WO2006058732A2 - Verfahren zur herstellung von papieren mit hohen flächengewichten - Google Patents

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WO2006058732A2
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cationic
polyacrylamide
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Rainer Blum
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    • D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45—Nitrogen-containing groups
    • D21H17/455—Nitrogen-containing groups comprising tertiary amine or being at least partially quaternised

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of high basis weight papers, in particular cardboard and paperboard by dewatering a paper stock on a wire in the presence of a combination of at least one amino group-containing polymer and at least one branched cationic polyacrylamide as retention and dewatering agent with sheet formation and Drying of the leaves.
  • Polyethyleneimines and modified polyethyleneimines as retention and drainage agents are known, for example, from German Offenlegungsschrift DE 24 34 816.
  • DE 24 34 816 and the literature cited therein describe the reactions of polyethyleneimine with crosslinkers such as epichlorohydrin, reactions of polyethylenimine or other oligoamines with oligocarboxylic acids to give polyamidoamines, crosslinked products of these polyamidoamines and reactions of the polyamidoamines with ethyleneimine and bifunctional crosslinkers.
  • modified polyethyleneimines are known from WO 00/67884 A1 and WO 97/25367. In the processes described therein, the modified polyethyleneimines are obtained by ultrafiltration.
  • modified polyethylenimines are distinguished, in particular, by a good removal of dewatering and formation, although weaknesses in filler and fiber retention are known in practice.
  • Cationic polyacrylamides are also known in combination with other components as so-called microparticle systems.
  • polymers such as modified polyethylenimines or polyacrylamides are added as flocculants which are further flocculated by subsequent addition of inorganic microparticles such as bentonite or colloidal silica.
  • inorganic microparticles such as bentonite or colloidal silica.
  • the order of addition of the components can also be reversed.
  • EP 0 608 986 A1 discloses a process for producing filler-containing paper in which an anionic component such as bentonite is introduced into the thick material and subsequently a cationic polymer is added to the thin material.
  • an anionic component such as bentonite
  • a cationic polymer is added to the thin material.
  • Another microparticle system is known from EP 0 335 575 A2, wherein a high molecular weight cationic polymer such as polyacrylamide is metered to the fiber suspension before the last shear stage.
  • an inorganic component which may be either bentonite or colloidal silica, is added after the last shear stage.
  • a modified polyethylenimine can also be used.
  • WO 98/01623 A1 discloses a process for the production of paper and paperboard in which two different water-soluble polymers are added prior to a shear stage, wherein the polymers are a polyethyleneimine and a further component which is selected from linear polyacrylamides, cationic starch or polymers containing vinylamine units. After the shear stage, the addition of bentonite, colloidal silica or clay takes place.
  • US Pat. No. 6,103,065 also describes a microparticle system which consists of a cationic polymer, which may also be a polyethyleneimine, with a charge density of> 4 meq / g, a further cationic polymer, such as a lower charge density linear polyacrylamide, and a bentonite.
  • a cationic polymer which may also be a polyethyleneimine, with a charge density of> 4 meq / g
  • a further cationic polymer such as a lower charge density linear polyacrylamide
  • a bentonite such as a lower charge density linear polyacrylamide
  • EP 0 278 336 A2 describes aqueous solutions consisting of a modified polyamidoamine and a cationic, linear polyacrylamide.
  • a cationic group the quaternization product of dimethylaminopropylacrylamide is described. This product is intended to simplify the handling of both types of paper adjuvant and also improve both retention and drainage.
  • the object has been achieved by a method for producing high basis weight papers by dewatering a stock on a wire in the presence of a combination of at least two polymers as a retention and dewatering system with sheet formation and drying of the sheets, wherein the sheet formation is in the absence of finely divided inorganic flocculants and makes it as a retention and dehydrating agent
  • papers having high basis weights are understood as meaning those papers whose basis weight is at least 300 g / m 2 , preferably at least 500 g / m 2 , more preferably at least 750 g / m 2 , very particularly preferably at least 1000 g / m 2 and in particular at least 1500 g / m 2 .
  • surface weights There are no limits to the surface weights. Papers with basis weights of 2000 g / m 2 or even 2500 g / m 2 and more are quite common.
  • Papers with such high basis weights are, for example, packaging papers, cardboard and cardboard.
  • Amino-containing polymers are described in the literature. The individual references are hereby expressly and fully incorporated by reference.
  • polymers containing amino groups are generally water-soluble or dispersible amino group-containing polymers, in particular polyethylene imines or modified polyethyleneimines.
  • polyethylene imines or modified polyethyleneimines for the purposes of the present invention, these may be, in particular, the following amino-containing polymers or modified polyethylenimines:
  • a polyamidoamine which consists of 1 part by mole of a dicarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms and 0.8 to 1.4 parts by mole of a polyalkylenepolyamine having 3 to 10 alkyleneimine units, optionally up to 10% by weight of a Diamines contains, has been obtained and optionally grafted up to 8 Ethyleniminiseren per basic nitrogen group grafted with
  • polyamidoamines grafted with ethyleneimine and crosslinked with bisglycidyl ethers of polyethylene glycols which are described in US 4,144,123.
  • reaction products which are obtainable by reaction of Michael addition products of polyalkylenepolyamines, polyamidoamines, ethyleneimine-grafted polyamidoamines and mixtures of said compounds and monoethylenically unsaturated carboxylic acids, salts, esters, amides or nitriles with at least bifunctional crosslinkers.
  • reaction products are known, for example, from WO 94/14873 A1.
  • the described classes of halogen-free crosslinkers are particularly suitable for their preparation.
  • the average molecular weights M.sub.w of the polyethyleneimines contemplated can be up to 2 million and are preferably in the range from 1,000 to 50,000.
  • the polyethylenimines are partially amidated with monobasic carboxylic acids such that, for example, 0.1 to 90, preferably 1 up to 50% of the amidable nitrogen atoms in the polyethylenimines is present as the amide group.
  • Suitable crosslinkers containing at least two functional double bonds are mentioned above.
  • halogen-free crosslinkers are used.
  • Polyethyleneimines and quaternized polyethyleneimines It come for this z. B. both homopolymers of ethyleneimine and polymers into consideration, for example, ethyleneimine (aziridine) grafted contain.
  • the homopolymers are obtained, for example, by polymerizing ethyleneimine in aqueous solution in the presence of acids, Lewis acids or alkylating agents such as
  • the polyethyleneimines thus obtainable have a broad molecular weight distribution and average molecular weights M w of , for example, 120 to 2-10 6 , preferably 430 to 1 -10 6 .
