WO2014001222A1 - Process for producing filled paper and card using coacervates - Google Patents

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WO2014001222A1
WO2014001222A1 PCT/EP2013/063050 EP2013063050W WO2014001222A1 WO 2014001222 A1 WO2014001222 A1 WO 2014001222A1 EP 2013063050 W EP2013063050 W EP 2013063050W WO 2014001222 A1 WO2014001222 A1 WO 2014001222A1
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WO
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coacervate
polymer
anionic
cationic
flocculation
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PCT/EP2013/063050
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German (de)
French (fr)
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Jovica Zorjanovic
Ulrich Sohling
Friedrich Ruf
Moritz KLICKERMANN
Lars DÄHNE
Original Assignee
Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh
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    • D21H21/06Paper forming aids
    • D21H21/10Retention agents or drainage improvers

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of filled paper or cardboard, wherein an aqueous
  • Fiber suspension is produced, which contains cellulose fibers and at least one filler, and the fiber suspension is flocculated with a flocculation system.
  • Purified and bled pulp consisting of about 99% water and containing about 1% pulp fibers
  • Headbox is formed into a thin, as uniform as possible beam. This is given in Langsiebpapiermaschinen on a rotating endless sieve. Within a few seconds most of the water runs off and it forms a paper structure. Fourdrinier machines can work up to a speed of about 1200 m / min. At higher speeds, the paper formation is through
  • gap formers produce at speeds of up to 2000 m / min at working widths of more than 10 m.
  • the pulp is injected directly into a gap between two rotating screens.
  • the pulp is injected directly into a gap between two rotating screens.
  • Running speed Gap-formers also offer the advantage of a much more uniform drainage and consequently a reduced two-sidedness of the paper.
  • the soft paper web is transferred to a felt and enters the press section, where the paper web is dewatered by means of rollers pressed against each other between felts.
  • the dryer section finds the final Drainage takes place, the web passes through a number of steam-heated drying cylinder. Then the paper web is smoothed and rolled up.
  • another final smoothing step can be performed in the calender before final rolling up.
  • pulp fibers contains the pulp or the
  • Fillers in a proportion of up to 30 wt .-%, based on the fiber content.
  • Suitable fillers are, for example, kaolin, talc, titanium dioxide, starch and calcium carbonate.
  • Kaolin remains chemically inert over a wide pH range and therefore can be used in both acidic and alkaline production processes.
  • Kaolin has been the most widely used pigment in the past.
  • calcium carbonate in recent years.
  • Calcium carbonate has a higher whiteness compared to kaolin, which is particularly advantageous in the production of recycled paper.
  • GCC ground calcium carbonate
  • PCC precipitated calcium carbonate
  • Ground calcium carbonate is made from CaCO3-containing minerals such as limestone, chalk or marble.
  • GCC has a large brightness spectrum. If a high degree of brightness is required, mostly marble is used as starting material. GCC has replaced kaolin as the main filler pigment.
  • Precipitated calcium carbonate is a synthetic one
  • PCC Physical minerals made of quicklime or limestone will be produced.
  • PCC can be modified in its properties to affect the properties of the paper. So by the at the
  • PCC can not be used indefinitely as a filler because it reduces fiber strength.
  • dyes and optical brighteners may also be present in the fiber suspension.
  • dyes and optical brighteners may also be present in the fiber suspension.
  • synthetic dyes are used.
  • sizing agents are added to make the paper writable. This makes the paper less absorbent and less absorbent
  • the sizing agents are chemically modified
  • Tree resins in combination with acid salts such as potassium alum or aluminum sulphate.
  • acid salts such as potassium alum or aluminum sulphate.
  • Polymers based on acrylates or polyurethanes are also used. In the production of the paper web is important that the
  • the sheet formation is a very fast running
  • Fiber suspension fillers these are not retained during filtration of the sieve and therefore washed out with the outflowing water for the most part.
  • the sheet would then contain no or only small amounts of filler in such a process management.
  • the fiber suspension is therefore added with chemical additives which can interact with both the fibers and the filler particles. These interactions lead to the formation of larger aggregates of fibers and even before filtration
  • Filler particles are bound. Due to the chemical additive, usually a charged polymer, the flakes themselves contain one Charge. However, these flakes have a low mechanical strength, so that they can be easily cut by the action of shearing forces.
  • Drainage systems developed. The aim is to optimize retention and drainage independently of each other. One differentiates between two-component and multi-component retention and drainage systems.
  • Fiber suspension initially a high molecular weight cationic
  • a bentonite is added, which causes a compound of the flakes and after separating the water to form a stable paper structure. It is desired that the bentonite is present in the strongest possible delaminated form, so that a high number of
  • Dual retention and drainage systems are often also referred to as microparticle systems and may, for example, also a combination of one or more cationic
  • anionically charged organic components silica particles or swellable clay materials.
  • a commercial, available on the market dual retention and drainage system is for example the Hydrocol ® system.
  • EP 0 235 893 B2 A dual retention and drainage system is described for example in EP 0 235 893 B2. This is an aqueous Cellulose suspension initially with a substantially
  • cationic polymer is used in an amount of at least 0.03 wt .-% based on the dry weight of the suspension
  • the flakes formed by adding the polymer are sheared to form microflakes
  • cationic polymer for example, polyethyleneimine, polyaminoepichlorohydrin products, polymers of diallyldimethylammonium chloride and polymers of
  • Acrylic monomers comprising a cationic acrylic monomer.
  • the bentonite is preferably added in delaminated form. It is preferably used as a hydrated suspension obtained by dispersing powdered bentonite in water.
  • the bentonite is in one
  • the cellulosic fiber suspension may also contain a filler, such as
  • Multi-component systems in addition to a high molecular weight cationic polymer and an anionic microparticle, such as a layered silicate or silica particles, still contain a high
  • Pulp fiber suspension is precipitated with a flocculation system, which comprises in addition to a cationic polymer and a silicate-containing material as a further component of organic microparticles which have a particle diameter of less than 750 nm in the non-swollen state.
  • the microparticles consist of a highly crosslinked polymer and preferably carry an anionic charge.
  • microparticles can be made by
  • Microemulsion methods are prepared by a
  • aqueous solution of a cationic or anionic monomer and a crosslinking agent in the presence of a saturated hydrocarbon and a surfactant is reacted to produce particles having a size of less than 0.75 microns.
  • Polymerization to produce microparticles is initiated by the addition of an initiator or by irradiation of the emulsion with ultraviolet light. To control the chain length of the emulsion
  • Chain transfer agent may be added.
  • Crosslinked organic polymeric microparticles have been found to have high effectiveness as retention and drainage aids when their particle size is less than about 750 nm, preferably less than about 300 nm, and that non-crosslinked
  • organic water-insoluble polymer microparticles show high efficiency when their size is less than 60 nm.
  • Drainage speed is a constant challenge in papermaking.
  • the tools used should be easy to display and easily available, in small Quantities already show good efficacy and allow independent influence of parameters such as drainage and filler retention.
  • the invention was therefore based on the object, a method for producing filled paper or cardboard
  • a coacervate is used as auxiliary component, which is formed from at least one cationic polymer and an anionic polymer.
  • the cationic polymer and the anionic polymer are in the
  • Coacervate is not bound by covalent bonds but is separately present as individual components.
  • cationic and anionic polymers are held together by electrostatic forces and possibly steric effects in a complex to form an organic microparticle that has multiple constituents that are not bound together by covalent bonds.
  • the charge of the coacervate may be due to the charge of its constituents, cationic polymer and anionic polymer, as well as the ratio in which the polymers in the
  • Coacervate are included.
  • the coacervates form stable microparticles, so that an emulsion or
  • Coacervate composition the parameters of drainage and filler retention can be influenced, so that a further improvement of the papermaking process is possible.
  • coacervates are excellent flocculants for fillers, in particular
  • a process for producing filled paper or paperboard wherein an aqueous fiber suspension is prepared which contains fibers and at least one filler, and the fiber suspension is flocculated with a flocculation system which
  • Component comprises at least one inorganic microcomponent, preferably an anionic inorganic microcomponent, and a coacervate, which consists of at least one
  • cationic polymer and an anionic polymer is formed, and the flocculated fiber suspension is processed into a filled paper or paperboard.
  • a silicate material for example, a silicate material, a coacervate is added as an additional aid.
  • the process according to the invention is based on an aqueous suspension which is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.4 to 3% by weight and, according to a further embodiment, 0.6 to 1.5% by weight.
  • aqueous suspension which is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.4 to 3% by weight and, according to a further embodiment, 0.6 to 1.5% by weight.
  • the fibers used are preferably a cellulose fiber material.
  • Such a cellulose fiber material can in the usual way by chemical pulping of wood or
  • Contain proportions of polyoses or lignin Contain proportions of polyoses or lignin.
  • a fiber material can, for example, a recycled material
  • Waste paper can be used. Likewise, mixtures of such materials may be used. Furthermore, the suspension contains, based on the content of
  • Fibers preferably up to 40 wt .-%, according to a
  • Embodiment 5 to 35 wt .-% fillers Fillers which can be used in papermaking are customary fillers, with inorganic fillers being preferred.
  • Suitable fillers are, for example, titanium dioxide, natural or precipitated chalk (calcium carbonate), talcum, kaolin, satin white, calcium sulfate, barium sulfate, clays or
  • the fiber suspension preferably passes through at least one cleaning, mixing and / or pumping stage.
  • the shearing of the fiber suspension can, for example, in a
  • Pulper, classifier or done in a refiner Preferably, the coacervate is added after the last shear stage.
  • the inorganic microcomponent of the flocculation system may co-exist with the coacervate after the last shear stage
  • inorganic microcomponent and coacervate can simultaneously or one after the other. According to a particularly preferred embodiment, first the inorganic microcomponent is added and then the coacervate.
  • phyllosilicates in particular bentonite, are used as the inorganic microcomponent of the flocculation system.
  • the particle size of the inorganic microcomponent is preferably selected to be very small and is preferably less than 200 ⁇ m, according to a further embodiment less than 150 ⁇ m and is according to another
  • Embodiment preferably in the range of 10 nm to 100 microns.
  • the size of the microparticles refers to the average size D 5 o of the microparticles and is preferably by optical
  • the inorganic microcomponent preferably has an anionic charge so that it can be mixed with fiber flakes in
  • Interaction can occur, which preferably have a cationic excess charge.
  • Silicates are understood to mean products based on silicates or silicic acid, for example silica microgel, silica sol, polysilicates, aluminum silicates,
  • Borosilicates polyborosilicates, clays or zeolites.
  • Calcium carbonate can be used, for example, in the form of chalk, ground calcium carbonate or precipitated calcium carbonate as the inorganic microcomponent of the flocculation system.
  • Layered silicates in particular bentonite, are generally layered silicates, in particular aluminosilicates
  • montmorillonite or bentonites with a high
  • Montmorillonite content for example with a Montmorillonite content of more than 50 wt .-%. It is also possible to use bentonite-like clay minerals or layer silicates, such as nontronite, hectorite, saponite, sauconite, beidellite, alevardite, illite, halloysite, attapulgite and sepiolite. These layer silicates are preferably for use
  • Alkali metal salt treated for example, soda.
  • phyllosilicates in particular bentonite, as
  • the inorganic microcomponent is preferably added in the form of a suspension to the fiber suspension.
  • the suspension preferably has a solids content in the range from 0.5 to 10% by weight, preferably from 1 to 5% by weight.
  • the layered silicate is preferably used in as completely delaminated form.
  • Layered silicate is preferably in the range of 1 to 2 microns, the thickness of the platelets is preferably 0.1 to 10 nm, according to one embodiment in the range of 1 to 5 nm.
  • the bentonite preferably has a specific surface area in the range of 60 to 800 m 2 / g on.
  • colloidal silicic acid or as silicates products from the group of silicon-based particles, silica nitrogels, silica sols, aluminum silicates, borosilicates,
  • Materials typically have a specific surface area in the range of 50 to 1000 m 2 / g and an average particle size distribution of 1 to 250 nm, for example in the range of 40 to 100 nm.
  • the inorganic microcomponent are preferably silicate materials, more preferably layer silicates and
  • bentonites particularly preferably used bentonites.
  • the inorganic microcomponent of the flocculation system is preferably added to the aqueous fiber suspension in an amount of 0.01 to 1.0% by weight, more preferably in an amount of 0.1 to 0.5% by weight, based on the solid content of
  • the flocculated fiber suspension is then processed in the usual way to a paper or cardboard. This can
  • the coacervate used in the manufacture of filled paper or board according to the invention may be neutral, but it is preferred that the coacervate has an excess charge.
  • the excess charge can be generated by one of the two polymers used for the preparation having a higher charge than the oppositely charged one
  • Polymer This can be achieved, for example, by one of the polymers having a higher molecular weight for the same percentage of charged monomer units or by one of the two polymers having a higher percentage of charged monomers at the same molecular weight. Mixed forms of these embodiments are also possible.
  • the percentages refer to each Entity of the monomer units contained in a polymer, for example acrylate or acrylamide units, which are derived from the corresponding monomers, for example acrylates or acrylamides.
  • the charge of the coacervate is determined by the polymer used in excess in relation to its charge.
  • the charge-in-excess polymer forms the core of the coacervate, while the excessively charged groups present on the outside of the coacervate.
  • the coacervate has an anionic excess charge.
  • anionic and cationic polymers in a charge ratio in the range of 0.1 to 0.95, according to another embodiment in the range of 0.2 to 0.7 and according to yet another embodiment in
  • Charge ratio is determined by the ratio of the charged groups in the one polymer to the charged one
  • the coacervate may have a positive or a negative excess charge.
  • the anionic or cationic polymer may be contained in the coacervate in excess.
  • both the anionic and the cationic polymer may be present in excess.
  • the anionic polymer is present in excess.
  • the process is preferably carried out by first preparing an aqueous dispersion of the coacervate so that the coacervate is already formed and in the form of small particles, and the aqueous dispersion of the coacervate is subsequently added to the aqueous fiber suspension.
  • the fiber suspension can already be present in a flocculated state.
  • the flocculation of the fibers can, for example, by adding the inorganic
  • the coacervate is in the form of an aqueous
  • Coacervate anionic and cationic polymer are added to an aqueous solvent, the addition can be done both sequentially and simultaneously. After the addition of anionic and cationic polymer, which preferably takes place with stirring, a turbidity forms. Particularly advantageous results in terms of drainage and retention are obtained when the aqueous dispersion of the coacervate remains stable for a long time and
  • the storage is preferably carried out at room temperature.
  • Dispersion of the coacervate is preferably adjusted so that the turbidity of the dispersion remains stable for at least six days and no flocculation occurs. If the coacervate flocculates prematurely, the turbidity stability can be adjusted, for example, by the ratio of anionic and cationic polymer or by the concentration of coacervate in the aqueous dispersion. The flocculation of the sample can be visually detected as the flocs fall and the supernatant solution becomes clear. Possibly. can the stability of the
  • the coacervate dispersion can also be measured by measuring the turbidity by absorption at a wavelength of 500 nm.
  • the coacervate dispersion has a content of coacervate in the range of 0.1 to 15 wt .-%, preferably 0.2 to 2 wt .-%, according to a
  • the content of coacervate can be calculated from the amount of anionic and cationic polymer added to the aqueous solvent. After the addition of the anionic polymer and the cationic polymer to the aqueous solvent, the dispersion is preferably agitated for a period of at least 10 minutes, preferably at least 30 minutes, more preferably at least one hour, so that the coacervates can form.
  • the dispersion of the coacervate contains an electrolyte.
  • a suitable electrolyte are salts of monovalent cations, more preferably of
  • a particularly preferred electrolyte is sodium chloride.
  • Dispersion of the coacervate is preferably selected in the range of 0.1 to 2 wt .-%, according to another embodiment in the range of 0.2 to 1 wt .-%.
  • Dispersion of the coacervate is preferred in the manner
  • the coacervate comprises a core composed of the one charged polymer and a shell disposed around the core and which is formed by the oppositely charged polymer.
  • at least one of the at least one cationic and at least one anionic polymer contained in the coacervate has a linear structure.
  • at least the one polymer has an uncrosslinked, linear structure, which the
  • the polymer contained may also have a crosslinked structure
  • both charged polymers have a linear structure.
  • a linear structure is understood as meaning a structure in which the polymer has as a backbone a linear carbon chain which, however, may optionally also contain heteroatoms, such as oxygen or nitrogen atoms.
  • the cationic polymer or the anionic polymer has a certain chain length or a certain molecular weight.
  • the coacervate-forming at least one cationic polymer and the at least one anionic polymer each have a molecular weight of more than 50,000 g / mol. According to another
  • the at least one cationic polymer and / or the at least anionic polymer has a molecular weight of more than 100,000 g / mol, according to another embodiment, a molecular weight of at least 200,000 g / mol. According to another
  • Embodiment is provided that the cationic polymer and / or the at least one anionic polymer Molecular weight of less than 3,000,000 g / mol.
  • the molecular weight of anionic polymer and cationic polymer may be the same or different.
  • the molecular weight of the one polymer is significantly greater than the molecular weight of the oppositely charged polymer. In one embodiment, this includes a polymer
  • Molecular weight of at least 500,000 g / mol according to another embodiment, a molecular weight of at least 1,000,000 g / mol, while the molecular weight of the
  • opposite charged polymer is preferably selected in the range of 100,000 to 500,000 g / mol.
