler-Messung einge¬ setzt wird ].
Im Ausführungsbeispiel 5 - Mineral Compound
Im Ausführungsbeispiel 6 - Aufheller Compound
[„Light Fastness" bschreibt die Prüfung auf Lichtechtheit nach Tappi ].