  • the polyethyleneimines and the quaternized polyethyleneimines may optionally be reacted with a crosslinker containing at least two functional groups (see above).
  • the quaternization of the polyethyleneimines can be carried out, for example, with alkyl halides, such as methyl chloride, ethyl chloride, hexyl chloride, benzyl chloride or lauryl chloride, and with, for example, dimethyl sulfate.
  • Other suitable modified polyethyleneimines are Strecker reaction modified polyethyleneimines, e.g. As the reaction products of Poiyethyleniminen with formaldehyde and sodium cyanide with hydrolysis of the resulting nitriles to the corresponding carboxylic acids. If desired, these products may be reacted with a crosslinker containing at least two functional groups (see above).
  • phosphonomethylated polyethyleneimines and alkoxylated polyethyleneimines which are obtainable, for example, by reacting polyethyleneimine with ethylene oxide and / or propylene oxide and are described in WO 97/25367 A1.
  • the phosphonomethylated and the alkoxylated polyethyleneimides may optionally be reacted with a crosslinker containing at least two functional groups (see above).
  • further polymers containing amino groups for the purposes of the present invention are all polymers mentioned under a) to e), which are subsequently subjected to ultrafiltration as described in WO 00/67884 A1 and WO97 / 23567 A1.
  • the polymers containing amino groups or modified polyethyleneimines are preferably selected from polyalkyleneimines, polyalkylenepolyamines, polyamidoamines, polyalkyleneglycol polyamines, polyamidoamines grafted with ethyleneimine and subsequently reacted with at least bifunctional crosslinking agents, and mixtures and copolymers thereof.
  • Preference is given to polyalkyleneimines, in particular polyethyleneimines, and the derivatives thereof.
  • Particularly preferred are polyamidoamines which have been grafted with ethyleneimine and subsequently reacted with at least bifunctional crosslinkers.
  • amino-containing polymers are selected from the polymers described in DE 24 34 816 and the ultrafiltered amino-containing polymers described in WO 00/67884 A1. These publications are hereby incorporated by reference.
  • polymers are used as component (a) by condensation of C 2 -C 12 dicarboxylic acids, in particular adipic acid, with poly (alkylenediamines), in particular diethylenetriamine, triethylenetetramine and tetraethylenepentamine, or mono-, bis -, tris or tetra (aminopropyl) ethylenediamine or mixtures thereof, grafting of the polyamidoamines obtained in the condensation with ethyleneimine and subsequent crosslinking are available. It is preferred to graft with as much ethyleneimine that the polyamidoamine per grafted nitrogen basic group contains 2 to 50, preferably 5 to 10 ethyleneimine units grafted on.
  • the grafted polyamidoamine is crosslinked by reaction with halogen-free, at least bifunctional crosslinkers, preferably bisglycidyl ethers of a polyalkylene glycol.
  • Particularly preferred are bis-glycidyl ethers of polyethylene glycols having molecular weights between 400 and 5,000, in particular 500 to 3,000, such as. B. about 600 or about 2,000.
  • Component (b) of the retention and dewatering agent are those branched cationic polyacrylamides which, apart from acrylamide and at least one permanently cationic comonomer, contain a third difunctional or trifunctional unsaturated component which leads to the branching of the polymer chains.
  • Such branched cationic polymers are described for example in US 20030150575.
  • the branched (co) polyacrylamide is preferably a cationic copolymer of acrylamide and a non-saturated cationic ethylene monomer selected from dimethylaminoethyl acrylate (ADAME), dimethylaminoethylacrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate (MADAME) which is quaternized by various acids and quaternizing agents or salt-forming such as benzyl chloride, methyl chloride, alkyl or aryl chloride, dimethyl sulfate, furthermore dimethyldiallylammonium chloride (DADMAC), acrylamidopropyltrimethylammonium chloride (APTAC) and methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride (MAPTAC).
  • ADAME dimethylaminoethyl acrylate
  • MADAME dimethylaminoethyl methacrylate
  • DADMAC dimethyldiallylammonium chloride
  • ATAC
  • Preferred cationic monomers are dimethylaminoethyl acrylate methochloride and dimethylaminoethyl acrylamide methochloride, which are obtained by alkylation of dimethylaminoethyl acrylate or dimethylaminoethylacrylamide with methyl chloride.
  • This copolymer is branched, as known to those skilled in the art, through a branching agent consisting of a compound having at least two reactive moieties selected from the group comprising double, aldehyde or epoxy bonds. These compounds are known and are described, for example, in the document EP 0 374 458 A1.
  • a branched polymer is a polymer having branches, groups or branches in its entirety, which are not arranged in three directions as a whole in one plane and in contrast to a cross-linked polymer; such high molecular weight branched polymers are well known as flocculants in papermaking.
  • These branched polyacrylamides differ from the crosslinked polyacrylamides in the fact that in these latter groupings are arranged three-dimensionally to result in practically insoluble products of infinite molecular weight.
  • the branching may preferably be accomplished during (or optionally after) the polymerization, for example by reaction of two soluble polymers having counterions, or by reaction via formaldehyde or a polyvalent metal compound. Often the branching takes place during polymerization by the addition of a branching agent, this solution being preferred in practice.
  • the branched polymerization processes are well known.
  • branching agents which can be incorporated include ionic branching agents such as polyvalent metal salts, formaldehyde, glyoxal, or also, preferably, covalent crosslinking agents which copolymerize with the monomers, preferably diethylene-unsaturated monomers (such as the family of diacrylate esters such as the diacrylates of Polyethylene glycols PEG), or polyethylene-unsaturated monomers of the type conventionally used for the crosslinking of water-soluble polymers. in particular methylenebisacrylamide (MBA) or any of the other known acrylic branching agents.
  • ionic branching agents such as polyvalent metal salts, formaldehyde, glyoxal, or also, preferably, covalent crosslinking agents which copolymerize with the monomers, preferably diethylene-unsaturated monomers (such as the family of diacrylate esters such as the diacrylates of Polyethylene glycols PEG), or polyethylene-unsaturated monomers of the type conventionally used for the
  • crosslinking agents are often identical to the crosslinking agents, but if a branched and uncrosslinked polymer is to be obtained, crosslinking can be achieved by optimizing the polymerization conditions such as concentration in polymerization, type and amount of the transfer agent, temperature, type and amount of Initiators and the like, can be prevented.