  • Monomer units are understood to mean in each case repeating units contained in the polymer, which are derived from the monomers used to prepare the polymer. Uncharged monomer units do not include a group carrying a charge. Cationic or anionic
  • Monomer units accordingly comprise a group which carries a cationic or an anionic charge.
  • Cationic monomer units preferably comprise one
  • Protonation or by alkylation receives a permanent positive charge.
  • the cationic polymer according to one embodiment comprises cationic monomer units, wherein the proportion of the
  • cationic monomer units in the entirety of the cationic polymer-forming monomer units according to one embodiment at least 2 mol%, according to another
  • Embodiment at least 5 mol% and according to yet another embodiment, at least 10 mol%. According to one In another embodiment, the proportion of the cationic monomer units based on the total number of
  • Monomer units of the cationic polymer at least 20 mol%, according to another embodiment at least 30 mol%.
  • the cationic polymer can only be cationic
  • Monomer units of the entirety of the cationic polymer-forming monomer units less than 80 mol%, according to another embodiment, less than 60 mol%. According to a further embodiment, the proportion of the
  • cationic polymer contained cationic monomer units less than 50 mol%, according to yet another
  • Embodiment less than 40 mol%.
  • the cationic groups of the cationic polymer are preferably formed by nitrogen-containing groups which preferably carry a permanent positive charge, the
  • Suitable cationic monomers from which the cationic monomer units are derived are compounds having an unsaturated carbon-carbon double bond and a positively charged group.
  • the positively charged group may already be present in the monomer or only after the polymerization of the carbon-carbon
  • Double bond produced by a corresponding modification in the polymer or introduced into this is a corresponding modification in the polymer or introduced into this.
  • Alkylk ist can get a positive charge are for example, N, -Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides and N, -Dialkylaminoalkyl (meth) acrylates.
  • Nitrogen atom preferably comprise 1 to 4
  • Carbon atoms Particularly preferred are the methyl and the ethyl group.
  • Exemplary monomers are 2-
  • the cationic polymer preferably contains monomer units which carry a permanent positive charge by alkylating the nitrogen atom.
  • Suitable monomers are, for example, (meth) acrylamidoalkyltrialkylammonium halides and (meth) acryloxyalkyltrialkylammonium halides.
  • Alkyl groups on the nitrogen atom may be the same or different and preferably comprise 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group is particularly preferably selected from the methyl group and the ethyl group.
  • Alkylamino group preferably comprises 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and is more preferably a methyl, ethyl or propyl group.
  • Exemplary suitable monomers are 3-
  • R 2 is H, C 1 -C 4 -alkyl
  • R 3 , R 4 H, C 1 -C 2 -alkyl, aryl or hydroxyethyl
  • R 5 H, CH 3
  • A Alkylene having 1 to 12 carbon atoms, wherein at least two groups of R 2 , R 3 , R 4 are not H and in the case that R 2 , R 3 and R 4 are alkyl groups, they may be the same or different.
  • R 1 and R 5 may be the same or different.
  • Alkyl groups may be the same or different and may comprise 1 to 4 carbon atoms. Particularly preferred is poly-DADMAC:
  • the cationic groups are preferably in the form of their
  • halides before.
  • the halides include fluorides, chlorides, bromides and iodides, with chlorides being particularly preferred.
  • uncharged monomers may be present in the cationic polymer
  • alkyl (meth) acrylates and (meth) acrylamides or other uncharged ethylene compounds may be included.
  • the cationic polymer is particularly preferably selected from the group of polyacrylamides, polyethyleneimines,
  • Polyvinylamines polyethylene glycols, poly-DADMAC, as well as native polymers, such as cationic starch or chitosan.
  • the cationic polymer is selected from the group of polyacrylamides, polyethyleneimines,
  • Polyvinylamines poly-DADMAC.
  • the polymers may be given a positive charge by alkylation.
  • Suitable cationic polymers are, for example
  • the anionic polymer contained in the coacervate comprises
  • anionic monomer units wherein the proportion of the anionic monomer units in the entirety of the anionic polymer-forming monomer units according to one embodiment
  • Embodiment is at least 10 mol%. According to another embodiment, the proportion of the anionic monomer units based on the total number of
  • Monomer units of the anionic polymer at least 20 mol%, according to another embodiment, at least 30 mol%. According to a further embodiment, the proportion of
  • anionic polymer-forming monomer units less than 50 mol%, according to another embodiment, less than 40
  • the anionic polymer can only be anionic
  • the anionic groups of the anionic monomer units of the anionic polymer can be used in the polymerization of the monomers for the preparation of the anionic polymer in the
  • the anionic monomers can be copolymerized with neutral monomers to the anionic polymer.
  • neutral monomers are (meth) acrylamide, N-alkylacrylamides, such as N-methylacrylamide, alkyl (meth) acrylates, such as
  • Methyl (meth) acrylate is selected from the group of polyacrylates,
  • Acrylamides anionic starches, cellulose derivatives such as caboxymethyl, -ethyl, -propylcellulose, cellulose ethers, alginates, carrageenans, these polymers each
  • anionic and cationic polymers are selected from the group of
  • the process according to the invention produces filled papers or paperboards.
  • the fillers known from the production of paper or paperboard can be used per se.
  • the filler is selected from calcium carbonate, which may be in precipitated or ground form, clays,
  • Titanium dioxide, talc, kaolin, magnesium carbonate, barium sulfate, zinc sulfide and calcium silicates Titanium dioxide, talc, kaolin, magnesium carbonate, barium sulfate, zinc sulfide and calcium silicates.
  • the filler preferably has a particle size (D 50 ) of less than 10 microns, preferably less than 5 ⁇ and according to another embodiment, a particle size of less than 1 ⁇ on. According to one embodiment, the mean is
  • Particle size D 50 of the filler at least 10 nm, according to another embodiment, at least 100 nm
  • the filler particles have a size (D 100 ) of less than 1 mm, according to another embodiment of less than 500 ⁇ and according to another embodiment of less than 300 ⁇ on.
  • D 100 size of less than 1 mm, according to another embodiment of less than 500 ⁇ and according to another embodiment of less than 300 ⁇ on.
  • the proportion of the filler is according to one embodiment less than 50 wt .-%, according to another embodiment, less than 40 wt .-% and according to another
  • Embodiment less than 30 wt. % is more than 1% by weight, according to a further embodiment more than 10% by weight, according to yet another embodiment more than 20% by weight.
  • Percentages refer to the dry weight of the
  • Fiber suspension Particularly preferred is calcium carbonate as a filler
  • calcium carbonate can be natural
  • GCC is produced by milling and visual processes using grinding aids.
  • PCC is activated by the introduction of carbon dioxide
  • Calcium hydroxide solution prepared.
  • the values are based on the particle number.
  • the specific surface area can be greatly influenced by the choice of precipitation conditions. It is preferably in the range of 6 to 13 m 2 / g.
  • the flocculation system comprises at least one further flocculation component which is selected from at least one further anionic polymer and at least one further cationic polymer.
  • neutral polymers can also be used as others
  • Flocculation component can be used. However, charged polymers are preferred.
  • polyacrylamide which is polyacrylamide
  • Polyacrylamides can be passed through
  • the polymers of the further flocculation component are added individually, that is, either only anionic polymer is added or only cationic polymer.
  • Flocculation component used polymers are therefore not in the form of a coacervate.
  • the polymer used as an additional flocculation component has an overall charge whose sign is opposite to the total charge of the coacervate. The amount is the
  • cationic polymers are added as an additional precipitation component.
  • the addition of the polymers used as additional precipitation component causes a flocculation of the fiber suspension, which can form relatively large and loose flakes.
  • the amount of the anionic or cationic polymer is chosen so that the flakes receive an anionic or cationic total charge.
  • cationic polymers are used, as they were already mentioned above as part of the coacervate.
  • Anionic polymers can also be used as further precipitation component, in which case it is likewise possible to use anionic polymers, as already mentioned above as part of the coacervate.
  • the polymers used as further flocculation component are preferably substantially linear and, according to one embodiment, have a molecular weight of more than 500,000 g / mol, preferably has a molecular weight of more than 1 x 10 6 g / mol and according to another embodiment has a molecular weight of more than 5 x 10 6 g / mol. According to another
  • the molecular weight of the polymer used as a further flocculation component is less than 5 ⁇ 10 8 g / mol.
  • Polymers usually show no uniform molecular weight but have a molecular weight distribution.
  • the molecular weight data refers to the number average molecular weight of the polymer.
  • the molecular weight can be, for example, with the help of
  • the amount of the polymer used as a further flocculation component, preferably cationic polymer, is based on the dry mass of the fiber suspension, according to a
  • the amount of added as a further flocculation polymer is less than 0.5 wt .-%, according to another embodiment, less than 0.2 wt .-%. According to a preferred embodiment, the amount of polymer added as a further component of the flocculation system is selected in the range of 0.06 to 0.15, in another embodiment in the range of 0.07 to 0.12 wt .-%.
  • Cationic polymers suitable as additional flocculation component are, for example, polyethyleneimines, which can also be further crosslinked by grafting polyethylene glycol bis-chlorohydrin ethers onto the free secondary amino groups. Also suitable are polyvinylamines. Preferred cationic polymers are, for example, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates and
  • Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides which are added in protonated form or in the form of a quaternary ammonium salt.
  • the alkyl groups bonded to the nitrogen atom preferably comprise 1 to 4 carbon atoms. Most preferably, the alkyl group is selected from methyl group and ethyl group.
  • the aminoalkyl group includes according to a
  • dialkylaminoethyl (meth) acrylate dialkylaminomethyl (meth) acrylate and dialkylamino-1,3-propyl (meth) acrylates.
  • the nitrogen atom of the amino group is preferably alkylated with a methyl or an ethyl group.
  • the cationic monomers are preferably copolymerized with neutral monomers, for example
  • anionic polymers those already mentioned above
  • anionic polymers are used.
  • the procedure is preferably such that initially an aqueous fiber suspension is provided which preferably has a solids content of more than 0.5% by weight, according to a further embodiment of more than 1% by weight. and according to yet another
  • Embodiment has a solids content in the range of 1 to 3 wt .-%.
  • the polymer used as further component of the flocculation system preferably a cationic polymer, is preferably added first.
  • a cationic polymer is preferably added first.
  • preferably cationic polymer causes flocculation of the fiber suspension, resulting in relatively large and loose Forming flakes.
  • This large flake suspension is then preferably subjected to shear forces, thereby splitting the large flakes into microflakes which resist further exposure to shear forces. After preparation of the microflakes, the suspension
  • the addition of the further components of the flocculation system i. the inorganic microcomponent as well as the coacervate.
  • the addition of the components of the flocculation system is carried out sequentially according to a preferred embodiment. Preferably, first the inorganic microcomponent and then the coacervate are added to the fiber suspension.
  • aqueous fiber suspension containing fibers, preferably cellulose fibers, and at least one filler.
  • the fiber suspension is then flocculated first by addition of a polymer, preferably a cationic polymer, which serves as a further component of the flocculation system.
  • a polymer preferably a cationic polymer, which serves as a further component of the flocculation system.
  • the resulting large flakes are cut into microflakes by the flocculated
  • Fiber suspension is subjected to shearing forces. This can be done for example by mixing.
  • the inorganic microcomponent preferably a layered silicate, in particular bentonite, which is particularly preferably a high
  • the phyllosilicate or bentonite is preferably present in the sodium form, ie the exchangeable cations of the phyllosilicate or bentonite are formed by sodium ions.
  • the amount of the inorganic microcomponent, preferably the amount of bentonite is preferably in the range of 0.03 to 0.5 wt .-%, according to another embodiment in the range of 0.05 to 0.3 wt .-% and according to yet another more
  • Embodiment selected in the range of 0.08 to 0.2 wt .-%. The percentages are based on the dry weight of the fiber suspension.
  • Microcomponent preferably takes place in the form of an aqueous suspension, which is particularly preferably a
  • flocculated suspension preferably no longer sheared.
  • the flocculated suspension is poured on a sieve in the usual way to produce a paper structure.
  • the paper structure is then processed in the usual way to a paper or a cardboard.
  • methods known to the person skilled in the art can be used.
  • Fig. 2 the flocculation behavior of the sample 220 as a function of time, determined for various ratios of polymeric anion / polymeric cation by determination the absorption at a wavelength of 500 nm;
  • FIG. 3 shows the flocculation behavior of the samples 205 and 210 in FIG.
  • the molecular weight of the polymers is through
  • the particle size distribution is determined by light scattering with commercially available Zetasizers (3000 HS, Zetamaster S, Malvern Instruments) according to the manufacturer's instructions.
  • Suspension allows a temporal distribution of Laser intensity, with the particle size or
  • the zeta potential is determined by means of laser Doppler anemometry (LDA). This is the electrophoretic
  • the Zetamaster S (Malvern Instruments) and the Zetasizer 3000HS (Malvern Instruments) were used.
  • the specific surface area was prepared by the BET method (a ⁇ point method using nitrogen in accordance with DIN 66131, multiple point determination) using a
  • Pore radius ranges were determined by summing up incremental pore volumes, which according to BJH were determined from the
  • the total pore volume refers to pores with a diameter of 2 to 7500 nm
  • the methylene blue value is a measure of the inner surface of the clay materials.
  • Methylenblaumenge is no longer absorbed by the test bentonite.
  • c) Testing of clay materials Testing of the clay material is carried out in the same way as for the test bentonite. From the used amount of methylene blue solution, the inner surface of the clay material can be calculated. 381 mg methylene blue / g clay correspond to a content of 100% montmorillonite according to this method. Production of the
  • a polymer stock solution was prepared in each case, in a concentration of 1 g of polymer / L solution, dissolved in optionally dist. Water or brine (0.2 M aqueous NaCl) adjusted to pH 7 with HCl or NaOH.
  • Coacervates were prepared by mixing together stock solutions of the cationic and anionic polymers in specific volume ratios in 50 ml volume sample jars. The coacervates were prepared per polymer combination, each with three polymer ratios. Since the molecular weight was not known for all polymers, the
  • Ratios set in mPK / mPA (volume). For the preparation of each 4 ml of coacervate solution, the amounts were mixed as indicated in Table 2, with always the
  • Deionized water was used to make the first batch.
  • the other batch was prepared using 0.2 M aqueous NaCl solution.
  • test tubes The sealed 50 ml test tubes were moved overnight on a shaker. After complete dissolution, the samples were outgassed at 40 ° C by ultrasound.
  • the zeta potentials of the coacervates are all anionic, but distinct differences occur. Since the pH of the samples was adjusted, the samples were measured directly. Measurements on samples containing NaCl should not be compared to salt-free samples as NaCl strongly shields the charge of the coacervate particles. Attempts to precipitate precipitated calcium carbonate (PCC) with coacervates
  • a suspension of precipitated calcium carbonate (PCC) in deionized water was prepared which had a concentration of 0.1% by weight.
  • PCC precipitated calcium carbonate
  • 20 ml of the stock solution were each filled into a sample jar.
  • To each sample glass was then added, in a ratio coacervate / PCC of 1: 2500, the coacervates summarized in Table 3 and the
  • the samples 13 and 220 show a fast visible flocculation, while the samples 205 and 210 in the Absinksville the samples
  • Measuring chamber of a UV spectrometer used.
  • Coacervates 205 and 210 formed flakes are very small, especially.
  • the results of the flocculation experiments are summarized in Table 9.
  • the flocculation time T 50 for the coacervates described in Table 3 is plotted against the charge of the respective coacervate.
  • the flocculation time T 50 is defined as the T 50 time of the equivalence point subtracts the time of addition of the coacervate.
  • the flocculation index versus charge is plotted for the coacervates described in Table 3.
  • Sample 13 shows the shortest flocculation time T 50 of the investigated coacervates. At a charge ratio of 0.3, the flocculation time T 50 is 20.6 seconds. The flocculation would therefore be completed after 41.2 seconds. The flocculation index increases slightly with increasing charge.
  • Sample 205 provides a complete flocculation index of 0.3, a flocculation time T 50 of 82.3 seconds
  • the flocculation behavior of the sample 210 is with a
  • the sample 220 shows, similar to the sample 13, a well visible flocculation behavior, but at significantly elevated Flocculation time.
  • the flocculation time T 50 decreases in the sample 220 with increasing charge ratio.
  • the flocculation index shifts to higher values as the charge ratio increases, ie the flocculation behavior improves.
  • Coacervates were prepared with the polyanion "FP3230 S” and the polycation "FO 4290 PG2".
  • Coacervates were prepared in a charge ratio range of 0.2 to 0.5.
  • the polyanion "Satialgine S 1600" and the polycation "FO 4190 PG 1" were each dissolved in 0.2 M NaCl solution.
  • Each batch was set at a volume of 220 ml.
  • the details of the preparation of the coacervates are summarized in Table 11.
  • the weighed polymers were diluted to 10 g / l with a 0.2 M NaCl solution. To completely dissolve the polymers, the samples were vigorously agitated / shaken for one day.
  • the coacervate of sample 205 was prepared at a charge ratio of 0.66 from the polyanion "AB 995 V” and the polycation "Alcofix.”
  • the concentration of coacervate in the sample was 10 g / 1
  • the conditions for the preparation are shown in Table 12 summarized .
  • the weighed polymers were diluted to 10 g / l with deionized water.
  • the samples were vigorously stirred / shaken at room temperature for one day so that the polymers completely dissolved.
  • the two polymer solutions were mixed in the volume ratio indicated in Table 12 so that a coacervate with the desired charge ratio of 0.66 resulted.
  • the coacervation took place overnight on the shaker.
  • preparation of coacervate (sample 210-10g / l in 0.2 M NaCl);
  • the coacervate of sample 210 was prepared at a concentration of 10 g / l with 0.2 M NaCl from the polyanion "Sokalan CP 45" and the polycation "Alcofix" at a loading ratio of 0.33.
  • the amounts used are summarized in Table 13.
  • the weighed polymers were diluted to 10 g / l with a 0.2 M NaCl solution and made strong for one day stirred / shaken to ensure complete dissolution.
  • total retention indicates the ratio of that used to make paper, cardboard, paperboard, paper-containing paper
  • filling retention refers to the ratio of
  • fillers in the context of the present invention in the paper present components which are present at 25 ° C as solids, which are not
  • Paper material fibers in particular not pulp fibers.
  • Pulp suspension 0.96% by weight of pulp, based on the total weight of the pulp suspension.
  • Polymer Percol ® 178 (Ciba AG), 0.1 wt .-% of polymer, based on the total weight of the polymer solution; freshly prepared solution.
  • Coacervate 0.1% by weight of coacervate, corresponding to 50 g / t
  • the device calculates the total and filler retention directly.
  • Pulp suspension 0.95% by weight of pulp, based on the total weight of the pulp suspension.
  • Polymer Percol ® 178 (Ciba ® AG), 0.1 wt .-% of polymer, based on the total weight of polymer solution corresponding to 100 g per tonne of pulp; freshly prepared solution.
  • Coacervate 0.1% by weight of coacervate, corresponding to 50 g / t
  • the device calculates directly the drainage after pre-set time, d. H. after 5s, 10s and 30s.
  • the bentonite used was soda-activated bentonite (Opazil AOG, Süd-Chemie AG).
  • PAM polyacrylamides
  • Ciba® AG Cationically charged polyacrylamides from Ciba® AG were used.
  • the retention and drainage was determined analogously also for the Telioform system as well as for a two-component system.
  • the Telioform system was 100 g / t pulp
  • Telioform added The two-component system used only the cationic polymer and bentonite.

Abstract

The invention relates to a process for producing filled paper or card, wherein an aqueous fibre suspension is produced which contains cellulose fibres and at least one filler, and the fibre suspension is flocculated using a flocculation system which comprises as components at least one inorganic microcomponent and one coacervate which is formed from at least one cationic polymer and an anionic polymer, and the flocculated fibre suspension is processed to form a filled paper or a filled card.

Description

Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier und Pappe unter  Process for producing filled paper and cardboard under
Verwendung von Koazervaten  Use of coacervates
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier oder Pappe, wobei eine wässrige The invention relates to a process for the production of filled paper or cardboard, wherein an aqueous
Fasersuspension hergestellt wird, welche Cellulosefasern sowie zumindest einen Füllstoff enthält, und die Fasersuspension mit einem Flockungssystem ausgeflockt wird. Fiber suspension is produced, which contains cellulose fibers and at least one filler, and the fiber suspension is flocculated with a flocculation system.
Bei der industriellen Papierherstellung findet die In industrial papermaking, the
Blattbildung auf Papiermaschinen statt. Dabei wird ein Sheet formation on paper machines taking place. This is a
gereinigter und entlüfteter Papierbrei, der zu etwa 99 % aus Wasser besteht und etwa 1 % Zellstofffasern enthält, im Purified and bled pulp consisting of about 99% water and containing about 1% pulp fibers
Stoffauflauf zu einem dünnen, möglichst gleichförmigen Strahl geformt. Dieser wird bei Langsiebpapiermaschinen auf ein rotierendes, endloses Sieb gegeben. Innerhalb weniger Sekunden läuft der überwiegende Teil des Wassers ab und es bildet sich eine Papierstruktur aus. Langsiebmaschinen können bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 1200 m/min arbeiten. Bei höheren Geschwindigkeiten wird die Papierbildung durch Headbox is formed into a thin, as uniform as possible beam. This is given in Langsiebpapiermaschinen on a rotating endless sieve. Within a few seconds most of the water runs off and it forms a paper structure. Fourdrinier machines can work up to a speed of about 1200 m / min. At higher speeds, the paper formation is through
Luftverwirbelungen gestört. Moderne Papiermaschinen, Air turbulence disturbed. Modern paper machines,
sogenannte Gap-Former, produzieren mit Geschwindigkeiten von bis zu 2000 m/min bei Arbeitsbreiten von mehr als 10 m. so-called gap formers, produce at speeds of up to 2000 m / min at working widths of more than 10 m.
Hierbei wird der Papierbrei direkt in einen Spalt zwischen zwei rotierende Siebe gespritzt. Neben der höheren Here, the pulp is injected directly into a gap between two rotating screens. In addition to the higher
Laufgeschwindigkeit bieten Gap-Former auch den Vorteil einer deutlich gleichmäßigeren Entwässerung und in der Folge eine verminderte Zweiseitigkeit des Papiers. Am Ende des Siebes wird die weiche Papierbahn auf einen Filz übergeben und gelangt in die Pressenpartie, wo die Papierbahn mittels gegeneinander gepresster Walzen zwischen Filzen entwässert wird. In der Trockenpartie findet schließlich die endgültige Entwässerung statt, wobei die Papierbahn durch eine Anzahl dampfbeheizter Trockenzylinder läuft. Anschließend wird die Papierbahn noch geglättet und aufgerollt. Für hochglatte und scharf satinierte Papiere kann vor dem endgültigen Aufrollen noch ein weiterer Glättungsschritt im Kalander durchgeführt werden . Running speed Gap-formers also offer the advantage of a much more uniform drainage and consequently a reduced two-sidedness of the paper. At the end of the screen, the soft paper web is transferred to a felt and enters the press section, where the paper web is dewatered by means of rollers pressed against each other between felts. In the dryer section finally finds the final Drainage takes place, the web passes through a number of steam-heated drying cylinder. Then the paper web is smoothed and rolled up. For highly smooth and sharply satined papers, another final smoothing step can be performed in the calender before final rolling up.
Neben Zellstofffasern enthält der Papierbrei bzw. die In addition to pulp fibers contains the pulp or the
Fasersuspension noch weitere Bestandteile, welche die Fiber suspension even more ingredients that the
Eigenschaften des Papiers bzw. sein Herstellverfahren Properties of the paper or its production method
beeinflussen. So enthält die Fasersuspension meist noch influence. So the fiber suspension usually still contains
Füllstoffe in einem Anteil von bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Faseranteil. Geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Kaolin, Talkum, Titandioxid, Stärke und Calciumcarbonat. Kaolin bleibt über einen weiten pH-Bereich chemisch inert und kann deshalb sowohl in sauren als auch in alkalischen Produktionsverfahren verwendet werden. Kaolin war in der Vergangenheit das am meisten verwendete Pigment. Es ist allerdings in den letzten Jahren in zunehmendem Maß durch Calciumcarbonat ersetzt worden. Calciumcarbonat weist im Vergleich zu Kaolin einen höheren Weißgrad auf, was insbesondere bei der Herstellung von Recyclingpapier vorteilhaft ist. Man unterscheidet zwischen gemahlenem Calciumcarbonat (GCC) und gefälltem Calciumcarbonat (PCC) . Gemahlenes Calciumcarbonat wird aus CaCO3-haltigen Mineralien hergestellt, wie Kalkstein, Kreide oder Marmor. Zunächst werden in einem Siebeverfahren Schlamm und  Fillers in a proportion of up to 30 wt .-%, based on the fiber content. Suitable fillers are, for example, kaolin, talc, titanium dioxide, starch and calcium carbonate. Kaolin remains chemically inert over a wide pH range and therefore can be used in both acidic and alkaline production processes. Kaolin has been the most widely used pigment in the past. However, it has been increasingly replaced by calcium carbonate in recent years. Calcium carbonate has a higher whiteness compared to kaolin, which is particularly advantageous in the production of recycled paper. A distinction is made between ground calcium carbonate (GCC) and precipitated calcium carbonate (PCC). Ground calcium carbonate is made from CaCO3-containing minerals such as limestone, chalk or marble. First, in a sifting process, sludge and
Verunreinigungen, wie farbige Silikate, Graphit und Pyrit entfernt. Der Rohstoff wird dann weiter zerkleinert und gemahlen, bis die gewünschte Körnung erreicht ist. GCC hat ein großes Helligkeitsspektrum. Wird ein hoher Helligkeitsgrad gefordert, wird meist Marmor als Ausgangsstoff verwendet. GCC hat Kaolin als wichtigstes Füllstoffpigment abgelöst.  Impurities such as colored silicates, graphite and pyrite removed. The raw material is then further crushed and ground until the desired grain size is reached. GCC has a large brightness spectrum. If a high degree of brightness is required, mostly marble is used as starting material. GCC has replaced kaolin as the main filler pigment.
Gefälltes Calciumcarbonat ist ein synthetisches Precipitated calcium carbonate is a synthetic one
Industriemineral, das aus gebranntem Kalk oder Kalkstein hergestellt wird. Als synthetisches Produkt kann PCC in seinen Eigenschaften modifiziert werden, um so die Eigenschaften des Papiers zu beeinflussen. So können durch die bei der Industrial minerals made of quicklime or limestone will be produced. As a synthetic product, PCC can be modified in its properties to affect the properties of the paper. So by the at the
Herstellung von PCC eingestellten Reaktionsparameter die Production of PCC set reaction parameters the
Körnung, die Kornform, die spezifische Oberfläche und dieGrain, the grain shape, the specific surface and the
Oberflächenchemie sowie die Korngrößenverteilung beeinflusst werden. Mit PCC können daher die Eigenschaften des Papiers gesteuert werden, wie dessen Helligkeit oder dessen Surface chemistry and the particle size distribution can be influenced. With PCC, therefore, the properties of the paper can be controlled, such as its brightness or that
Lichtdurchlässigkeit oder auch die Dicke der PapierSchicht . PCC kann jedoch nicht unbegrenzt als Füllstoff eingesetzt werden, da es die Faserfestigkeit reduziert. Translucence or the thickness of the paper layer. However, PCC can not be used indefinitely as a filler because it reduces fiber strength.
Füllstoffe machen durch das Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Fasern das Papier weicher und geschmeidiger und geben ihm eine glatte Oberfläche. Der Masseanteil der Fillers soften and soften the paper by filling in the gaps between the fibers, giving it a smooth surface. The mass fraction of
Füllstoffe drückt sich in der Aschezahl aus. Fillers is expressed in the ash number.
Neben Füllstoffen können auch noch Farbstoffe sowie optische Aufheller in der Fasersuspension enthalten sein. Hier werden vor allem synthetische Farbstoffe verwendet. Um das Papier beschreibbar zu machen, werden noch Leimungsstoffe zugegeben. Das Papier wird dadurch weniger saugfähig und weniger In addition to fillers, dyes and optical brighteners may also be present in the fiber suspension. Here mainly synthetic dyes are used. To make the paper writable, sizing agents are added. This makes the paper less absorbent and less absorbent
hygroskopisch. Die Leimstoffe sind chemisch modifizierte hygroscopic. The sizing agents are chemically modified
Baumharze in Kombination mit sauren Salzen, wie Kalialaun oder Aluminiumsulfat. Auch Polymere auf Basis von Acrylaten oder Polyurethanen werden eingesetzt. Bei der Herstellung der Papierbahn ist wichtig, dass dasTree resins in combination with acid salts, such as potassium alum or aluminum sulphate. Polymers based on acrylates or polyurethanes are also used. In the production of the paper web is important that the
Wasser der Fasersuspension schnell abfließt, ohne dass dabei wesentliche Anteile an Fasern oder Füllstoffen mit dem Wasser ausgetragen werden und damit verloren gehen. Ferner soll sich eine stabile Papierstruktur ausbilden. Zur Prozessoptimierung sowie um spezifische Water of the fiber suspension flows quickly, without causing substantial amounts of fibers or fillers are discharged with the water and thus lost. Furthermore, a stable paper structure should be formed. For process optimization as well as specific
Papiereigenschaften zu erreichen werden im Verlauf der Herstellungskette Additive zur Fasersuspension zudosiert. Eine wichtige Rolle spielen Additive, die zur Erhöhung bzw. Paper properties will be achieved during the course of Production chain additives added to the fiber suspension. An important role is played by additives, which
Verbesserung der Retention und Drainage bei der Improvement of retention and drainage in the
Papierherstellung beitragen. Bei der Retention ist die Contribute to papermaking. In the retention is the
Zielsetzung, so viel wie nur möglich von dem eingesetztenObjective, as much as possible of the used
Füllstoff in der Papiermasse zurückzuhalten. Bei der Drainage geht es darum, das Wasser der Suspension während der To retain filler in the pulp. Drainage is about removing the water from the suspension during the
Blattbildung in der Papiermaschine so schnell wie nur möglich abfließen zu lassen, damit schnell ein trockenes Papierblatt formiert werden kann. Beide Zielsetzungen, eine hohe Retention und eine schnelle Drainage, sind eng miteinander verbunden, wobei die Verbesserung des einen Parameters nicht zu Lasten des anderen gehen darf. Sheet formation in the paper machine to drain as quickly as possible, so that a dry paper sheet can be formed quickly. Both objectives, high retention and rapid drainage, are closely related, and the improvement of one parameter should not be at the expense of the other.
Die Blattbildung ist ein sehr schnell verlaufender The sheet formation is a very fast running
Filtrationsprozess . Geht man von einer reinen FaserSuspension aus, in der keine besonderen Wechselwirkungen zwischen den Fasern auftreten, bildet sich bei der Filtration durch die turbulente Strömung eine ungeordnete Vliesstruktur aus. Das Vlies weist dabei ungeordnete Schwankungen beispielsweise in der Papierdicke oder dem Flächengewicht auf. Enthält die Filtration process. Assuming a pure fiber suspension in which no special interactions between the fibers occur, formed during the filtration by the turbulent flow, a disordered nonwoven structure. The nonwoven here has disordered fluctuations, for example, in the paper thickness or basis weight. Contains the
Fasersuspension Füllstoffe, werden diese bei der Filtration vom Sieb nicht zurückgehalten und daher mit dem abfließenden Wasser zum überwiegenden Teil ausgewaschen. Das Blatt würde bei einer solchen Prozessführung dann keinen oder nur geringe Mengen Füllstoff enthalten. Der Fasersuspension werden daher chemische Additive zugesetzt, die sowohl mit den Fasern als auch mit den FüllstoffPartikeln wechselwirken können. Durch diese Wechselwirkungen kommt es bereits vor der Filtration zur Ausbildung größerer Aggregate aus Fasern und  Fiber suspension fillers, these are not retained during filtration of the sieve and therefore washed out with the outflowing water for the most part. The sheet would then contain no or only small amounts of filler in such a process management. The fiber suspension is therefore added with chemical additives which can interact with both the fibers and the filler particles. These interactions lead to the formation of larger aggregates of fibers and even before filtration
Füllstoffpartikeln . Die Fasersuspension flockt unter Filler particles. The fiber suspension flocculates
Ausbildung größerer Flocken aus, in denen Fasern und Formation of larger flakes, in which fibers and
Füllstoffpartikel gebunden sind. Durch das chemische Additiv, meist ein geladenes Polymer, enthalten die Flocken selbst eine Ladung. Diese Flocken weisen allerdings eine geringe mechanische Festigkeit auf, sodass sie unter Einwirkung von Scherkräften leicht zerteilt werden können. Filler particles are bound. Due to the chemical additive, usually a charged polymer, the flakes themselves contain one Charge. However, these flakes have a low mechanical strength, so that they can be easily cut by the action of shearing forces.
In den letzten Jahrzehnten wurden viele Retentions- und In recent decades, many retention and retention
Drainagesysteme entwickelt. Ziel ist dabei, Retention und Drainage unabhängig voneinander optimieren zu können. Man unterscheidet zwischen Zweikomponenten und Mehrkomponenten Retentions- und -Drainagesystemen . Drainage systems developed. The aim is to optimize retention and drainage independently of each other. One differentiates between two-component and multi-component retention and drainage systems.