  • the branching agent is methylenebisacrylamide (MBA), which is added at five to two hundred (5 to 200), preferably 5 to 50, moles per million moles of the monomer.
  • MBA methylenebisacrylamide
  • In erfindungsgze present method are preferably those branched cationic polyacrylamides used which have a Rl of> 20%, preferably> 40%.
  • branched cationic polyacrylamides which consist of a mixture of branched and linear polyacrylamides, as described in the prior art, by the process according to the invention.
  • a mixture usually consists of a branched cationic polyacrylamide as described above and a linear polyacrylamide in a ratio of 99: 1 to 1: 2, preferably in a ratio of 90: 1 to 2: 1 and more preferably in one Ratio of 90: 1 to 3: 1.
  • mixtures are preferably used in which at least 10 mol% of a cationic monomer, as listed above for component (b), preferably at least 20 mol% of a cationic monomer.
  • components (a) and (b) are preferably used as water-in-oil emulsions.
  • component (a) is preferably fixed in an amount of 100 g to 3 kg, ie pure active substance without solvent of the emulsion, based on one ton of dry paper, preferably in the range of 150 g 2.0 kg, based on one ton of dry paper and more preferably in the range of 200 g to 1, 2 kg based on a ton of dry paper used.
  • the component (b) is fixed in a range of from 50 g to 800 g, i. pure active substance without solvent of the emulsion, based on one ton of dry paper, preferably in the range from 65 g to 600 g, based on one ton of dry paper and more preferably in the range of 80 g to 400 g, based on one ton of dry paper.
  • components (a) and (b) are preferably used in a ratio of at least 2: 1, preferably at least 3: 1 and more preferably at least 4: 1.
  • the retention and dehydrating agent system can be supplied to the paper stock-as a rule, the dosing of the retention and dewatering agent takes place in the thin material-for example in the form of a mixture of components (a) and (b).
  • both components can also be introduced into the thin material separately from one another before or after a shear stage.
  • At least one compound of component (a) is metered in, followed by at least one compound of component (b).
  • the compound of component (a) can be supplied to the stock, for example, before a shear stage and the compound of component (b) after the last shear stage before the headbox.
  • both compounds can be dosed before the last shear stage before the headbox or after the last stage before the headbox for pulp.
  • the present invention is also the use of the combination of
  • papers of high basis weight can be produced by the process according to the invention, as described above.
  • wood pulp, thermo-mechanical pulp (TMP), chemo-thermo-mechanical pulp (CTMP), pressure pulp (PGW) and sulfite and sulfate pulp can be used.
  • TMP thermo-mechanical pulp
  • CMP chemo-thermo-mechanical pulp
  • PGW pressure pulp
  • sulfite and sulfate pulp can be used.
  • Wood pulp and pulp are further processed into paper, especially in the so-called integrated Textilfabrikerün more or less moist form directly without prior thickening or drying. Due to the impurities not completely removed therefrom, these fiber materials still contain substances that greatly disrupt the usual papermaking process. If such pulps are used, it is advisable to work in the presence of a fixative.
  • 100% recovered paper is used for the production of high basis weight papers
  • both unfilled and filler-containing papers can be produced.
  • the filler content in the paper may be up to a maximum of 40% by weight and is preferably in the range of 5 to 30% by weight.
  • Suitable fillers are, for example, clay, kaolin, native and precipitated circles, titanium dioxide, talc, calcium sulfate, barium sulfate, aluminum oxide, satin white or mixtures of the stated fillers.
  • the papermaking can be carried out in the presence of the usual process chemicals in the usual amounts, e.g. bulk sizing agents, such as in particular alkyldiketene dispersions, rosin size, alkenyl succinimide dispersions or sizing polymer dispersions, solidifying agents such as epichlorohydrin cross-linked polyamidoamines, polyvinylamines of average molecular weight or strength, fixatives, biocides, dyes and fillers.
  • the dosage of the usual process auxiliaries is preferably carried out in the thin material.
  • the process according to the invention gives papers of high basis weights with improved retention, especially in the case of fillers, and dewatering, as compared with the products prepared by known processes. Furthermore, the process according to the invention is simpler to carry out in comparison to the microparticle processes.
  • the percentages for the starting materials always mean percent by weight.
  • PEI Polyethyleneimine
  • HM Polymin® ® from BASF Aktiengesellschaft Polymer A: linear cationic polyacrylamide, medium molecular weight with
  • Polymer B linear cationic polyacrylamide, high molecular weight with
  • Polymer C linear cationic polyacrylamide, high molecular weight with 50 mol% cationic content
  • Dewatering time for high basis weight papers is determined under vacuum according to the following method:
  • the fiber mat is dried at 105 0 C to constant mass and weighed again (weight G2).

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten durch Entwässern eines Papierstoffs auf einem Sieb in Gegenwart einer Kombination aus wenigstens zwei Polymeren als Retentions- und Entwässerungsmittelsystem unter Blattbildung und Trocknung der Blätter, wobei man die Blattbildung in Abwesenheit von feinteiligen anorganischen Flockungsmitteln vornimmt und man als Retentions- und Entwässerungsmittel (a) mindestens ein aminogruppenhaltiges Polymer und (b) mindestens ein verzweigtes kationisches Polyacrylamid einsetzt.

Description

Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten, insbesondere Pappe und Karton durch Entwässern eines Papierstoffs auf einem Sieb in Gegenwart einer Kombination von mindestens einem ami- nogruppenhaltigen Polymeren und mindestens einem verzweigten kationischen Polyacrylamid als Retentions- und Entwässerungsmittel unter Blattbildung und Trocknung der Blätter.
Polyethylenimine und modifizierte Polyethylenimine als Retentions- und Entwässerungsmittel sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 24 34 816 bekannt. In der DE 24 34 816 und der dort zitierten Literatur sind die Umsetzungen aus Polyethylenimin mit Vernetzern wie Epichlorhydrin, Umsetzungen von Polyethylenimin oder anderen Oligoaminen mit Oligocarbonsäuren zu Polyamidoaminen, vernetzte Produkte dieser Polyamidoamine sowie Umsetzungen der Polyamidoamine mit Ethyleni- min und bifunktionellen Vernetzern beschrieben.
Andere modifizierte Polyethylenimine sind aus WO 00/67884 A1 und WO 97/25367 bekannt. In den dort beschriebenen Verfahren werden die modifizierten Polyethylenimine durch Ultrafiltration erhalten.