Bei den dualen Retentions- und Drainagesystemen wird zur In dual retention and drainage systems, the
Fasersuspension zunächst ein hochmolekulares kationischesFiber suspension initially a high molecular weight cationic
Polymer zugegeben, um die Fasern in Form von Flocken aus der Fasersuspension auszufällen. Nach einem eventuell sich Polymer added to precipitate the fibers in the form of flocs from the fiber suspension. After a possibly yourself
anschließenden Schritt, in welchem die ausgeflockte Suspension beispielsweise durch Rühren Scherkräften ausgesetzt wird, um Mikroflocken herzustellen, wird ein Bentonit zugegeben, welcher eine Verbindung der Flocken und nach dem Abtrennen des Wassers die Ausbildung einer stabilen Papierstruktur bewirkt. Dabei ist gewünscht, dass der Bentonit in möglichst stark delaminierter Form vorliegt, sodass eine hohe Anzahl von subsequent step, in which the flocculated suspension is subjected, for example by stirring shear forces to produce microflakes, a bentonite is added, which causes a compound of the flakes and after separating the water to form a stable paper structure. It is desired that the bentonite is present in the strongest possible delaminated form, so that a high number of
Partikeln zum Verbinden der Flocken zur Verfügung steht. Die Mischung wird dann auf ein Sieb gegeben, sodass das Wasser ablaufen und sich eine stabile Papierschicht ausbilden kann. Duale Retentions- und Drainagesysteme werden häufig auch als Mikropartikelsysteme bezeichnet und können beispielsweise auch eine Kombination aus einem oder mehreren kationischen Particles for connecting the flakes is available. The mixture is then placed on a sieve so that the water can run off and form a stable paper layer. Dual retention and drainage systems are often also referred to as microparticle systems and may, for example, also a combination of one or more cationic
Polymeren und anionisch geladenen Mikropartikeln, wie Polymers and anionically charged microparticles, such as
beispielsweise anionisch geladenen organischen Komponenten, Silicapartikeln oder quellfähigen Tonmaterialien umfassen. Ein handelsübliches, am Markt erhältliches duales Retentions- und Drainagesystem ist beispielsweise das Hydrocol® System. For example, anionically charged organic components, silica particles or swellable clay materials. A commercial, available on the market dual retention and drainage system is for example the Hydrocol ® system.
Ein duales Retentions- und Drainagesystem wird beispielsweise in der EP 0 235 893 B2 beschrieben. Dabei wird eine wässrige Cellulosesuspension zunächst mit einem im Wesentlichen A dual retention and drainage system is described for example in EP 0 235 893 B2. This is an aqueous Cellulose suspension initially with a substantially
linearen synthetischen kationischen Polymer mit einem linear synthetic cationic polymer with a
Molekülgewicht von über 500.000 g/mol ausgeflockt. Das Molecular weight of over 500,000 g / mol flocculated. The
kationische Polymer wird in einer Menge von wenigstens 0,03 Gew.-% bezogen auf das Trockengewicht der Suspension cationic polymer is used in an amount of at least 0.03 wt .-% based on the dry weight of the suspension
zugegeben. Die durch Zugabe des Polymers gebildeten Flocken werden durch Scheren unter Ausbildung von Mikroflocken added. The flakes formed by adding the polymer are sheared to form microflakes
aufgebrochen, die einem weiteren Abbau durch Scheren broken up, which further dismantling by shearing
widerstehen und ausreichend kationische Ladung tragen, sodass sie mit Bentonit, welcher der Suspension nach dem Scheren zugegeben wird, in Wechselwirkung treten können. Die erneut ausgeflockte Suspension wird dann zu einer Papierbahn resist and carry sufficient cationic charge so that they can interact with bentonite added to the suspension after shearing. The re-flocculated suspension then becomes a paper web
verarbeitet. Als kationisches Polymer können beispielsweise Polyethylenimin, Polyaminoepichlorhydrinprodukte, Polymere von Diallyldimethylammoniumchlorid und Polymere von processed. As the cationic polymer, for example, polyethyleneimine, polyaminoepichlorohydrin products, polymers of diallyldimethylammonium chloride and polymers of
Acrylmonomeren, die ein kationisches Acrylmonomer umfassen, verwendet werden. Der Bentonit wird bevorzugt in delaminierter Form zugegeben. Er wird bevorzugt als hydratisierte Suspension eingesetzt, die durch Dispergieren von pulverförmigem Bentonit in Wasser erhalten worden ist. Der Bentonit wird in einer Acrylic monomers comprising a cationic acrylic monomer. The bentonite is preferably added in delaminated form. It is preferably used as a hydrated suspension obtained by dispersing powdered bentonite in water. The bentonite is in one
Menge von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Suspension, zugesetzt. Die Cellulosefasersuspension kann auch einen Füllstoff enthalten, wie beispielsweise Amount of 0.03 to 0.5 wt .-%, based on the dry weight of the suspension added. The cellulosic fiber suspension may also contain a filler, such as
Calciumcarbonat . Mehrkomponentensysteme beinhalten neben einem hochmolekularen kationischen Polymer und einem anionischen Mikropartikel , wie einem SchichtSilicat oder Silicapartikel noch ein hoch Calcium carbonate. Multi-component systems, in addition to a high molecular weight cationic polymer and an anionic microparticle, such as a layered silicate or silica particles, still contain a high
vernetztes organisches Mikropartikel . Mit einem derartigen Dreikomponentensystem kann nicht nur die Füllstoffretention deutlich verbessert werden, sondern auch die Retention crosslinked organic microparticle. With such a three-component system, not only the filler retention can be significantly improved, but also the retention
unabhängig von der Drainage beeinflusst werden. Dies bedeutet, dass die Füllstoffretention mit der dritten und eventuell auch einer vierten Komponente variiert werden kann, ohne dass dabei die Drainage negativ beeinflusst wird. Ein bekanntes Mehrkomponentensystem auf dem Markt wird unter der Marke be influenced independently of the drainage. This means that the filler retention can be varied with the third and possibly also a fourth component without doing so the drainage is negatively affected. A well-known multi-component system on the market is under the brand
Telioform® angeboten. Telioform ® offered.
In der WO 02/33171 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Papier oder Pappe beschrieben, wobei eine In WO 02/33171 A1 a process for the production of paper or paperboard is described, wherein a
Zellstofffasersuspension mit einem Flockungssystem ausgefällt wird, welches neben einem kationischen Polymer und einem silikathaltigen Material als weitere Komponente organische Mikropartikel umfasst, welche im nicht gequollenen Zustand einen Partikeldurchmesser von weniger als 750 nm aufweisen. Die Mikropartikel bestehen aus einem hochvernetzten Polymer und tragen vorzugsweise eine anionische Ladung. Die  Pulp fiber suspension is precipitated with a flocculation system, which comprises in addition to a cationic polymer and a silicate-containing material as a further component of organic microparticles which have a particle diameter of less than 750 nm in the non-swollen state. The microparticles consist of a highly crosslinked polymer and preferably carry an anionic charge. The
Mikropartikel können beispielsweise durch For example, microparticles can be made by
Mikroemulsionsverfahren hergestellt werden, indem eine Microemulsion methods are prepared by a
wässrige Lösung eines kationischen oder anionischen Monomers sowie eines Vernetzungsagens in Anwesenheit eines gesättigten Kohlenwasserstoffs sowie eines oberflächenaktiven Stoffs umgesetzt wird, wobei Partikel mit einer Größe von weniger als 0,75 μm erzeugt werden. Die Polymerisation zur Herstellung von Mikropartikeln wird durch Zugabe eines Initiators ausgelöst oder durch Bestrahlung der Emulsion mit ultraviolettem Licht. Zur Kontrolle der Kettenlänge kann der Emulsion ein aqueous solution of a cationic or anionic monomer and a crosslinking agent in the presence of a saturated hydrocarbon and a surfactant is reacted to produce particles having a size of less than 0.75 microns. Polymerization to produce microparticles is initiated by the addition of an initiator or by irradiation of the emulsion with ultraviolet light. To control the chain length of the emulsion
Kettenübertragungsagens zugesetzt werden. Es wurde gefunden, dass vernetzte organische polymere Mikropartikel eine hohe Wirksamkeit als Retentions- und Drainagehilfsmittel besitzen, wenn ihre Partikelgröße geringer als etwa 750 nm, vorzugsweise geringer als etwa 300 nm ist und dass nicht vernetzte Chain transfer agent may be added. Crosslinked organic polymeric microparticles have been found to have high effectiveness as retention and drainage aids when their particle size is less than about 750 nm, preferably less than about 300 nm, and that non-crosslinked
organische wasserunlösliche Polymermikropartikel eine hohe Wirksamkeit zeigen, wenn ihre Größe geringer als 60 nm ist. Die Verbesserung der Füllstoffretention sowie der organic water-insoluble polymer microparticles show high efficiency when their size is less than 60 nm. The improvement of the filler retention as well as the
Drainagegeschwindigkeit ist eine ständige Herausforderung bei der Papierherstellung. Die eingesetzten Hilfsmittel sollen einfach darstellbar und leicht verfügbar sein, in geringen Mengen bereits eine gute Wirksamkeit zeigen und eine unabhängige Beeinflussung von Parametern, wie Drainage und Füllstoffretention ermöglichen. Drainage speed is a constant challenge in papermaking. The tools used should be easy to display and easily available, in small Quantities already show good efficacy and allow independent influence of parameters such as drainage and filler retention.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier oder Pappe The invention was therefore based on the object, a method for producing filled paper or cardboard
bereitzustellen, welches wirtschaftlich durchgeführt werden kann und nur geringe Mengen an einfach zugänglichen which can be carried out economically and only small amounts of easily accessible
Hilfsstoffen benötigt. Supplies needed.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the method are the subject of the dependent claims.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird als Hilfskomponente ein Koazervat verwendet, welches aus zumindest einem kationischen Polymer und einem anionischen Polymer gebildet ist. Das kationische Polymer und das anionische Polymer sind im In the method according to the invention a coacervate is used as auxiliary component, which is formed from at least one cationic polymer and an anionic polymer. The cationic polymer and the anionic polymer are in the
Koazervat nicht durch kovalente Bindungen verbunden sondern liegen jeweils als individuelle Komponenten separat vor. Im Koazervat werden kationisches und anionisches Polymer durch elektrostatische Kräfte sowie gegebenenfalls sterische Effekte in einem Komplex zusammengehalten, sodass sich ein organisches Mikropartikel ausbildet, das mehrere Bestandteile aufweist, die nicht durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. Die Ladung des Koazervats kann durch die Ladung seiner Bestandteile, kationisches Polymer sowie anionisches Polymer, sowie durch das Verhältnis, in welchem die Polymere im  Coacervate is not bound by covalent bonds but is separately present as individual components. In the coacervate, cationic and anionic polymers are held together by electrostatic forces and possibly steric effects in a complex to form an organic microparticle that has multiple constituents that are not bound together by covalent bonds. The charge of the coacervate may be due to the charge of its constituents, cationic polymer and anionic polymer, as well as the ratio in which the polymers in the
Koazervat enthalten sind, eingestellt werden. Die Koazervate bilden stabile Mikropartikel , sodass eine Emulsion oder  Coacervate are included. The coacervates form stable microparticles, so that an emulsion or
Dispersion des Koazervats in Wasser über mehrere Tage stabil sein kann. Die Verwendung von Koazervaten bewirkt eine Dispersion of the coacervate in water over several days can be stable. The use of coacervates causes a
deutliche Verbesserung sowohl der Drainageeigenschaften als auch der Füllstoffretention, sodass der significant improvement of both the drainage properties and the filler retention, so that the
Papierherstellungsprozess wirtschaftlich effizient durchgeführt werden kann. Durch Variation der Paper production process economically efficient can be carried out. By variation of the
Koazervat Zusammensetzung können die Parameter Drainage und Füllstoffretention beeinflusst werden, sodass eine weitere Verbesserung des Papierherstellungsprozesses möglich ist. Coacervate composition, the parameters of drainage and filler retention can be influenced, so that a further improvement of the papermaking process is possible.
Insbesondere wurde gefunden, dass Koazervate ausgezeichnete Flockungsmittel für Füllstoffe sind, insbesondere In particular, it has been found that coacervates are excellent flocculants for fillers, in particular
Calciumcarbonat, und somit bei der Papierherstellung deutliche Verbesserungen der Füllstoffretention bewirken können, ohne dabei die Drainageeigenschaften negativ zu beeinflussen. Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier oder Pappe zur Verfügung gestellt, wobei eine wässrige Fasersuspension hergestellt wird, welche Fasern sowie zumindest einen Füllstoff enthält, und die Fasersuspension mit einem Flockungssystem ausgeflockt wird, welches als Calcium carbonate, and thus in papermaking can bring significant improvements in the filler retention, without negatively affecting the drainage properties. According to the invention, therefore, there is provided a process for producing filled paper or paperboard, wherein an aqueous fiber suspension is prepared which contains fibers and at least one filler, and the fiber suspension is flocculated with a flocculation system which
Komponenten zumindest eine anorganische Mikrokomponente, vorzugsweise eine anionische anorganische Mikrokomponente, und ein Koazervat umfasst, welches aus zumindest einem Component comprises at least one inorganic microcomponent, preferably an anionic inorganic microcomponent, and a coacervate, which consists of at least one
kationischen Polymer und einem anionischen Polymer gebildet ist, und die ausgeflockte Fasersuspension zu einem gefüllten Papier oder Pappe verarbeitet wird. cationic polymer and an anionic polymer is formed, and the flocculated fiber suspension is processed into a filled paper or paperboard.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier und Pappe wird an sich analog zu üblichen derartigen Verfahren durchgeführt, wobei jedoch der Fasersuspension beim Flocken neben der anorganischen Mikrokomponente, The process according to the invention for the production of filled paper and paperboard is carried out in a manner analogous to the customary processes of this type, but in the case of flocculation the fiber suspension, in addition to the inorganic microcomponent,
beispielsweise einem silikatischen Material, als zusätzliches Hilfsmittel ein Koazervat zugesetzt wird. For example, a silicate material, a coacervate is added as an additional aid.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von einer wässrigen Suspension ausgegangen, die vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,4 bis 3 Gew.-% und gemäß einer weiteren Ausführungsform 0,6 bis 1,5 Gew.-% Fasern enthält. Als Fasern wird bevorzugt ein Cellulose-Fasermaterial eingesetzt. Ein solches Cellulose-Fasermaterial kann in üblicher Weise durch chemischen Aufschluss von Holz oder The process according to the invention is based on an aqueous suspension which is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.4 to 3% by weight and, according to a further embodiment, 0.6 to 1.5% by weight. Contains fibers. The fibers used are preferably a cellulose fiber material. Such a cellulose fiber material can in the usual way by chemical pulping of wood or
Ein ahrespflanzen gewonnen werden. Die Zellstofffasern A shrub to be won. The pulp fibers
bestehen überwiegend aus Cellulose und können noch geringeconsist predominantly of cellulose and can still small
Anteile von Polyosen oder Lignin enthalten. Als Fasermaterial kann aber beispielsweise auch ein Recyclingmaterial aus Contain proportions of polyoses or lignin. As a fiber material but can, for example, a recycled material
Altpapier verwendet werden. Ebenso können Gemische derartiger Materialien verwendet werden. Ferner enthält die Suspension, bezogen auf den Gehalt an Waste paper can be used. Likewise, mixtures of such materials may be used. Furthermore, the suspension contains, based on the content of
Fasern, vorzugsweise bis zu 40 Gew.-%, gemäß einer Fibers, preferably up to 40 wt .-%, according to a
Ausführungsform 5 bis 35 Gew.-% Füllstoffe. Als Füllstoffe können in der Papierherstellung übliche Füllstoffe eingesetzt werden, wobei anorganische Füllstoffe bevorzugt sind. Embodiment 5 to 35 wt .-% fillers. Fillers which can be used in papermaking are customary fillers, with inorganic fillers being preferred.
Geeignete Füllstoffe sind zum Beispiel Titandioxid, natürliche oder präzipitierte Kreide (Calciumcarbonat), Talcum, Kaolin, Satinweiß, Calciumsulfat , Bariumsulfat, Tone oder Suitable fillers are, for example, titanium dioxide, natural or precipitated chalk (calcium carbonate), talcum, kaolin, satin white, calcium sulfate, barium sulfate, clays or
Aluminiumoxid. Die Fasersuspension durchläuft vorzugsweise mindestens eine Reinigungs-, Misch- und/oder Pumpstufe. Das Scheren der Fasersuspension kann beispielsweise in einem Alumina. The fiber suspension preferably passes through at least one cleaning, mixing and / or pumping stage. The shearing of the fiber suspension can, for example, in a
Pulper, Sichter oder in einem Refiner erfolgen. Bevorzugt wird das Koazervat nach der letzten Scherstufe zugesetzt.  Pulper, classifier or done in a refiner. Preferably, the coacervate is added after the last shear stage.
Anschließend wird die ausgeflockte Fasersuspension zur Subsequently, the flocculated fiber suspension to
Blattbildung auf ein Sieb ausgegossen. Die anorganische Mikrokomponente des Flockungssystems kann zusammen mit dem Koazervat nach der letzten Scherstufe Leaf formation poured out on a sieve. The inorganic microcomponent of the flocculation system may co-exist with the coacervate after the last shear stage
zugesetzt werden. Es ist aber auch möglich, zunächst die anorganische Mikrokomponente zuzusetzen, dann die Pulpe vorzugsweise erneut zu scheren und erst dann das Koazervat zuzugeben. Bevorzugt wird jedoch in der Weise vorgegangen, dass anorganische Mikrokomponente und Koazervat nach der letzten Scherstufe zugegeben werden. Die Zugabe von be added. However, it is also possible first to add the inorganic microcomponent, then preferably to shear the pulp again and only then to add the coacervate. Preferably, however, proceeding in such a way that inorganic microcomponent and coacervate are added after the last shear stage. The addition of
anorganischer Mikrokomponente und Koazervat kann gleichzeitig oder auch nacheinander erfolgen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zunächst die anorganische Mikrokomponente zugegeben und dann das Koazervat. inorganic microcomponent and coacervate can simultaneously or one after the other. According to a particularly preferred embodiment, first the inorganic microcomponent is added and then the coacervate.
Als anorganische Mikrokomponente des Flockungssystems kommen beispielsweise Schichtsilikate, insbesondere Bentonit, For example, phyllosilicates, in particular bentonite, are used as the inorganic microcomponent of the flocculation system.
kolloidale Kieselsäure, Silicate und/oder Calciumcarbonat in Betracht. Die Partikelgröße der anorganischen Mikrokomponente wird vorzugsweise sehr klein gewählt und beträgt vorzugsweise weniger als 200 μm, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 150 μm und liegt gemäß einer weiteren colloidal silica, silicates and / or calcium carbonate into consideration. The particle size of the inorganic microcomponent is preferably selected to be very small and is preferably less than 200 μm, according to a further embodiment less than 150 μm and is according to another
Ausführungsform bevorzugt im Bereich von 10 nm bis 100 μm. Die Größe der Mikropartikel bezieht sich auf die mittlere Größe D5o der Mikropartikel und wird vorzugsweise durch optische Embodiment preferably in the range of 10 nm to 100 microns. The size of the microparticles refers to the average size D 5 o of the microparticles and is preferably by optical
Methoden wie LichtStreuung bestimmt und gibt den Methods such as light scattering determines and gives the
zahlengemittelten Wert an. Vorzugsweise weisen zumindest 50 % der Partikel eine Größe im Bereich von ± 30 % vom Mittelwert auf. Die anorganische Mikrokomponente weist vorzugsweise eine anionische Ladung auf, sodass sie mit Faserflocken in number-average value. Preferably, at least 50% of the particles have a size in the range of ± 30% of the mean. The inorganic microcomponent preferably has an anionic charge so that it can be mixed with fiber flakes in
Wechselwirkung treten kann, die vorzugsweise eine kationische Überschussladung aufweisen. Interaction can occur, which preferably have a cationic excess charge.
Unter Silicaten sollen Produkte verstanden werden, die auf Silicaten oder Kieselsäure basieren, zum Beispiel Silica- Mikrogel, Silicasol, Polysilicate, Aluminiumsilicate, Silicates are understood to mean products based on silicates or silicic acid, for example silica microgel, silica sol, polysilicates, aluminum silicates,
Borsilicate, Polyborsilicate, Tone oder Zeolithe. Borosilicates, polyborosilicates, clays or zeolites.
Calciumcarbonat kann beispielsweise in Form von Kreide, gemahlenem Calciumcarbonat oder gefälltem Calciumcarbonat als anorganische Mikrokomponente des Flockungssystems verwendet werden. Unter SchichtSilikaten, insbesondere Bentonit, werden allgemein Schichtsilicate, insbesondere Alumosilikate Calcium carbonate can be used, for example, in the form of chalk, ground calcium carbonate or precipitated calcium carbonate as the inorganic microcomponent of the flocculation system. Layered silicates, in particular bentonite, are generally layered silicates, in particular aluminosilicates
verstanden, die in Wasser quellbar sind. Besonders bevorzugt ist Montmorillonit bzw. Bentonite mit einem hohen understood, which are swellable in water. Particularly preferred is montmorillonite or bentonites with a high
Montmorillonitgehalt , beispielsweise mit einem Montmorillonitgehalt von mehr als 50 Gew.-%. Es können auch zu Bentonit ähnliche Tonmineralien bzw. SchichtSilikate verwendet werden, wie Nontronit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Beidellit, Alevardit, Illit, Halloysit, Attapulgit und Sepiolith. Diese SchichtSilikate werden vorzugsweise für die Anwendung Montmorillonite content, for example with a Montmorillonite content of more than 50 wt .-%. It is also possible to use bentonite-like clay minerals or layer silicates, such as nontronite, hectorite, saponite, sauconite, beidellite, alevardite, illite, halloysite, attapulgite and sepiolite. These layer silicates are preferably for use
aktiviert, das heißt in eine in Wasser quellbare Form activated, that is in a water-swellable form
überführt, indem man die SchichtSilikate mit einem transferred by adding the layer silicates with a
Alkalimetallsalz behandelt, beispielsweise Soda. Vorzugsweise werden Schichtsilikate, insbesondere Bentonit, als Alkali metal salt treated, for example, soda. Preferably, phyllosilicates, in particular bentonite, as
anorganische Mikrokomponente eingesetzt. inorganic microcomponent used.
Die anorganische Mikrokomponente wird vorzugsweise in Form einer Suspension zur Fasersuspension gegeben. Die Suspension weist vorzugsweise einen Feststoffgehalt im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% auf. Bei der The inorganic microcomponent is preferably added in the form of a suspension to the fiber suspension. The suspension preferably has a solids content in the range from 0.5 to 10% by weight, preferably from 1 to 5% by weight. In the
Verwendung von SchichtSilikaten als anorganische Use of layered silicates as inorganic
Mikrokomponente wird das Schichtsilikat vorzugsweise in möglichst vollständig delaminierter Form eingesetzt. Der  Microcomponent, the layered silicate is preferably used in as completely delaminated form. Of the
Plättchendurchmesser des im Wasser dispergierten Platelet diameter of the water dispersed
Schichtsilikats liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2 μm, die Dicke der Plättchen liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 10 nm, gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 1 bis 5 nm. Der Bentonit weist vorzugsweise eine spezifische Oberfläche im Bereich von 60 bis 800 m2/g auf. Die Bestimmung der Layered silicate is preferably in the range of 1 to 2 microns, the thickness of the platelets is preferably 0.1 to 10 nm, according to one embodiment in the range of 1 to 5 nm. The bentonite preferably has a specific surface area in the range of 60 to 800 m 2 / g on. The determination of
spezifischen Oberfläche kann nach DIN 66131 mit Hilfe der Stickstoffporosimetrie ermittelt werden. specific surface area can be determined according to DIN 66131 using nitrogen porosimetry.
Als kolloidale Kieselsäure bzw. als Silikate können Produkte aus der Gruppe von auf Silicium basierenden Partikeln, Silica- Nitrogele, Silica-Sole, Aluminiumsilicate, Borsilicate, As the colloidal silicic acid or as silicates, products from the group of silicon-based particles, silica nitrogels, silica sols, aluminum silicates, borosilicates,
Polyborsilicate oder Zeolithe eingesetzt werden. Diese Polyborosilicates or zeolites are used. These
Materialien haben typischerweise eine spezifische Oberfläche im Bereich von 50 bis 1000 m2/g und eine durchschnittliche Teilchengrößenverteilung von 1 bis 250 nm, beispielsweise im Bereich von 40 bis 100 nm. Als anorganische Mikrokomponente werden bevorzugt silikatische Materialien, besonders bevorzugt SchichtSilikate und Materials typically have a specific surface area in the range of 50 to 1000 m 2 / g and an average particle size distribution of 1 to 250 nm, for example in the range of 40 to 100 nm. As the inorganic microcomponent are preferably silicate materials, more preferably layer silicates and
insbesondere bevorzugt Bentonite eingesetzt. particularly preferably used bentonites.
Die anorganische Mikrokomponente des Flockungssystems wird der wässrigen Fasersuspension bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf den FestStoffgehalt der The inorganic microcomponent of the flocculation system is preferably added to the aqueous fiber suspension in an amount of 0.01 to 1.0% by weight, more preferably in an amount of 0.1 to 0.5% by weight, based on the solid content of
Fasersuspension, zugesetzt. Fiber suspension, added.
Die ausgeflockte Fasersuspension wird dann in üblicher Weise zu einem Papier oder Pappe verarbeitet. Diese kann The flocculated fiber suspension is then processed in the usual way to a paper or cardboard. This can
beispielsweise, vorzugsweise ohne weitere Einwirkung von for example, preferably without further action of
Scherkräften, auf einem Sieb unter Blattbildung ausgegossen werden. Die Papierblätter werden anschließend getrocknet. Shearing forces, to be poured on a sieve under sheet formation. The paper sheets are then dried.
Außer dem Flockungssystem kann man der Fasersuspension die üblicherweise bei der Papierherstellung verwendeten Besides the flocculation system, one can use the fiber suspension commonly used in papermaking
Prozesschemikalien in üblichen Mengen zusetzen, wie zum  Add process chemicals in conventional amounts, such as
Beispiel Fixiermittel, Trocken- und Nassfestmittel, Example fixatives, dry and wet strength agents,
Masseleimungsmittel , Biozide und/oder Farbstoffe. Engine sizing agents, biocides and / or dyes.
Das erfindungsgemäß bei der Herstellung von gefülltem Papier oder Pappe eingesetzte Koazervat kann neutral sein, wobei jedoch bevorzugt ist, dass das Koazervat eine Überschussladung aufweist. Die Überschussladung kann erzeugt werden, indem eines der beiden für die Herstellung verwendeten Polymere eine höhere Ladung aufweist als das entgegengesetzt geladene The coacervate used in the manufacture of filled paper or board according to the invention may be neutral, but it is preferred that the coacervate has an excess charge. The excess charge can be generated by one of the two polymers used for the preparation having a higher charge than the oppositely charged one
Polymer. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem eines der Polymere bei gleichem prozentualen Anteil an geladenen Monomereinheiten ein höheres Molekülgewicht aufweist oder indem eines der beiden Polymere bei gleichem Molekülgewicht einen höheren prozentualen Anteil an geladenen Monomeren aufweist. Mischformen dieser Ausführungsformen sind ebenfalls möglich. Die Prozent zahlen beziehen sich jeweils auf die Gesamtheit der in einem Polymer enthaltenen Monomereinheiten, beispielsweise Acrylat- oder Acrylamideinheiten, die sich von den entsprechenden Monomeren, beispielsweise Acrylaten oder Acrylamiden, ableiten. Die Ladung des Koazervats wird dabei durch das in Bezug auf seine Ladung im Überschuss eingesetzte Polymer bestimmt. Nach der Modellvorstellung der Erfinder bildet das in Bezug auf die Ladung im Unterschuss eingesetzte Polymer den Kern des Koazervats, während die im Überschuss vorhandenen gegensätzlich geladenen Gruppen auf der Außenseite des Koazervats angeordnet sind. Bevorzugt weist das Koazervat eine anionische Überschussladung auf. Polymer. This can be achieved, for example, by one of the polymers having a higher molecular weight for the same percentage of charged monomer units or by one of the two polymers having a higher percentage of charged monomers at the same molecular weight. Mixed forms of these embodiments are also possible. The percentages refer to each Entity of the monomer units contained in a polymer, for example acrylate or acrylamide units, which are derived from the corresponding monomers, for example acrylates or acrylamides. The charge of the coacervate is determined by the polymer used in excess in relation to its charge. According to the inventors' model, the charge-in-excess polymer forms the core of the coacervate, while the excessively charged groups present on the outside of the coacervate. Preferably, the coacervate has an anionic excess charge.
Gemäß einer Ausführungsform sind anionisches und kationisches Polymer in einem Ladungsverhältnis im Bereich von 0,1 bis 0,95, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 0,2 bis 0,7 und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform im According to one embodiment, anionic and cationic polymers in a charge ratio in the range of 0.1 to 0.95, according to another embodiment in the range of 0.2 to 0.7 and according to yet another embodiment in
Bereich von 0,2 bis 0,5 in dem Koazervat enthalten. Das Range from 0.2 to 0.5 in the coacervate. The
Ladungsverhältnis bestimmt sich durch das Verhältnis der geladenen Gruppen in dem einen Polymer zu den geladenen Charge ratio is determined by the ratio of the charged groups in the one polymer to the charged one
Gruppen in dem jeweils anderen, entgegengesetzt geladenen Polymer. Sofern eines oder beides der geladenen Polymere eine Molekülgewichtsverteilung aufweisen, bezieht sich das Groups in the other, oppositely charged polymer. If one or both of the charged polymers have a molecular weight distribution, this refers to
Verhältnis jeweils auf die mittlere Anzahl an geladenen Ratio each to the average number of charged
Gruppen pro dem jeweiligen Polymer, wobei hier auf das Groups per the respective polymer, here on the
Zahlenmittel Bezug genommen wird. Wie bereits ausgeführt, kann das Koazervat eine positive oder eine negative Überschussladung aufweisen. Entsprechend kann das anionische bzw. das kationische Polymer in dem Koazervat in einem Überschuss enthalten sein. Beim oben angegebenen Verhältnis kann sowohl das anionische als auch das kationische Polymer im Überschuss vorhanden sein. Vorzugsweise ist das anionische Polymer im Überschuss vorhanden. Bevorzugt wird das Verfahren in der Weise durchgeführt, dass zunächst eine wässrige Dispersion des Koazervats hergestellt wird, sodass sich das Koazervat bereits ausgebildet hat und in Form kleiner Partikel vorliegt, und die wässrige Dispersion des Koazervats anschließend zur wässrigen Fasersuspension gegeben wird. Die Fasersuspension kann dabei auch bereits in ausgeflocktem Zustand vorliegen. Das Ausflocken der Fasern kann beispielsweise durch Zugabe der anorganischen Number average is referenced. As already stated, the coacervate may have a positive or a negative excess charge. Accordingly, the anionic or cationic polymer may be contained in the coacervate in excess. At the above ratio, both the anionic and the cationic polymer may be present in excess. Preferably, the anionic polymer is present in excess. The process is preferably carried out by first preparing an aqueous dispersion of the coacervate so that the coacervate is already formed and in the form of small particles, and the aqueous dispersion of the coacervate is subsequently added to the aqueous fiber suspension. The fiber suspension can already be present in a flocculated state. The flocculation of the fibers can, for example, by adding the inorganic
Mikrokomponente bewirkt worden sein. Bevorzugt wird das Koazervat in Form einer wässrigen Microcomponent have been effected. Preferably, the coacervate is in the form of an aqueous
Dispersion zugegeben. Zur Herstellung der Dispersion des  Dispersion added. For the preparation of the dispersion of
Koazervats werden anionisches und kationisches Polymer zu einem wässrigen Lösungsmittel gegeben, wobei die Zugabe sowohl nacheinander als auch gleichzeitig erfolgen kann. Nach der Zugabe von anionischem und kationischem Polymer, welches vorzugsweise unter Rühren erfolgt, bildet sich eine Trübung aus. Besonders vorteilhafte Ergebnisse in Bezug auf Drainage und Retention werden erhalten, wenn die wässrige Dispersion des Koazervats über lange Zeit stabil bleibt und Coacervate anionic and cationic polymer are added to an aqueous solvent, the addition can be done both sequentially and simultaneously. After the addition of anionic and cationic polymer, which preferably takes place with stirring, a turbidity forms. Particularly advantageous results in terms of drainage and retention are obtained when the aqueous dispersion of the coacervate remains stable for a long time and
beispielsweise keine Flockung bei der Lagerung eintritt. Die Lagerung erfolgt dabei bevorzugt bei Raumtemperatur. Die For example, no flocculation occurs during storage. The storage is preferably carried out at room temperature. The
Dispersion des Koazervats wird bevorzugt so eingestellt, dass die Trübung der Dispersion über zumindest sechs Tage stabil bleibt uns keine Flockenbildung eintritt. Flockt das Koazervat vorzeitig aus, kann die Stabilität der Trübung beispielsweise durch das Verhältnis von anionischem und kationischem Polymer oder durch die Konzentration des Koazervats in der wässrigen Dispersion eingestellt werden. Das Ausflocken der Probe kann visuell ermittelt werden, da die Flocken absinken und die überstehende Lösung klar wird. Ggf. kann die Stabilität derDispersion of the coacervate is preferably adjusted so that the turbidity of the dispersion remains stable for at least six days and no flocculation occurs. If the coacervate flocculates prematurely, the turbidity stability can be adjusted, for example, by the ratio of anionic and cationic polymer or by the concentration of coacervate in the aqueous dispersion. The flocculation of the sample can be visually detected as the flocs fall and the supernatant solution becomes clear. Possibly. can the stability of the
Dispersion auch durch Messung der Trübung durch Absorption bei einer Wellenlänge von 500 nm gemessen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dispersion des Koazervats einen Gehalt an Koazervat im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 2 Gew.-%, gemäß einer Dispersion can also be measured by measuring the turbidity by absorption at a wavelength of 500 nm. According to a preferred embodiment, the coacervate dispersion has a content of coacervate in the range of 0.1 to 15 wt .-%, preferably 0.2 to 2 wt .-%, according to a
weiteren Ausführungsform im Bereich von 0,25 bis 0,3 Gew.-% auf. Der Gehalt an Koazervat lässt sich aus der Menge an anionischem und kationischem Polymer berechnen, welches zum wässrigen Lösungsmittel gegeben wurde. Nach der Zugabe des anionischen Polymers sowie des kationischen Polymers zum wässrigen Lösungsmittel wird die Dispersion vorzugsweise noch für einen Zeitraum von zumindest 10 Minuten, vorzugsweise zumindest 30 Minuten, weiter bevorzugt zumindest eine Stunde bewegt, sodass sich die Koazervate ausbilden können. Die Another embodiment in the range of 0.25 to 0.3 wt .-%. The content of coacervate can be calculated from the amount of anionic and cationic polymer added to the aqueous solvent. After the addition of the anionic polymer and the cationic polymer to the aqueous solvent, the dispersion is preferably agitated for a period of at least 10 minutes, preferably at least 30 minutes, more preferably at least one hour, so that the coacervates can form. The
Herstellung der Koazervate erfolgt bevorzugt bei Production of the coacervates preferably takes place
Raumtemperatur. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Room temperature. According to one embodiment, the
Herstellung des Koazervats bei einer Temperatur von mehr als 10°C, gemäß einer weiteren Ausführungsform von mehr als 15°C. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Herstellung des Production of the coacervate at a temperature of more than 10 ° C, according to another embodiment of more than 15 ° C. According to one embodiment, the production of the
Koazervats bei einer Temperatur von weniger als 30°C. Coacervates at a temperature of less than 30 ° C.