Diese modifizierten Polyethylenimine zeichnen sich insbesondere durch eine gute Ent- Wässerungsbeschleunigung und Formation aus, allerdings sind aus der Praxis Schwächen bei der Füllstoff- und Faserretention bekannt.
Ebenfalls einsetzbar sind kationische Polyacrylamide als Retentionsmittel, wobei mit solchen Retentionsmitteln eine gleichwertige oder verbesserte Entwässerungswirkung nur schwer zu erzielen ist. Derartige Polyacrylamide sind beispielsweise aus EP 0 176 757 A2 bekannt.
Kationische Polyacrylamide sind auch in Kombination mit weiteren Komponenten als sogenannte Mikropartikelsysteme bekannt. Allgemein werden in den Mikropartikelsys- tem Polymere, wie modifizierte Polyethylenimine oder Polyacrylamide, als Flockungsmittel zugesetzt, die durch anschließende Zugabe anorganischer Mikropartikel wie Bentonit oder kolloidales Silica weiter geflockt werden. Die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten kann auch umgekehrt erfolgen.
EP 0 608 986 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von füllstoffhaltigem Papier, in dem eine anionische Komponente wie Bentonit in den Dickstoff und anschließend ein kationisches Polymer in den Dünnstoff gegeben wird. Ein weiteres Mikropartikelsystem ist aus EP 0 335 575 A2 bekannt, wobei ein hochmolekulares kationisches Polymer wie Polyacrylamid vor der letzten Scherstufe zur Fasersuspension dosiert wird. Anschließend wird eine anorganische Komponente, die entweder Bentonit oder kolloidales Silica sein kann, nach der letzten Scherstufe zuge- geben. Zur Störstofffixierung kann außerdem ein modifiziertes Polyethylenimin eingesetzt werden.
Aus der WO 98/01623 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Papier und Karton bekannt, in dem zwei verschiedene wasserlösliche Polymere vor einer Scherstufe zuge- geben werden, wobei es sich bei den Polymeren um ein Polyethylenimin und einer weitere Komponente, die ausgewählt ist aus linearen Polyacrylamiden, kationischer Stärke oderVinylamineinheiten enthaltenden Polymerisaten, handeln kann. Nach der Scherstufe erfolgt die Zugabe von Bentonit, kolloidaler Kieselsäure oder Clay.
Auch die US 6,103,065 beschreibt ein Mikropartikelystem, das aus einem kationischen Polymer, das auch ein Polyethylenimin sein kann, mit einer Ladungsdichte > 4 meq/g, einem weiteren kationischen Polymer, wie einem linearen Polyacrylamid, mit geringerer Ladungsdichte und einem Bentonit besteht.
Im „Wochenblatt für Papierfabrikation", Jahrgang 1977, 11/12, S. 397 ff., wird die Kombination von linearen Polyacrylamiden und Polyethylemininen beschreiben. Durch diese Kombination soll sowohl eine gute Entwässerung durch das Polyethylenimin als auch eine gute Retention durch das Polyacrylamid erreicht werden. Obwohl diese Methode im Artikel als wenig erfolgreich beschrieben wird, wird diese Kombination in der Praxis mittlerweile empfohlen und angewendet, wenn Retention und Entwässerung gleichermaßen verbessert werden sollen.
Die EP 0 278 336 A2 beschreibt wässrige Lösungen bestehend aus einem modifizierten Polyamidoamin und einem kationischen, linearen Polyacrylamid. Als kationische Gruppe wird das Quatemisierungsprodukt von Dimethylaminopropylacrylamid beschrieben. Dieses Produkt soll die Handhabung beider Papierhilfsmitteltypen vereinfachen und ebenfalls sowohl Retention als auch Entwässerung verbessern.
Allen Kombinationen ist gemeinsam, dass entweder nur die Retention oder die Ent- Wässerung verbessert werden kann.
Insbesondere bei Papieren mit hohen Flächengewichten wie Verpackungspapiere und Karton sind jedoch sowohl die Retention als auch sie Entwässerung gleichermaßen von Bedeutung. Dieses kann mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfah- ren nicht erzielt werden. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten unter Einsatz eines Papierhilfsmittelsystems zur Verfügung zu stellen, welches sowohl die Retention als auch die Entwässerung verbessert.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten durch Entwässern eines Papierstoffs auf einem Sieb in Gegenwart einer Kombination aus wenigstens zwei Polymeren als Retentions- und Entwässerungsmittelsystem unter Blattbildung und Trocknung der Blätter, wobei man die Blatt- bildung in Abwesenheit von feinteiligen anorganischen Flockungsmitteln vornimmt und man als Retentions- und Entwässerungsmittel
(a) mindestens ein aminogruppenhaltiges Polymer
und
(b) mindestens ein verzweigtes kationisches Polyacrylamid
einsetzt.
Unter Papieren mit hohen Flächengewichten im Sinne dieser Erfindung werden solche Papiere verstanden, deren Flächengewicht wenigstens 300 g/m2, bevorzugt wenigstens 500 g/m2, besonders bevorzugt wenigstens 750 g/m2, ganz besonders bevorzugt wenigstens 1000 g/m2 und insbesondere wenigstens 1500 g/m2. Dabei sind den Flä- chengewichten nach oben keine Grenzen gesetzt. Papiere mit Flächengewichten von 2000 g/m2 oder sogar 2500 g/m2 und mehr sind durchaus üblich.
Papiere mit derartig hohen Flächengewichten sind beispielsweise Verpackungspapiere, Pappe und Karton.
Aminogruppenhaltige Polymere sind in der Literatur beschrieben. Auf die einzelnen Literaturstellen wird hiermit ausdrücklich und in vollem Umfang Bezug genommen.