Um die Bildung des Koazervats zu erleichtern bzw. die To facilitate the formation of the coacervate or the
Dispersion des Koazervats zu stabilisieren ist gemäß einerTo stabilize dispersion of the coacervate is according to a
Ausführungsform vorgesehen, dass die Dispersion des Koazervats einen Elektrolyt enthält. Ein geeigneter Elektroyt sind Salze einwertiger Kationen, insbesondere bevorzugt von Embodiment provided that the dispersion of the coacervate contains an electrolyte. A suitable electrolyte are salts of monovalent cations, more preferably of
Alkalimetallkationen. Ein besonders bevorzugter Elektrolyt ist Natriumchlorid. Die Konzentration des Elektrolyts in der Alkali metal cations. A particularly preferred electrolyte is sodium chloride. The concentration of the electrolyte in the
Dispersion des Koazervats wird vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 0,2 bis 1 Gew.-% gewählt. Bei der Herstellung der  Dispersion of the coacervate is preferably selected in the range of 0.1 to 2 wt .-%, according to another embodiment in the range of 0.2 to 1 wt .-%. In the production of
Dispersion des Koazervats wird bevorzugt in der Weise Dispersion of the coacervate is preferred in the manner
vorgegangen, dass zunächst der Elektrolyt im wässrigen proceeded that first the electrolyte in the aqueous
Lösungsmittel gelöst wird und anschließend das kationische und das anionische Polymer zugegeben wird. Nach den Vorstellungen der Erfinder umfasst das Koazervat einen Kern, welches aus dem einen geladenen Polymer aufgebaut ist sowie eine Hülle, welche um den Kern angeordnet ist und welche von dem entgegengesetzt geladenen Polymer gebildet wird. Um eine Ausbildung des Koazervats zu erleichtern, ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass zumindest eines der im Koazervat enthaltenen zumindest einen katonischen und zumindest einen anionischen Polymer eine lineare Struktur aufweist. Vorzugsweise weist zumindest dasjenige Polymer eine unvernetzte, lineare Struktur auf, welches die Solvent is dissolved and then the cationic and the anionic polymer is added. According to the inventors, the coacervate comprises a core composed of the one charged polymer and a shell disposed around the core and which is formed by the oppositely charged polymer. In order to facilitate formation of the coacervate, it is provided according to one embodiment that at least one of the at least one cationic and at least one anionic polymer contained in the coacervate has a linear structure. Preferably, at least the one polymer has an uncrosslinked, linear structure, which the
Überschussladung erzeugt und damit die Ladung des Koazervats bestimmt. Das in Bezug auf die Ladung im Unterschuss  Generates excess charge and thus determines the charge of the coacervate. That in terms of cargo in deficit
enthaltene Polymer kann auch eine vernetzte Struktur The polymer contained may also have a crosslinked structure
aufweisen. Bevorzugt ist jedoch, dass beide geladenen Polymere eine lineare Struktur aufweisen. Unter einer linearen Struktur wird eine Struktur verstanden, bei welcher das Polymer als Rückgrat eine lineare Kohlenstoffkette aufweist, die jedoch ggf. auch Heteroatome, wie Sauerstoff oder Stickstoffatome, enthalten kann. Um stabile Koazervate bereitstellen zu können ist bevorzugt, dass das kationische Polymer bzw. das anionische Polymer eine gewisse Kettenlänge bzw. ein gewisses Molekülgewicht aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Koazervat bildende zumindest eine kationische Polymer und das zumindest eine anionische Polymer jeweils ein Molekülgewicht von mehr als 50.000 g/mol aufweist. Gemäß einer weiteren exhibit. However, it is preferred that both charged polymers have a linear structure. A linear structure is understood as meaning a structure in which the polymer has as a backbone a linear carbon chain which, however, may optionally also contain heteroatoms, such as oxygen or nitrogen atoms. In order to be able to provide stable coacervates it is preferred that the cationic polymer or the anionic polymer has a certain chain length or a certain molecular weight. According to one embodiment, it is provided that the coacervate-forming at least one cationic polymer and the at least one anionic polymer each have a molecular weight of more than 50,000 g / mol. According to another
Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zumindest eine kationische Polymer und/oder das zumindest anionische Polymer ein Molekülgewicht von jeweils mehr als 100.000 g/mol, gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Molekülgewicht von jeweils zumindest 200.000 g/mol aufweist. Gemäß einer weiteren Embodiment is provided that the at least one cationic polymer and / or the at least anionic polymer has a molecular weight of more than 100,000 g / mol, according to another embodiment, a molecular weight of at least 200,000 g / mol. According to another
Ausführungsform ist vorgesehen, dass das kationische Polymer und/oder das zumindest eine anionische Polymer ein Molekülgewicht von jeweils weniger als 3.000.000 g/mol aufweist. Das Molekülgewicht von anionischem Polymer und kationischem Polymer kann gleich oder auch unterschiedlich sein. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Molekülgewicht des einen Polymers deutlich größer ist als das Molekülgewicht des entgegengesetzt geladenen Polymers. Gemäß einer Ausführungsform weist das eine Polymer ein Embodiment is provided that the cationic polymer and / or the at least one anionic polymer Molecular weight of less than 3,000,000 g / mol. The molecular weight of anionic polymer and cationic polymer may be the same or different. According to one embodiment, it is provided that the molecular weight of the one polymer is significantly greater than the molecular weight of the oppositely charged polymer. In one embodiment, this includes a polymer
Molekülgewicht von zumindest 500.000 g/mol, gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Molekülgewicht von zumindest 1.000.000 g/mol auf, während das Molekülgewicht des Molecular weight of at least 500,000 g / mol, according to another embodiment, a molecular weight of at least 1,000,000 g / mol, while the molecular weight of the
entgegengesetzt geladenen Polymers bevorzugt im Bereich von 100.000 bis 500.000 g/mol gewählt wird. opposite charged polymer is preferably selected in the range of 100,000 to 500,000 g / mol.
Das kationische Polymer umfasst gemäß einer Ausführungsform ungeladene Monomereinheiten sowie kationische The cationic polymer according to one embodiment comprises uncharged monomer units as well as cationic ones
Monomereinheiten. Unter Monomereinheiten werden jeweils im Polymer enthaltene Wiederholungseinheiten verstanden, die sich von den zur Herstellung des Polymers eingesetzten Monomeren ableiten. Ungeladene Monomereinheiten umfassen keine Gruppe, die eine Ladung trägt. Kationische bzw. anionische Monomer units. Monomer units are understood to mean in each case repeating units contained in the polymer, which are derived from the monomers used to prepare the polymer. Uncharged monomer units do not include a group carrying a charge. Cationic or anionic
Monomereinheiten umfassen entsprechend eine Gruppe, die eine kationische bzw. eine anionische Ladung trägt. Monomer units accordingly comprise a group which carries a cationic or an anionic charge.
Kationische Monomereinheiten umfassen bevorzugt eine Cationic monomer units preferably comprise one
stickstoffhaltige Gruppe, welche entweder im Wege einer nitrogen-containing group, which either by way of
Protonierung oder durch eine Alkylierung eine permanente positive Ladung erhält. Protonation or by alkylation receives a permanent positive charge.
Das kationische Polymer umfasst gemäß einer Ausführungsform kationische Monomereinheiten, wobei der Anteil der The cationic polymer according to one embodiment comprises cationic monomer units, wherein the proportion of the
kationischen Monomereinheiten an der Gesamtheit der das kationische Polymer bildenden Monomereinheiten gemäß einer Ausführungsform zumindest 2 Mol-%, gemäß einer weiteren cationic monomer units in the entirety of the cationic polymer-forming monomer units according to one embodiment at least 2 mol%, according to another
Ausführungsform zumindest 5 Mol-% und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform zumindest 10 Mol-%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil der kationischen Monomereinheiten bezogen auf die Gesamtzahl der Embodiment at least 5 mol% and according to yet another embodiment, at least 10 mol%. According to one In another embodiment, the proportion of the cationic monomer units based on the total number of
Monomereinheiten des kationischen Polymers zumindest 20 Mol-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest 30 Mol-%. Das kationische Polymer kann nur aus kationischen  Monomer units of the cationic polymer at least 20 mol%, according to another embodiment at least 30 mol%. The cationic polymer can only be cationic
Monomereinheiten aufgebaut sein. Gemäß einer weiteren  Be constructed monomer units. According to another
Ausführungsform beträgt der Anteil der kationischen Embodiment, the proportion of cationic
Monomereinheiten an der Gesamtheit der das kationische Polymer bildenden Monomereinheiten weniger als 80 Mol-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 60 Mol-%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil der im Monomer units of the entirety of the cationic polymer-forming monomer units less than 80 mol%, according to another embodiment, less than 60 mol%. According to a further embodiment, the proportion of the
kationischen Polymer enthaltenen kationischen Monomereinheiten weniger als 50 Mol-%, gemäß noch einer weiteren cationic polymer contained cationic monomer units less than 50 mol%, according to yet another
Ausführungsform weniger als 40 Mol-%. Die kationischen Gruppen des kationischen Polymers werden bevorzugt durch stickstoffhaltige Gruppen gebildet, die bevorzugt eine permanente positive Ladung tragen, die Embodiment less than 40 mol%. The cationic groups of the cationic polymer are preferably formed by nitrogen-containing groups which preferably carry a permanent positive charge, the
beispielsweise durch Alkylierung des Stickstoffatoms erzeugt wird . Als kationische Monomere, von welchen sich die kationischen Monomereinheiten ableiten, kommen Verbindungen mit einer ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung sowie einer positiv-geladenen Gruppe in Betracht. Die positiv geladene Gruppe kann bereits im Monomer enthalten sein oder erst nach der Polymerisation der Kohlenstoff-Kohlenstoff-is generated for example by alkylation of the nitrogen atom. Suitable cationic monomers from which the cationic monomer units are derived are compounds having an unsaturated carbon-carbon double bond and a positively charged group. The positively charged group may already be present in the monomer or only after the polymerization of the carbon-carbon
Doppelbindung durch eine entsprechende Modifikation im Polymer erzeugt bzw. in dieses eingeführt werden. Eine solche Double bond produced by a corresponding modification in the polymer or introduced into this. Such
Modifikation wäre beispielsweise die Alkylierung oder Modification would be, for example, the alkylation or
Protonierung einer Aminogruppe. Geeignete Monomere, welche durch Protonierung oder Protonation of an amino group. Suitable monomers which by protonation or
Alkylkierung eine positive Ladung erhalten können, sind beispielsweise N, -Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide sowie N, -Dialkylaminoalkyl (meth) acrylate . Die Alkylgruppen am Alkylkierung can get a positive charge are for example, N, -Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides and N, -Dialkylaminoalkyl (meth) acrylates. The alkyl groups on
Stickstoffatom umfassen dabei vorzugsweise 1 bis 4 Nitrogen atom preferably comprise 1 to 4
Kohlenstoffatome . Besonders bevorzugt sind die Methyl- sowie die Ethylgruppe. Beispielhafte Monomere sind 2-Carbon atoms. Particularly preferred are the methyl and the ethyl group. Exemplary monomers are 2-
(Dimethylamino) ethylacrylat , 2- (Diethylamino) propylacrylat , 2-(Dimethylamino) ethyl acrylate, 2- (diethylamino) propyl acrylate, 2-
(Dimethylamino) ethylmethacrylamid, 2-(Dimethylamino) ethylmethacrylamide, 2-
(Diethylamino) ethylacrylamid, 2-(Diethylamino) ethylacrylamide, 2-
( Diethylamino ) propylmethacrylamid . Bevorzugt sind im kationischen Polymer Monomereinheiten enthalten, welche durch Alkylierung des Stickstoffatoms eine permanente positive Ladung tragen. Geeignete Monomere sind beispielsweise (Meth) acrylamidoalkyltrialkylammoniumhalogenide und (Meth) acryloxyalkyltrialkylammoniumhalogenide . Die (Diethylamino) propylmethacrylamide. The cationic polymer preferably contains monomer units which carry a permanent positive charge by alkylating the nitrogen atom. Suitable monomers are, for example, (meth) acrylamidoalkyltrialkylammonium halides and (meth) acryloxyalkyltrialkylammonium halides. The
Alkylgruppen am Stickstoffatom können gleich oder verschieden sein und umfassen bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome . Alkyl groups on the nitrogen atom may be the same or different and preferably comprise 1 to 4 carbon atoms.
Besonders bevorzugt ist die Alkylgruppe ausgewählt aus der Methylgrupe und der der Ethylgruppe. Die Alkylgruppe der The alkyl group is particularly preferably selected from the methyl group and the ethyl group. The alkyl group of
Alkylaminogruppe umfasst bevorzugt 1 bis 12 Kohlenstoffatome, bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome und ist besonders bevorzugt eine Methyl-, Ethyl- oder eine Propylgruppe . Beispielhafte geeignete Monomere sind 3-Alkylamino group preferably comprises 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, and is more preferably a methyl, ethyl or propyl group. Exemplary suitable monomers are 3-
Acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid sowie Acrylamidopropyltrimethylammonium chloride as well
Acryloxyethyltrimethylammoniumchlorid . Allgemein sind als Monomere mit einer kationischen Gruppe Verbindungen der Formel I geeignet. Acryloxyethyltrimethylammonium chloride. Generally, as monomers having a cationic group, compounds of the formula I are suitable.
Figure imgf000021_0001
Wobei bedeutet:
Figure imgf000021_0001
Where:
R : H, CH3 R: H, CH 3
R2: H, Ci-C4-Alkyl R 2 is H, C 1 -C 4 -alkyl
R3, R4: H, d-C2-Alkyl, Aryl oder Hydroxyethyl R 3 , R 4 : H, C 1 -C 2 -alkyl, aryl or hydroxyethyl
R5: H, CH3 R 5: H, CH 3
X: 0, NR5 X: 0, NR 5
A: Alkylen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, wobei zumindest zwei Gruppen aus R2, R3, R4 nicht H sind und im Fall, dass R2, R3 und R4 für Alkylgruppen stehen, diese gleich oder verschieden sein können. A: Alkylene having 1 to 12 carbon atoms, wherein at least two groups of R 2 , R 3 , R 4 are not H and in the case that R 2 , R 3 and R 4 are alkyl groups, they may be the same or different.
R1 und R5 können gleich oder verschieden sein. Weiter sind als kationische Monomere R 1 and R 5 may be the same or different. Next are as cationic monomers
Diallyldialkylammoniumhalogenide geeignet, wobei die  Diallyldialkylammoniumhalogenide suitable, the
Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können und 1 bis 4 Kohlenstoffatome umfassen können. Besonders bevorzugt ist Poly-DADMAC: Alkyl groups may be the same or different and may comprise 1 to 4 carbon atoms. Particularly preferred is poly-DADMAC:
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0001
Die kationischen Gruppen liegen bevorzugt in Form ihrer The cationic groups are preferably in the form of their
Halogenide vor. Die Halogenide umfassen Fluoride, Chloride, Bromide und Iodide, wobei Chloride besonders bevorzugt sind. Halides before. The halides include fluorides, chlorides, bromides and iodides, with chlorides being particularly preferred.
Als ungeladene Monomere können im kationischen Polymer As uncharged monomers may be present in the cationic polymer
beispielsweise Alkyl (meth) acrylate sowie (Meth) acrylamide oder andere ungeladene Ethylenverbindungen enthalten sein. Besonders bevorzugt ist das kationische Polymer ausgewählt aus der Gruppe von Polyacrylamiden, Polyethyleniminen, For example, alkyl (meth) acrylates and (meth) acrylamides or other uncharged ethylene compounds may be included. The cationic polymer is particularly preferably selected from the group of polyacrylamides, polyethyleneimines,
Polyvinylaminen, Polyethylenglycolen, Poly-DADMAC, sowie nativen Polymeren, wie kationischer Stärke oder Chitosan. Polyvinylamines, polyethylene glycols, poly-DADMAC, as well as native polymers, such as cationic starch or chitosan.
Weiter bevorzugt ist das kationische Polymer ausgewählt aus der Gruppe von Polyacrylamiden, Polyethyleniminen, More preferably, the cationic polymer is selected from the group of polyacrylamides, polyethyleneimines,
Polyvinylaminen, Poly-DADMAC. Polyvinylamines, poly-DADMAC.
Die Polymere erhalten ggf. durch Alkylierung eine positive Ladung . The polymers may be given a positive charge by alkylation.
Geeignete kationische Polymere sind beispielsweise Suitable cationic polymers are, for example
Polyamin/Epichlorhydrinpolymere sowie Homo- oder Copolymere von Acrylamid und zum Beispiel Diallyldimethylammoniumchlorid. Polyamine / Epichlorhydrinpolymere and homo- or copolymers of acrylamide and, for example, diallyldimethylammonium chloride.
Das im Koazervat enthaltene anionische Polymer umfasst The anionic polymer contained in the coacervate comprises
anionische Monomereinheiten, wobei der Anteil der anionischen Monomereinheiten an der Gesamtheit der das anionische Polymer bildenden Monomereinheiten gemäß einer Ausführungsform anionic monomer units, wherein the proportion of the anionic monomer units in the entirety of the anionic polymer-forming monomer units according to one embodiment
zumindest 2 Mol-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest 5 Mol-% und gemäß noch einer weiteren at least 2 mol%, according to a further embodiment, at least 5 mol% and according to yet another
Ausführungsform zumindest 10 Mol-% beträgt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil der anionischen Monomereinheiten bezogen auf die Gesamtzahl der Embodiment is at least 10 mol%. According to another embodiment, the proportion of the anionic monomer units based on the total number of
Monomereinheiten des anionischen Polymers zumindest 20 Mol-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest 30 Mol-%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil der Monomer units of the anionic polymer at least 20 mol%, according to another embodiment, at least 30 mol%. According to a further embodiment, the proportion of
anionischen Monomereinheiten an der Gesamtheit der das anionic monomer units in the entirety of the
anionische Polymer bildenden Monomereinheiten weniger als 50 Mol-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 40 anionic polymer-forming monomer units less than 50 mol%, according to another embodiment, less than 40
Das anionische Polymer kann nur aus anionischen The anionic polymer can only be anionic
Monomereinheiten aufgebaut sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil der anionischen Be constructed monomer units. According to another Embodiment, the proportion of anionic
Monomereinheiten an der Gesamtheit der das anionische Polymer bildenden Monomereinheiten weniger als 80 Mol-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 60 Mol-%. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt der Anteil der im anionischen Polymer enthaltenen anionischen Monomereinheiten weniger als 50 Mol-%, gemäß noch einer weiteren Ausführungsform weniger als 40 Mol-%. Monomer units of the total of the anionic polymer-forming monomer units less than 80 mol%, according to another embodiment, less than 60 mol%. According to a further embodiment, the proportion of the anionic monomer units contained in the anionic polymer is less than 50 mol%, according to yet another embodiment less than 40 mol%.
Als anionische Monomere bzw. Monomereinheiten kommen Come as anionic monomers or monomer units
Verbindungen mit einer ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindung sowie einer negativ geladenen Gruppe in Compounds with an unsaturated carbon-carbon double bond and a negatively charged group in
Betracht. Beispielhafte anionische Monomere sind Consideration. Exemplary anionic monomers are
(Meth) acrylsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonat , (Meth) acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate,
Sulfoethyl- (meth) acrylat , Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure sowie Maleinsäure. Die Aufzählung der anionischen Monomere soll nicht als abschließend sondern lediglich als beispielhaft verstanden werden. Sulfoethyl (meth) acrylate, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid and maleic acid. The enumeration of the anionic monomers should not be understood as exhaustive but merely as an example.
Die anionischen Gruppen der anionischen Monomereinheiten des anionischen Polymers können bereits bei der Polymerisation der Monomere zur Herstellung des anionischen Polymers in dasThe anionic groups of the anionic monomer units of the anionic polymer can be used in the polymerization of the monomers for the preparation of the anionic polymer in the
Polymer eingeführt werden. Es ist aber auch möglich, dass die anionischen Gruppen der anionischen Monomereinheiten erst nach der Polymerisation in das anionischen Polymer eingeführt werden, beispielsweise durch Verseifen einer im Polymer enthaltenen Estergruppe. Polymer are introduced. However, it is also possible for the anionic groups of the anionic monomer units to be introduced into the anionic polymer only after the polymerization, for example by saponification of an ester group present in the polymer.
Die anionischen Monomere können mit neutralen Monomeren zum anionischen Polymer copolymerisiert werden. Beispielhafte neutrale Monomere sind (Meth) acrylamid, N-Alkylacrylamide, wie N-Methylacrylamid, Alkyl (meth) acrylate, wie The anionic monomers can be copolymerized with neutral monomers to the anionic polymer. Exemplary neutral monomers are (meth) acrylamide, N-alkylacrylamides, such as N-methylacrylamide, alkyl (meth) acrylates, such as
Methyl (meth) acrylat . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das anionische Polymer ausgewählt aus der Gruppe von Polyacrylaten, Methyl (meth) acrylate. According to a preferred embodiment, the anionic polymer is selected from the group of polyacrylates,
Polyacrylamiden, sowie Copolymeren aus Acrylaten und Polyacrylamides, as well as copolymers of acrylates and
Acrylamiden, anionischen Stärken, Cellulosederivaten, wie Caboxymethyl-, -ethyl-, -propylcelullose, Celluloseether , Alginaten, Carragenannen, wobei diese Polymere jeweils Acrylamides, anionic starches, cellulose derivatives such as caboxymethyl, -ethyl, -propylcelullose, cellulose ethers, alginates, carrageenans, these polymers each
anionische Gruppen aufweisen. have anionic groups.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind anionisches und kationisches Polymer ausgewählt aus der Gruppe von According to a preferred embodiment, anionic and cationic polymers are selected from the group of
Poly (meth) acrylaten und Poly (meth) acrylamiden, wobei auch gemischte Polymere geeignet sind, wobei diese Polymere Poly (meth) acrylates and poly (meth) acrylamides, wherein also mixed polymers are suitable, these polymers
anionische bzw. kationische Monomereinheiten umfassen. anionic or cationic monomer units.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden gefüllte Papiere oder Pappe hergestellt. Als Füllstoffe können an sich die aus der Herstellung von Papier oder Pappe bekannten Füllstoffe verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Füllstoff ausgewählt aus Calciumcarbonat, welches in gefällter oder gemahlener Form vorliegen kann, Tonen, The process according to the invention produces filled papers or paperboards. As fillers, the fillers known from the production of paper or paperboard can be used per se. According to a preferred embodiment, the filler is selected from calcium carbonate, which may be in precipitated or ground form, clays,
Titandioxid, Talk, Kaolin, Magnesiumcarbonat , Bariumsulfat, Zinksulfid und Calciumsilikaten . Titanium dioxide, talc, kaolin, magnesium carbonate, barium sulfate, zinc sulfide and calcium silicates.
Der Füllstoff weist bevorzugt eine Partikelgröße (D50) von weniger als 10 μm, bevorzugt weniger als 5 μηι und gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Partikelgröße von weniger als 1 μηι auf. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die mittlere The filler preferably has a particle size (D 50 ) of less than 10 microns, preferably less than 5 μηι and according to another embodiment, a particle size of less than 1 μηι on. According to one embodiment, the mean is
Partikelgröße D50 des Füllstoffs zumindest 10 nm, gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest 100 nm. Gemäß einer Particle size D 50 of the filler at least 10 nm, according to another embodiment, at least 100 nm
Ausführungsform weisen die Füllstoffpartikel eine Größe (D100) von weniger als 1 mm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 500 μηι und gemäß einer weiteren Ausführungsform von weniger als 300 μηι auf. Die Werte beziehen sich auf Embodiment, the filler particles have a size (D 100 ) of less than 1 mm, according to another embodiment of less than 500 μηι and according to another embodiment of less than 300 μηι on. The values refer to
zahlengemittelte Werte. Der Anteil des Füllstoffs wird gemäß einer Ausführungsform geringer als 50 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform geringer als 40 Gew.-% und gemäß einer weiteren number-average values. The proportion of the filler is according to one embodiment less than 50 wt .-%, according to another embodiment, less than 40 wt .-% and according to another
Ausführungsform geringer als 30 Gew . -%gewählt , und beträgt gemäß einer Ausführungsform mehr als 1 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform mehr als 10 Gew.-%, gemäß noch einer weiteren Ausführungsform mehr als 20 Gew.-%. Die Embodiment less than 30 wt. %, and according to one embodiment is more than 1% by weight, according to a further embodiment more than 10% by weight, according to yet another embodiment more than 20% by weight. The
Prozentangaben beziehen sich auf das Trockengewicht der Percentages refer to the dry weight of the
FaserSuspension . Besonders bevorzugt wird Calciumcarbonat als Füllstoff Fiber suspension. Particularly preferred is calcium carbonate as a filler
verwendet. Als Calciumcarbonat kann natürliches used. As calcium carbonate can be natural
Calciumcarbonat (ground calcium carbonate, GCC) oder gefälltes Calciumcarbonat (precipitated calcium carbonate, PCC)  Calcium carbonate (ground calcium carbonate, GCC) or precipitated calcium carbonate (PCC)
eingesetzt werden. GCC wird durch Mahl- und Sichtprozesse unter Einsatz von Mahlhilfsmitteln hergestellt. Die be used. GCC is produced by milling and visual processes using grinding aids. The
spezifische Oberfläche liegt vorzugsweise im Bereich von 6 bis 2 m2/g. PCC wird durch Einleiten von Kohlendioxid in specific surface area is preferably in the range of 6 to 2 m 2 / g. PCC is activated by the introduction of carbon dioxide
Calciumhydroxidlösung hergestellt. Die Werte sind auf die Teilchenzahl bezogen. Die spezifische Oberfläche kann stark durch die Wahl der Fällungsbedingungen beeinflusst werden. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 6 bis 13 m2/g. Calcium hydroxide solution prepared. The values are based on the particle number. The specific surface area can be greatly influenced by the choice of precipitation conditions. It is preferably in the range of 6 to 13 m 2 / g.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Flockungssystem neben der anorganischen Mikrokomponente und dem Koazervat zumindest eine weitere Flockungskomponente, welche ausgewählt ist aus zumindest einem weiteren anionischen Polymer und zumindest einem weiteren kationischen Polymer. According to a particularly preferred embodiment, in addition to the inorganic microcomponent and the coacervate, the flocculation system comprises at least one further flocculation component which is selected from at least one further anionic polymer and at least one further cationic polymer.
An sich können auch neutrale Polymere als weitere As such, neutral polymers can also be used as others
Flockungskomponente eingesetzt werden. Geladene Polymere sind jedoch bevorzugt. Ein beispielhaftes nichtionisches bzw. Flocculation component can be used. However, charged polymers are preferred. An exemplary nonionic or
neutrales Polymer, das als weitere Flockungskomponente neutral polymer, as another flocculation component
eingesetzt werden kann, ist Polyacrylamid, welches can be used is polyacrylamide, which
vorzugsweise ein Molekülgewicht zwischen 500.000 und 7.000.000 g/mol aufweist. Polyacrylamide lassen sich durch preferably a molecular weight between 500,000 and 7,000,000 g / mol. Polyacrylamides can be passed through
Homopolymerisation von Acrylamid herstellen. Homopolymerization of acrylamide produce.
Die Polymere der weiteren Flockungskomponente werden einzeln zugegeben, das heißt es wird entweder nur anionisches Polymer zugegeben oder nur kationisches Polymer. Die als weitere The polymers of the further flocculation component are added individually, that is, either only anionic polymer is added or only cationic polymer. The as more
Flockungskomponente eingesetzten Polymere liegen also nicht in Form eines Koazervats vor. Gemäß einer Ausführungsform weist das als zusätzliche Flockungskomponente eingesetzte Polymer eine Gesamtladung auf, deren Vorzeichen zur Gesamtladung des Koazervat entgegengesetzt ist. Dem Betrag nach sind die  Flocculation component used polymers are therefore not in the form of a coacervate. According to one embodiment, the polymer used as an additional flocculation component has an overall charge whose sign is opposite to the total charge of the coacervate. The amount is the
Gesamtladungen des als zusätzliche Fällungskomponente Total charges of as an additional precipitation component
eingesetzten Polymers und des Koazervat im Allgemeinen used polymer and the coacervate in general
unterschiedlich. Bevorzugt werden kationische Polymere als zusätzliche Fällungskomponente zugegeben. Die Zugabe der als zusätzliche Fällungskomponente eingesetzten Polymere bewirkt eine Ausflockung der Fasersuspension, wobei sich relativ große und lockere Flocken bilden können. Die Menge des anionischen oder kationischen Polymers wird so gewählt, dass die Flocken eine anionische bzw. kationische Gesamtladung erhalten. differently. Preferably, cationic polymers are added as an additional precipitation component. The addition of the polymers used as additional precipitation component causes a flocculation of the fiber suspension, which can form relatively large and loose flakes. The amount of the anionic or cationic polymer is chosen so that the flakes receive an anionic or cationic total charge.
Im Wesentlichen können als weitere Fällungskomponente In essence, as another precipitating component
kationische Polymere eingesetzt werden, wie sie bereits weiter oben als Bestandteil des Koazervats genannt wurden. cationic polymers are used, as they were already mentioned above as part of the coacervate.
An sich können als weitere Fällungskomponente auch anionische Polymere verwendet werden, wobei hier ebenfalls anionische Polymere verwendet werden können, wie sie bereits weiter oben als Bestandteil des Koazervats genannt wurden. Anionic polymers can also be used as further precipitation component, in which case it is likewise possible to use anionic polymers, as already mentioned above as part of the coacervate.
Die als weitere Flockungskomponente eingesetzten Polymere sind vorzugsweise im Wesentlichen linear und weisen gemäß einer Ausführungsform ein Molekülgewicht von mehr als 500.000 g/mol, vorzugsweise ein Molekülgewicht von mehr als 1 x 106 g/mol und gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Molekülgewicht von mehr als 5 x 106 g/mol auf. Gemäß einer weiteren The polymers used as further flocculation component are preferably substantially linear and, according to one embodiment, have a molecular weight of more than 500,000 g / mol, preferably has a molecular weight of more than 1 x 10 6 g / mol and according to another embodiment has a molecular weight of more than 5 x 10 6 g / mol. According to another
Ausführungsform beträgt das Molekülgewicht des als weitere Flockungskomponente eingesetzten Polymers weniger als 5 x 108 g/mol . Embodiment, the molecular weight of the polymer used as a further flocculation component is less than 5 × 10 8 g / mol.
Polymere zeigen meist kein einheitliches Molekülgewicht sondern weisen eine Molekülgewichtsverteilung auf. Die Angaben zum Molekülgewicht beziehen sich auf das zahlengemittelte mittlere Molekülgewicht des Polymers. Das Molekülgewicht lässt sich beispielsweise mit Hilfe von Polymers usually show no uniform molecular weight but have a molecular weight distribution. The molecular weight data refers to the number average molecular weight of the polymer. The molecular weight can be, for example, with the help of
Größenausschlusschromatographie im Vergleich mit Standards ermitteln .  Determine size exclusion chromatography versus standards.
Die Menge des als weitere Flockungskomponente eingesetzten Polymers, vorzugsweise kationischen Polymers, wird, bezogen auf die Trockenmasse der Fasersuspension, gemäß einer The amount of the polymer used as a further flocculation component, preferably cationic polymer, is based on the dry mass of the fiber suspension, according to a
bevorzugten Ausführungsform größer als 0,03 Gew.-% gewählt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Menge des als weitere Flockungskomponente zugesetzten Polymers weniger als 0,5 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 0,2 Gew.-%. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Menge des als weitere Komponente des Flockungssystems zugesetzten Polymers im Bereich von 0,06 bis 0,15, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 0,07 bis 0,12 Gew.-% gewählt. preferred embodiment selected greater than 0.03 wt .-%. According to a preferred embodiment, the amount of added as a further flocculation polymer is less than 0.5 wt .-%, according to another embodiment, less than 0.2 wt .-%. According to a preferred embodiment, the amount of polymer added as a further component of the flocculation system is selected in the range of 0.06 to 0.15, in another embodiment in the range of 0.07 to 0.12 wt .-%.
Als zusätzliche Flockungskomponente geeignete kationische Polymere sind beispielsweise Polyethylenimine, die auch durch Aufpfropfen von Polyethylenglykol-bis-chlorhydrinether an den freien sekundären Aminogruppen weiter vernetzt werden können. Geeignet sind auch Polyvinylamine . Bevorzugte kationische Polymere sind beispielsweise Dialkylaminoalkyl (meth) acrylate sowie Cationic polymers suitable as additional flocculation component are, for example, polyethyleneimines, which can also be further crosslinked by grafting polyethylene glycol bis-chlorohydrin ethers onto the free secondary amino groups. Also suitable are polyvinylamines. Preferred cationic polymers are, for example, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates and
Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, welche in protonierter Form oder in Form eines quaternären Ammoniumsalzes zugegeben werden. Die an das Stickstoffatom gebundenen Alkylgruppen umfassen bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatome . Besonders bevorzugt ist die Alkylgruppe ausgewählt aus Methylgruppe und Ethylgruppe. Die Aminoalkylgruppe umfasst gemäß einer  Dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides which are added in protonated form or in the form of a quaternary ammonium salt. The alkyl groups bonded to the nitrogen atom preferably comprise 1 to 4 carbon atoms. Most preferably, the alkyl group is selected from methyl group and ethyl group. The aminoalkyl group includes according to a
bevorzugten Ausführungsform 1 bis 8 Kohlenstoffatome . preferred embodiment 1 to 8 carbon atoms.