Bei den aminogruppenhaltigen Polymeren handelt es sich allgemein um in Wasser lösliche oder dispergierbare aminogruppenhaltige Polymere, insbesondere um Polye- thylenimine bzw. modifizierte Polyethylenimine. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann es sich dabei insbesondere um die folgenden aminogruppenhaltigen Polymere bzw. modifizierten Polyethylenimine handeln:
a) die in der deutschen Offenlegungsschrift DE 24 34 816 beschriebenen stickstoffhaltigen Kondensationsprodukte. Diese werden durch Umsetzung von Polyami- doaminverbindungen mit Polyalkylenoxidderivaten, die an den endständigen Hydroxylgruppen mit Epichlorhydrin umgesetzt sind, erhalten. Die Umsetzung wird durchgeführt, in dem man
(i) ein Gewichtsteil eines Polyamidoamins, das aus 1 Molteil einer Dicarbon- säure mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen und 0,8 bis 1 ,4 Molteilen eines PoIy- alkylenpolyamins mit 3 bis 10 Alkylenimineinheiten, das gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-% eines Diamins enthält, erhalten worden ist und das gegebenenfalls bis zu 8 Ethylenimineinheiten pro basischer Stickstoffgruppierung aufgepfropft enthält, mit
(ii) 0,3 bis 2 Gewichtsteilen eines Polyalkylenoxidderivates, das an den endständigen OH-Gruppen mit mindestens äquivalenten Mengen Epichlorhydrin umgesetzt ist, bei 20 bis 1000C reagieren lässt, und die reaktion bis zur Bildung hochmolekularer gerade noch wasserlöslicher Harze führt, die eine Viskosität von > 300 mPas (gemessen auf einem Broo.kfield-
Viskosimeter in 20 %iger wässriger Lösung bei 200C).
Zur Herstellung solcher Kondensationsprodukte wird ausdrücklich und in vollem Umfang auf die Offenbarung der DE 24 34 816 verwiesen, insbesondere auf die Passage von Seite 4, 3. Absatz bis Seite 6 einschließlich.
b) die z. B. in der WO 97/25367 A1 beschriebenen Reaktionsprodukte von Alkylen- diaminen oder Polyalkylenpolyaminen mit mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzern. So erhältliche Polyethylenimine haben in der Regel ei- ne breite Molmassenverteilung und mittlere Molmassen Mw, von beispielsweise
120 bis 2-106, vorzugsweise 430 bis 1-106. Zu dieser Gruppe gehören auch mit Ethylenimin gepfropfte und mit Bisglycidylethern von Polyethylenglykolen vernetzte Polyamidoamine, die in der US 4 144 123 beschrieben werden.
c) Reaktionsprodukte, die erhältlich sind durch Umsetzung von Michaeladditionsprodukten aus Polyalkylenpolyaminen, Polyamidoaminen, mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoaminen sowie Mischungen der genannten Verbindungen und monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, Salzen, Estern, Amiden oder Nitrilen mit mindestens bifunktionellen Vernetzern. Solche Reaktionsprodukte sind beispielsweise aus der WO 94/14873 A1 bekannt. Zu ihrer Herstellung kommen außer den halogenhaltigen Vernetzern besonders die beschriebenen Klassen von halogenfreien Vernetzern in Betracht.
d) wasserlösliche, vernetzte, teilweise amidierte Polyethylenimine, die aus der WO 94/12560 A1 bekannt und erhältlich sind durch Reaktion von Polyethyleniminen mit einbasischen Carbonsäuren oder ihren Estern, Anhydriden, Säurechloriden oder Säureamiden unter Amidbildung und
- Umsetzung der amidierten Polyethylenimine mit mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzern.
Die mittleren Molmassen Mw der in Betracht kommenden Polyethylenimine können bis zu 2 Mio. betragen und liegen vorzugsweise in dem Bereich von 1 000 bis 50 000. Die Polyethylenimine werden partiell mit einbasischen Carbonsäuren amidiert, so dass beispielsweise 0,1 bis 90, vorzugsweise 1 bis 50 %, der ami- dierbaren Stickstoffatome in den Polyethyleniminen als Amidgruppe vorliegt. Geeignete, mindestens zwei funktionelle Doppelbindungen enthaltende Vernetzer sind oben genannt. Vorzugsweise werden halogenfreie Vernetzer eingesetzt.
Polyethylenimine sowie quaternisierte Polyethylenimine. Es kommen hierfür z. B. sowohl Homopolymerisate von Ethylenimin als auch Polymere in Betracht, die beispielsweise Ethylenimin (Aziridin) aufgepfropft enthalten. Die Homopolymerisate werden beispielsweise durch Polymerisieren von Ethylenimin in wässriger Lösung in Gegenwart von Säuren, Lewis-Säuren oder Alkylierungsmitteln wie
Methylchlorid, Ethylchlorid, Propylchlorid, Ethylenchlorid, Chloroform oder Tetra- chlorethylen hergestellt. Die so erhältlichen Polyethylenimine haben eine breite Molmassenverteilung und mittlere Molmassen Mw, von beispielsweise 120 bis 2-106, vorzugsweise 430 bis 1 -106.
Die Polyethylenimine und die quaternisierten Polyethylenimine können gegebenenfalls mit einem mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzer (siehe oben) umgesetzt sein. Die Quaternisierung der Polyethylenimine kann beispielsweise mit Alkylhalogeniden wie Methylchlorid, Ethylchlorid, Hexylchlorid, Benzylchlorid oder Laurylchlorid sowie mit beispielsweise Dimethylsulfat vorgenommen werden. Weitere geeignete modifizierte Polyethylenimine sind durch Strecker-Reaktion modifizierte Polyethylenimine, z. B. die Umsetzungsprodukte von Poiyethyleniminen mit Formaldehyd und Natriumcyanid unter Hydrolyse der dabei entstehenden Nitrile zu den entsprechenden Carbonsäuren. Diese Produk- te können gegebenenfalls mit einem mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzer (siehe oben) umgesetzt sein.
Außerdem eignen sich phosphonomethylierte Polyethylenimine und alkoxylierte Polyethylenimine, die beispielsweise durch Umsetzung von Polyethylenimin mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid erhältlich und in der WO 97/25367 A1 beschrieben sind. Die phosphonomethylierten und die alkoxylierten Polyethylenimi- ne können gegebenenfalls mit einem mindestens zwei funktionelle Gruppen enthaltenden Vernetzer (siehe oben) umgesetzt sein.
f) weitere aminogruppenhaltige Polymere im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle unter a) bis e) genannten Polymere, die anschließend einer Ultrafiltration wie in WO 00/67884 A1 und WO97/23567 A1 beschrieben, unterzogen werden.
Vorzugsweise werden die aminogruppenhaltigen Polymere bzw. modifizierten Polye- thylenimine ausgewählt unter Polyalkyleniminen, Polyalkylenpolyaminen, Polyamidoa- minen, Polyalkylenglykolpolyaminen, mit Ethylenimin gepropften und anschließend mit mindestens bifunktionellen Vernetzern umgesetzten Polyamidoaminen und Gemischen und Copolymerisaten davon. Bevorzugt sind Polyalkylenimine, insbesondere Polyethy- lenimine, und die Derivate davon. Besonders bevorzugt sind mit Ethylenimin gepropfte und anschließend mit mindestens bifunktionellen Vernetzem umgesetzte Polyamidoa- mine.
Insbesondere werden die vorstehend genannten aminogruppenhaltigen Polymere unter den in der DE 24 34 816 beschriebenen Polymeren und den in der WO 00/67884 A1 beschriebenen ultrafiltrierten aminogruppenhaltigen Polymeren aus- gewählt. Auf diese Publikationen wird hiermit in vollem Umfang Bezug genommen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens werden Polymere als Komponente (a) eingesetzt, die durch Kondensation von C2-C12- Dicarbonsauren, insbesondere Adipinsäure, mit Poly(alkylendiaminen), insbesondere Diethylentriamin, Trieethylentetramin und Tetraethylenpentamin, oder Mono-, Bis-, Tris- oder Tetra(aminopropyl)ethylendiamin oder Gemischen davon, Pfropfen der bei der Kondensation erhaltenen Polyamidoamine mit Ethylenimin und anschließendes Vernetzen erhältlich sind. Vorzugsweise wird mit soviel Ethylenimin gepfropft, dass das Polyamidoamin pro basischer Stickstoffgruppierung 2 bis 50, bevorzugt 5 bis 10 Ethy- lenimineinheiten aufgepfropft enthält. Das gepfropfte Polyamidoamin wird durch Umsetzung mit halogenfreien, mindestens bifunktionellen Vernetzern, bevorzugt Bisglyci- dylethern eines Polyalkylenglykols, vernetzt. Besonders bevorzugt sind Bisglycidylether von Polyethylenglykolen mit Molekulargewichten zwischen 400 und 5 000, insbesondere 500 bis 3 000, wie z. B. etwa 600 oder etwa 2 000.
Als Komponente (b) des Retentions- und Entwässerungsmittels kommen solche verzweigten kationischen Polyacrylamide in Betracht, die außer Acrylamid und mindestens einem permanent kationischen Comonomer eine dritte di- oder trifunktionelle ungesättigte Komponente enthalten, welche zur Verzweigung der Polymerketten führt. Solche verzweigten kationischen Polymere sind beispielsweise in US 20030150575 beschrieben. Bevorzugt ist in der Praxis das verzweigte (Co)polyacrylamid ein kationisches Copoly- mer von Acrylamid und eines nicht gesättigten kationischen Ethylenmonomers, das ausgewählt ist aus Dimethylaminoethylacrylat (ADAME), Dimethylaminoethylacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylat (MADAME), die durch verschiedene Säuren und Qua- temisierungsmittel quatemisiert oder salzbildend gemacht werden wie Benzylchlorid, Methylchlorid, Alkyl- oder Arylchlorid, Dimethylsulfat, weiterhin Dimethyldiallylammoni- umchlorid (DADMAC), Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (APTAC) und Me- thacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid (MAPTAC). Bevorzugte kationische Co- monomere sind Dimethylaminoethylacrylat-methochlorid und Dimethylaminoethylacry- lamid-methochlorid, die durch Alkylierung von Dimethylaminoethylacrylat bzw. Dimethylaminoethylacrylamid mit Methylchlorid erhalten werden.
Dieses Copolymer wird durch dem Fachmann bekannte Weise durch ein Verzweigungsmittel verzweigt, das aus einer Verbindung besteht, die mindestens zwei reaktive Gruppierungen aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Doppel-, Aldehydoder Epoxybindungen umfassen. Diese Verbindungen sind bekannt und sind beispielsweise in der Druckschrift EP 0 374 458 A1 beschrieben.
Bekanntlich ist ein verzweigtes („branched") Polymer ein Polymer, das in seiner Kette Zweige, Gruppierungen oder Verzweigungen aufweist, die insgesamt in einer Ebene und im Gegensatz zu einem vernetzten („cross-linked") Polymer nicht in drei Richtungen angeordnet sind; solche verzweigten Polymere mit hohem Molekulargewicht sind hinlänglich als Flockungsmittel in der Papierherstellung bekannt. Diese verzweigten Polyacrylamide unterscheiden sich von den vernetzten Polyacrylamiden durch die Tat- sache, dass bei diesen Letztgenannten die Gruppierungen dreidimensional angeordnet sind, um praktisch zu unlöslichen Produkten mit unendlichem Molekulargewicht zu führen.
Die Verzweigung lässt sich vorzugsweise während (oder gegebenenfalls nach) der Polymerisierung bewerkstelligen, beispielsweise durch Umsetzung zweier löslicher Polymere, die Gegenionen aufweisen, oder durch Umsetzung über Formaldehyd oder einer polyvalenten Metallverbindung. Oft findet die Verzweigung während der Polymerisierung durch Zugabe eines Verzweigungsmittels statt, wobei diese Lösung in der Praxis vorgezogen wird. Die Polymerisierungsverfahren mit Verzweigung sind hinläng- lieh bekannt.
Diese Verzweigungsmittel, die sich einbauen lassen, umfassen ionische Verzweigungsmittel wie polyvalente Metallsalze, Formaldehyd, Glyoxal, oder auch, vorzugsweise, kovalente Vernetzungsmittel, die mit den Monomeren copolymerisieren, vor- zugsweise Diethylen-ungesättigte Monomere (wie die Familie der Diacrylatester wie die Diacrylate von Polyethylenglycolen PEG), oder Polyethylen-ungesättigte Monomere von der Art, die herkömmlicher Weise für die Vernetzung von wasserlöslichen Polyme- ren verwendet wird, insbesondere Methylenbisacrylamid (MBA) oder auch irgendwelche der anderen bekannten Acrylverzweigungsmittel.
Diese Mittel sind oftmals identisch mit den Vernetzungsmitteln, die Vernetzung kann aber, wenn ein verzweigtes und nicht vernetztes Polymer erhalten werden soll, durch eine Optimierung der Polymerisierungsbedingungen wie Konzentration bei der Polyme- risierung, Art und Menge des Übertragungsmittels, Temperatur, Art und Menge der Initiatoren und dergleichen, verhindert werden.
In der Praxis ist das Verzweigungsmittel Methylenbisacrylamid (MBA), das mit fünf bis zweihundert (5 bis 200), vorzugsweise 5 bis 50 Mol pro Million Mol des Monomeren zugesetzt wird.
Der Verzeigungsgrad der verzweigten kationischen Polyacrylamide wird als sogenann- ter „ionic regain" (lonenrückgewinn Rl) bezeichnet. Es handelt sich dabei um eine Differenzbetrachtung der kationischen Ladungsdichte in meq/g vor und nach dem Scheren der zu messenden Probe (Rl = (X-Y)IY x 100, mit Rl = lonenrückgewinn, X = Ladungsdichte nach Scheren in meq/g, Y = Ladungsdichte vor Scheren in meq/g). Diese Methode wird in US 20030150575 näher beschrieben.
Im erfindungsgmäßen Verfahren werden bevorzugt solche verzweigten kationischen Polyacrylamide eingesetzt, die einen Rl von > 20 %, bevorzugt > 40 % aufweisen.
Selbstverständlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch verzweigte kationische Polyacrylamide eingesetzt werden, die aus einer Mischung aus verzweigten und linearen Polyacrylamiden, wie sie im Stand der Technik beschrieben sind, bestehen. Eine solche Mischung besteht in der Regel aus einem verzweigten kationischen Polyacrylamid wie oben beschrieben und einem linearen Polyacrylamid in einem Verhältnis von 99:1 bis 1:2, bevorzugt in einem Verhältnis von 90:1 bis 2:1 und beson- ders bevorzugt in einem Verhältnis von 90:1 bis 3:1.
Im Falle einer Mischung aus verzweigten kationischen Polyacrylamiden und linearen Polyacrylamiden werden bevorzugt Mischungen verwendet, in denen wenigstens 10 mol-% eines kationischen Monomeren, wie oben bei Komponente (b) aufgelistet, bevorzugt wenigstens 20 mol-% eines kationischen Monomeren enthalten sind.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Komponenten (a) und (b) bevorzugt als Wasser-in-ÖI-Emulsionen eingesetzt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Komponente (a) bevorzugt in einer Menge von 100 g bis 3 kg fest, d.h. reine Wirksubstanz ohne Lösungsmittel der Emulsion, bezogen auf eine Tonne trockenes Papier, bevorzugt im Bereich vom 150 g bis 2,0 kg fest bezogen auf eine Tonne trockenes Papier und besonders bevorzugt im Bereich von 200 g bis 1 ,2 kg fest bezogen auf eine Tonne trockenes Papier eingesetzt.
Die Komponente (b) wird in einem Mengebereich von 50 g bis 800 g fest, d.h. reine Wirksubstanz ohne Lösungsmittel der Emulsion, bezogen auf eine Tonne trockenes Papier, bevorzugt im Bereich von 65 g bis 600 g fest bezogen auf eine Tonne trockenes Papier und besonders bevorzugt im Bereich von 80 g bis 400 g fest bezogen auf eine Tonne trockenes Papier eingesetzt.
Obwohl das Verhältnis der Komponenten (a) und (b) beliebig gewählt werden kann, verwendet man bevorzugt die Komponenten (a) und (b) im Verhältnis von mindestens 2:1 , bevorzugt mindestens 3:1 und besonders bevorzugt mindestens 4:1. Das Retentions- und Entwässerungsmittelsystem kann dem Papierstoff - in aller Regel erfolgt die Dosierung des Retentions- und Entwässerungsmittels erfindungsgemäß in den Dünn- stoff - beispielsweise in Form einer Mischung aus den Komponenten (a) und (b) zugeführt werden. Man kann jedoch auch so vorgehen, dass man zunächst beispielsweise nach der letzten Scherstufe vor dem Stoffauflauf die Komponente (a) und anschließend die Komponente (b) dosiert. Beide Komponenten können jedoch auch getrennt voneinander aber gleichzeitig vor oder nach einer Scherstufe in den Dünnstoff eingebracht werden. Am vorteilhaftesten dosiert man zunächst mindestens eine Verbindung der Komponente (a) und anschließend mindestens eine Verbindung der Komponente (b). Die Verbindung der Komponente (a) kann dabei beispielsweise vor einer Scherstufe und die Verbindung der Komponente (b) nach der letzten Scherstufe vor dem Stoffauflauf dem Papierstoff zugeführt werden. Beide Verbindungen können jedoch auch vor der letzten Scherstufe vor dem Stoffauflauf oder nach der letzten Stufe vor dem Stoffauflauf zum Papierstoff dosiert werden. Man kann jedoch auch die Komponente (a) an verschiedenen Stellen in den Dünnstoff dosieren und Scherkräfte auf das System einwirken lassen und die Komponente vor der letzten Scherstufe vor dem Stoffauflauf oder danach zufügen. Ebenso ist es möglich, zunächst die Komponente (b) dem Pa- pierstoff zuzugeben und danach die Komponente (a) des Retentionsmittels zu dosieren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der Kombination aus
(a) mindestens einem aminogruppenhaltigen Polymer
und
(b) mindestens einem verzweigten kationischen Polyacrylamid
als alleiniges Retentions- und Entwässerungsmittel in einem Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich insbesondere Papiere mit hohem Flächengewicht herstellen, wie zuvor beschrieben. Man kann beispielsweise Holzschliff, thermomechanischen Stoff (TMP), chemo-thermomechanischen Stoff (CTMP), Druckschliff (PGW) sowie Sulfit- und Sulfatzellstoff einsetzen. Als Rohstoffe für die Herstellung der Pulpe kommen auch Zellstoff und Holzstoff sowie Altpapier und gestrichener Ausschuss in Betracht. Holzstoff und Zellstoff werden vor allem in den sogenannten integrierten Papierfabrikerün mehr oder weniger feuchter Form direkt ohne vorherige Eindickung bzw. Trocknung weiter zu Papier verarbeitet. Aufgrund der nicht vollständig daraus entfernten Verunreinigungen enthalten diese Fasermaterialien noch Stoffe, die den üblichen Papierherstellungsprozess stark stören. Wenn solche Papierstoffe eingesetzt werden, empfiehlt es sich, in Gegenwart eines Fixiermittels zu arbeiten. Insbesondere wird 100 % Altpapier für die Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten verwendet
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl füllstofffreie als auch füll- stoffhaltige Papiere hergestellt werden. Der Füllstoffgehalt im Papier kann bis zu maximal 40 Gew.-% betragen und liegt vorzugsweise in dem Bereich von 5 bis 30 Gew.- %. Geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Clay, Kaolin, native und präzipitierte Krei- de, Titandioxid, Talkum, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Aluminiumoxid, Satinweiß oder Mischungen der genannten Füllstoffe.
Die Papierherstellung kann in Gegenwart der üblichen Prozesschemikalien in den üblichen Mengen vorgenommen werden z.B. von Masseleimungsmitteln wie insbesondere Alkyldiketen-Dispersionen, Harzleim, Alkenylsuccinimid-Dispersionen oder leimend wirkenden Polymerdispersionen, Verfestigungsmitteln wie mit Epichlorhydrin vernetzten Polyamidoaminen, Polyvinylaminen eines mittleren Molekulargewichts oder Stärke, Fixiermitteln, Bioziden, Farbstoffen und Füllstoffen. Die Dosierung der üblichen Prozesshilfsmittel erfolgt vorzugsweise in den Dünnstoff.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man, verglichen mit den Erzeugnissen, die nach bekannten Verfahren hergestellt werden, Papiere mit hohen Flächengewichten mit einer verbesserten Retention, insbesondere bei Füllstoffen, und Entwässerung. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu den Mikropartikel- Verfahren einfacher in der Durchführung.
In den Beispielen bedeuten die Prozentangaben für die Einsatzstoffe immer Gewichtsprozent.
In den Beispielen wurden folgende Polymere verwendet:
Polyethylenimin (PEI): HM Polymin® der BASF Aktiengesellschaft Polymer A: lineares kationisches Polyacrylamid, mittelmolekular mit
30 mol-% kationischem Anteil (Polymin® KE 2035 der BASF Aktiengesellschaft)
Polymer B: lineares kationisches Polyacrylamid, hochmolekular mit
30 mol-% kationischem Anteil (Polymin® PR 8241 der BASF Aktiengesellschaft)
Polymer C: lineares kationisches Polyacrylamid, hochmolekular mit 50 mol-% kationischem Anteil
Polymer D: verzweigtes kationisches Polyacrylamid, Rl = 70 % mit
30 mol-% kationischem Anteil (Polymin® PR 8282 der BASF Aktienge- Seilschaft)
Polymer E: verzweigtes kationisches Polyacrylamid, Rl = 50 % mit 30 moI-% kationischem Anteil
Polymer F: verzweigtes kationisches Polyacrylamid, Rl = 50 % mit 50 mol-% kationischem Anteil
Beispiel
Die Entwässerungszeit für Papiere mit hohen Flächengewichten wird unter Vakuum nach der folgenden Methode bestimmt:
In einem 1 I Becherglas wurde 1 I einer 1 gew.-%igen Stoffsuspension aus 100 % Altpapier eingefüllt. In einem zweiten 1 I Becherglas wurden die in der Tabelle 1 angege- benen Mengen des Retentions- und Entwässerungssystems bestehend aus HM Polymin® und den entsprechenden Polymere A bis F gefüllt. Die Stoffsuspension wurde zum Retentions- und Entwässerungssystem gegeben und durch mehrmaliges Umschütteln miteinander vermischt. Anschließend wird das Gemisch mit Hilfe eines Vakuums über ein Filtersieb zügig abgesaugt, wobei Turbulenzen zu vermeiden sind. So- bald das Vakuum ein Minimum erreicht hat, wird der Druck (P1) gemessen. Nach einer Minute wird der angestiegene Druck (P2) erneut gemessen. Das Vakuum wird entfernt und die feuchte Fasermatte wird vom Sieb genommen und gewogen (Gewicht G1). Anschließend wird die Fasermatte bei 1050C bis zur Massenkonstanz getrocknet und erneut gewogen (Gewicht G2). Der Trockengehalt in % und damit die Entwässerungs- leistung ergibt sich aus (G1 - G2)/G2 x 100. Mit den verschiedenen Polymerkombinationen wurden jeweils zwei Versuchsreihen I und Il mit unterschiedlichen Konzentrationen durchgeführt.
Bei den Versuchen 2 bis 7 beziehen sich die Angaben bei den Dosiermengen auf die Polymere A bis F. In allen Versuchen 2 bis 7 wurden zusätzlich 0,8 kg fest/t trockenes Papier eingesetzt.
Tabelle 1
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Papieren mit hohen Flächengewichten durch Entwässern eines Papierstoffs auf einem Sieb in Gegenwart von einer Kombination aus wenigstens zwei Polymeren als Retentions- und Entwässerungsmittelsystem unter Blattbildung und Trocknung der Blätter, dadurch gekennzeichnet, dass man die Blattbildung in Abwesenheit von feinteiligen anorganischen Flockungsmitteln vornimmt und man als Retentions- und Entwässerungsmittel
(a) mindestens ein aminogruppenhaltiges Polymer
und
(b) mindestens ein verzweigtes kationisches Polyacrylamid
einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des Papiers wenigstens 300 g/m2 beträgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aminogruppenhaltige Polymer ein Polyethylenimin oder ein modifiziertes Po- lyethylenimin ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das modifizierte Polyethylenimin durch Umsetzung von Polyamidoaminverbindungen mit Polyalkyle- noxidderivaten, die an den endständigen Hydroxylgruppen mit Epichlorhydrin umgesetzt ist, erhalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aminogruppenhaltige Polymer einer Ultrafiltration unterworfen wurde.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte kationische Polyacrylamid ein kationisches Copolymer von Acrylamid und eines nicht gesättigten kationischen Ethylenmonomers ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht gesättigte kationische Ethylenmonomer ausgewählt ist aus Dimethylaminoethylacrylat- methochlorid und Dimethylaminoethylacrlyamid-methochlorid.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als Verzweigungsmittel Methylenbisacrylamid verwendet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass verzweigte kationische Polyacrylamid einen ionic regain Rl von > 20 % aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte kationische Polyacrylamid einen ionic regain Rl von > 40 % aufweist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigt kationische Polyacrylamid eine Mischung aus einem verzweigten kationischen Polyacrylamid und einem linearen Polyacrylamid im Verhältnis von
99:1 bis 1 :2 ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten (a) und (b) des Retentions- und Entwässerungsmittelsys- tems, bezogen auf eine Tonne trockenes Papier, in einer Menge von
(a) 100 g bis 3 kg fest, bevorzugt 150 g bis 2,0 kg
und
(b) 50 g bis 800 g, bevorzugt 65 g bis 600 g
einsetzt.
13. Verwendung von einer Kombination aus
(a) mindestens einem aminogruppenhaltigen Polymeren
und
(b) mindestens einem verzweigten kationischen Polyacrylamid
als alleiniges Retentions- und Entwässerungsmittel bei der Herstellung von papieren mit hohen Flächengewichten.
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