Besonders bevorzugt werden Dialkylaminoethyl (meth) acrylat , Dialkylaminomethyl (meth) acrylat sowie Dialkylamino-1, 3- propyl (meth ) acrylate eingesetzt. Zur Erzeugung einer Particular preference is given to using dialkylaminoethyl (meth) acrylate, dialkylaminomethyl (meth) acrylate and dialkylamino-1,3-propyl (meth) acrylates. To generate a
permanenten kationischen Ladung ist das Stickstoffatom der Aminogruppe bevorzugt mit einer Methyl- oder einer Ethylgruppe alkyliert. Die kationischen Monomere werden bevorzugt mit neutralen Monomeren copolymerisiert , beispielsweise permanent cationic charge, the nitrogen atom of the amino group is preferably alkylated with a methyl or an ethyl group. The cationic monomers are preferably copolymerized with neutral monomers, for example
(Meth) acrylamid oder Alkyl (meth) acrylate, wie (Meth) acrylamide or alkyl (meth) acrylates, such as
Methyl (meth) acrylat . Methyl (meth) acrylate.
Als anionische Polymere können die bereits weiter oben As anionic polymers, those already mentioned above
genannten anionischen Polymere eingesetzt werden. mentioned anionic polymers are used.
Bei der Herstellung von Papier und Pappe wird bevorzugt in der Weise vorgegangen, dass zunächst eine wässrige Fasersuspension bereitgestellt wird, welche vorzugsweise einen Fest stoffgehalt von mehr als 0,5 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform von mehr als 1 Gew.-% und gemäß einer noch weiteren In the production of paper and paperboard, the procedure is preferably such that initially an aqueous fiber suspension is provided which preferably has a solids content of more than 0.5% by weight, according to a further embodiment of more than 1% by weight. and according to yet another
Ausführungsform einen Feststoffgehalt im Bereich von 1 bis 3 Gew.-% aufweist.  Embodiment has a solids content in the range of 1 to 3 wt .-%.
Zur Fasersuspension wird bevorzugt zunächst das als weitere Komponente des Flockungssystems verwendete Polymer, bevorzugt ein kationisches Polymer, zugegeben. Die Zugabe des, To the fiber suspension, the polymer used as further component of the flocculation system, preferably a cationic polymer, is preferably added first. The addition of,
vorzugsweise kationischen, Polymers bewirkt eine Ausflockung der Fasersuspension, wobei sich relativ große und lockere Flocken bilden. Diese Suspension großer Flocken wird dann bevorzugt Scherkräften ausgesetzt, wodurch die großen Flocken zu Mikroflocken zerteilt werden, die einer weiteren Einwirkung von Scherkräften widerstehen. Nach Herstellung der Mikroflocken wird die Suspension preferably cationic polymer causes flocculation of the fiber suspension, resulting in relatively large and loose Forming flakes. This large flake suspension is then preferably subjected to shear forces, thereby splitting the large flakes into microflakes which resist further exposure to shear forces. After preparation of the microflakes, the suspension
bevorzugt keinen hohen Scherkräften mehr ausgesetzt. preferably no longer exposed to high shear forces.
Anschließend erfolgt dann die Zugabe der weiteren Komponenten des Flockungssystems , d.h. der anorganischen Mikrokomponente sowie des Koazervats. Die Zugabe der Komponenten des Flockungssystems erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sequentiell. Dabei wird vorzugsweise zuerst die anorganische Mikrokomponente und anschließend das Koazervat zur Fasersuspension gegeben. Subsequently, the addition of the further components of the flocculation system, i. the inorganic microcomponent as well as the coacervate. The addition of the components of the flocculation system is carried out sequentially according to a preferred embodiment. Preferably, first the inorganic microcomponent and then the coacervate are added to the fiber suspension.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird According to a particularly preferred embodiment
zunächst eine wässrige Fasersuspension hergestellt, welche Fasern, vorzugsweise Cellulosefasern, sowie zumindest einen Füllstoff enthält. Die Fasersuspension wird dann zunächst durch Zugabe eines Polymers, vorzugsweise eines kationischen Polymers, welches als weitere Komponente des Flockungssystems dient, ausgeflockt. Die dabei entstehenden großen Flocken werden zu Mikroflocken zerteilt, indem die ausgeflockte initially prepared an aqueous fiber suspension containing fibers, preferably cellulose fibers, and at least one filler. The fiber suspension is then flocculated first by addition of a polymer, preferably a cationic polymer, which serves as a further component of the flocculation system. The resulting large flakes are cut into microflakes by the flocculated
Fasersuspension Scherkräften ausgesetzt wird. Dies kann beispielsweise durch Mischen erfolgen. Fiber suspension is subjected to shearing forces. This can be done for example by mixing.
Zur Suspension der Mikroflocken wird dann die anorganische Mikrokomponente, vorzugsweise ein Schichtsilikat , insbesondere Bentonit, welcher insbesondere bevorzugt eine hohe For the suspension of the microflakes is then the inorganic microcomponent, preferably a layered silicate, in particular bentonite, which is particularly preferably a high
Quellbarkeit aufweist, gegeben. Dazu liegt das Schichtsilikat bzw. der Bentonit bevorzugt in der Natriumform vor, d.h. die austauschbaren Kationen des Schichtsilikats bzw. Bentonits werden durch Natriumionen gebildet. Die Menge der anorganischen Mikrokomponente, vorzugsweise die Bentonitmenge, wird dabei vorzugsweise im Bereich von 0,03 bis 0,5 Gew.-%, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 0,05 bis 0,3 Gew.-% und gemäß noch einer weiteren Swellability given. For this purpose, the phyllosilicate or bentonite is preferably present in the sodium form, ie the exchangeable cations of the phyllosilicate or bentonite are formed by sodium ions. The amount of the inorganic microcomponent, preferably the amount of bentonite, is preferably in the range of 0.03 to 0.5 wt .-%, according to another embodiment in the range of 0.05 to 0.3 wt .-% and according to yet another more
Ausführungsform im Bereich von 0,08 bis 0,2 Gew.-% gewählt. Die prozentualen Angaben beziehen sich auf das Trockengewicht der Fasersuspension. Die Zugabe der anorganischen Embodiment selected in the range of 0.08 to 0.2 wt .-%. The percentages are based on the dry weight of the fiber suspension. The addition of the inorganic
Mikrokomponente erfolgt vorzugsweise in Form einer wässrigen Suspension, welche insbesondere bevorzugt einen Microcomponent preferably takes place in the form of an aqueous suspension, which is particularly preferably a
FestStoffgehalt im Bereich von 1 bis 10 Gew.-% aufweist. Nach der Zugabe der anorganischen Mikrokomponente wird die FestStoffgehalt in the range of 1 to 10 wt .-% has. After the addition of the inorganic microcomponent, the
ausgeflockte Suspension vorzugsweise nicht mehr geschert. flocculated suspension preferably no longer sheared.
Es erfolgt dann die Zugabe des Koazervats, welches It then takes the addition of the coacervate, which
vorzugsweise in Form einer Dispiersion zugegeben wird, in welcher sich das Koazervat bereits ausgebildet hat. A nschließend wird die ausgeflockte Suspension in üblicher Weise auf ein Sieb ausgegossen, um eine Papierstruktur herzustellen. Die Papierstruktur wird dann in üblicher Weise zu einem Papier oder einer Pappe weiterverarbeitet. Dazu kann auf dem Fachmann bekannte Verfahren zurückgegriffen werden. is preferably added in the form of a Dispiersion in which the coacervate has already formed. A Finally, the flocculated suspension is poured on a sieve in the usual way to produce a paper structure. The paper structure is then processed in the usual way to a paper or a cardboard. For this purpose, methods known to the person skilled in the art can be used.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt : The invention will be explained in more detail below by means of examples and with reference to the accompanying figures. Showing:
Fig. 1: das Flockungsverhalten der Probe 13 in Abhängigkeit von der Zeit, ermittelt für verschiedene Verhältnisse polymeres Anion / polymeres Kation durch Bestimmung der Absorption bei einer Wellenlänge von 500 nm; 1 shows the flocculation behavior of the sample 13 as a function of time, determined for different ratios of polymeric anion / polymeric cation by determination of the absorption at a wavelength of 500 nm;
Fig . 2 : das Flockungsverhalten der Probe 220 in Abhängigkeit von der Zeit, ermittelt für verschiedene Verhältnisse polymeres Anion / polymeres Kation durch Bestimmung der Absorption bei einer Wellenlänge von 500 nm; Fig. 2: the flocculation behavior of the sample 220 as a function of time, determined for various ratios of polymeric anion / polymeric cation by determination the absorption at a wavelength of 500 nm;
Zugabe des Koazervats erfolgt bei 1412 s, nachdem sich die Absorption des PCC stabilisiert hat;  Addition of the coacervate occurs at 1412 s after the absorption of the PCC has stabilized;
Fig. 3 : das Flockungsverhalten der Proben 205 und 210 in FIG. 3 shows the flocculation behavior of the samples 205 and 210 in FIG
Abhängigkeit von der Zeit, ermittelt durch Bestimmung der Absorption bei einer Wellenlänge von 500 nm;  Dependence on time, determined by determination of the absorption at a wavelength of 500 nm;
Fig. 4: eine Darstellung der Flockungszeit T50 für 4: a representation of the flocculation time T 50 for
verschiedene Koazervate; die Messung wurde für verschiedene Verhältnisse polymeres Anion / polymeres different coacervates; the measurement was for different ratios of polymeric anion / polymer
Kation durchgeführt; Cation performed;
Fig. 5: eine Darstellung des Flockungsindex in Abhängigkeit der Ladung des untersuchten Koazervats; 5 shows a representation of the flocculation index as a function of the charge of the coacervate investigated;
Fig. 6: Die Ergebnisse von Entwässerungsversuchen Fig. 6: The results of dewatering experiments
Messmethoden : Measuring methods:
Bestimmung des Molekülgewichts der Polymere: Determination of the molecular weight of the polymers:
Das Molekülgewicht der Polymere wird durch The molecular weight of the polymers is through
Größenausschlusschromatographie und Vergleich mit Size exclusion chromatography and comparison with
Standardpolymeren bestimmt. Standard polymers determined.
Bestimmung der Partikelgrößenverteilung Determination of the particle size distribution
Die Partikelgrößenverteilung wird über LichtStreuung mit handelsüblichen Zetasizern (3000 HS, Zetamaster S, Malvern Instruments) nach Herstellerangaben bestimmt. The particle size distribution is determined by light scattering with commercially available Zetasizers (3000 HS, Zetamaster S, Malvern Instruments) according to the manufacturer's instructions.
Die detektierte Laserlicht Streuung genügend verdünnter The detected laser light scattering sufficiently dilute
Suspension erlaubt eine zeitliche Verteilung der Laserintensität , die mit der Teilchengröße bzw. Suspension allows a temporal distribution of Laser intensity, with the particle size or
Partikelgrößenverteilung korreliert . Particle size distribution correlates.
Bestimmung des Zetapotenzials Determination of the zeta potential
Das Zetapotenzial wird mit Hilfe der Laser Doppler Anemometrie (LDA) bestimmt. Dabei wird die elektrophoretische The zeta potential is determined by means of laser Doppler anemometry (LDA). This is the electrophoretic
Wanderungsgeschwindigkeit von Colloiden bzw. Koazervaten in Suspension gemessen. Aus dieser Colloid-Geschwindigkeit kann auf das Zetapotenzial geschlossen werden. Migration rate of colloids or coacervates measured in suspension. From this colloid speed can be concluded that the zeta potential.
Zum Einsatz kam der Zetamaster S (Malvern Instruments) und der Zetasizer 3000HS (Malvern Instruments). The Zetamaster S (Malvern Instruments) and the Zetasizer 3000HS (Malvern Instruments) were used.
Spezifische Oberfläche und Porenradienverteilung Specific surface and pore radius distribution
Die spezifische Oberfläche wurde nach dem BET-Verfahren (Ein¬ Punkt-Verfahren unter Verwendung von Stickstoff gemäß DIN 66131, Mehrpunktbestimmung) unter Verwendung eines The specific surface area was prepared by the BET method (a ¬ point method using nitrogen in accordance with DIN 66131, multiple point determination) using a
automatischen Stickstoffporosimeters (Micromeritics , Typ ASAP 2010) bestimmt. Das Porenvolumen wurde nach dem BJH-Verfahren (E. P. Barrett, L. G. Joyner, P.P. Hienda, J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373) bestimmt. Porenvolumina für bestimmte automatic nitrogen porosimeter (Micromeritics, type ASAP 2010). The pore volume was determined by the BJH method (E.P. Barrett, L.G. Joyner, P.P. Hienda, J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373). Pore volumes for certain
Porenradienbereiche wurden durch Aufsummieren inkrementeller Porenvolumina bestimmt, welche nach BJH aus der Pore radius ranges were determined by summing up incremental pore volumes, which according to BJH were determined from the
Adsorptionsisotherme bestimmt wurden. Das gesamte Poremvolumen bezieht sich auf Poren mit einem Durchmesser von 2 bis 7500 nm  Adsorption isotherms were determined. The total pore volume refers to pores with a diameter of 2 to 7500 nm
Montmorillonitgehalt montmorillonite
Bestimmung des Montmorillonitgehalts über die Determination of montmorillonite content over the
Methylenblauadsorption Methylene
Der Methylenblauwert ist ein Maß für die innere Oberfläche der Tonmaterialien . a) Herstellung einer Tetranatriumdiphosphat-Lösung The methylene blue value is a measure of the inner surface of the clay materials. a) Preparation of a tetrasodium diphosphate solution
5,41 g Tetranatriumdiphosphat werden auf 0,001 g genau in einen 1000 ml Messkolben eingewogen und unter Schütteln bis zur Eichmarke mit dest. Wasser aufgefüllt. b) Herstellung einer 0,5 %-igen Methylenblaulösung 5.41 g tetrasodium diphosphate are weighed to 0.001 g exactly in a 1000 ml volumetric flask and shaking to the mark with dist. Water filled up. b) Preparation of a 0.5% methylene blue solution
In einem 2000 ml Becherglas werden 125 g Methylenblau in ca. 1500 ml dest. Wasser gelöst. Die Lösung wird abdekantiert und auf 25 1 mit dest. Wasser aufgefüllt. In a 2000 ml beaker, 125 g of methylene blue in about 1500 ml dest. Water dissolved. The solution is decanted off and distilled to 25 l with dist. Water filled up.
0,5 g feuchter Testbentonit mit bekannter innerer Oberfläche werden in einem Erlenmeyerkolben auf 0,001 g genau 0.5 g of wet test bentonite with a known internal surface is accurate to 0.001 g in an Erlenmeyer flask
eingewogen. Es werden 50 ml Tetranatriumdiphosphatlösung zugegeben und die Mischung 5 Minuten zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden 10 ml 0,5 molare H2SO4 zugegeben und 80 bis 95 % des zu erwartenden weighed. Add 50 ml of tetrasodium diphosphate solution and heat the mixture to boiling for 5 minutes. After cooling to room temperature, 10 ml of 0.5 molar H 2 SO 4 are added and 80 to 95% of the expected
Endverbrauchs an Methylenblaulösung zugegeben. Mit dem Final consumption of methylene blue solution added. With the
Glasstab wird ein Tropfen der Suspension aufgenommen und auf ein Filterpapier gegeben. Es bildet sich ein blau-schwarzer Fleck mit einem farblosen Hof. Es wird nun in Portionen von 1 ml weitere Methylenblaulösung zugegeben und die  Glass rod is picked up a drop of the suspension and placed on a filter paper. It forms a blue-black spot with a colorless yard. It is now added in portions of 1 ml more Methylenblaulösung and the
Tüpfelprobe wiederholt. Die Zugabe erfolgt solange, bis sich der Hof leicht hellblau färbt, also die zugegebene Spotted sample repeated. The addition is done until the yard turns slightly light blue, so the added
Methylenblaumenge nicht mehr vom Testbentonit absorbiert wird . c) Prüfung von Tonmaterialien Die Prüfung des Tonmaterials wird in der gleichen Weise durchgeführt wie für den Testbentonit. Aus der verbrauchten Menge an Methylenblaulösung lässt sich die innere Oberfläche des Tonmaterials berechnen. 381 mg Methylenblau/g Ton entsprechen nach diesem Verfahren einem Gehalt von 100 % Montmorillonit . Herstellung der Methylenblaumenge is no longer absorbed by the test bentonite. c) Testing of clay materials Testing of the clay material is carried out in the same way as for the test bentonite. From the used amount of methylene blue solution, the inner surface of the clay material can be calculated. 381 mg methylene blue / g clay correspond to a content of 100% montmorillonite according to this method. Production of the
Koazervate a) Herstellung von Polymerlösungen Allgemeine Herstellungsvorschrift Koazervate a) Preparation of polymer solutions General manufacturing instructions
Herstellung von Polymerstammlösungen Preparation of polymer stock solutions
Von den in Tabelle 1 aufgeführten Polymeren wurde jeweils eine Polymerstammlösung hergestellt, in einer Konzentration von 1 g Polymer / L Lösung, gelöst in wahlweise dest. Wasser oder Salzlösung (0,2 M wässriger NaCl), eingestellt auf pH 7 mit HCl oder NaOH . Of the polymers listed in Table 1, a polymer stock solution was prepared in each case, in a concentration of 1 g of polymer / L solution, dissolved in optionally dist. Water or brine (0.2 M aqueous NaCl) adjusted to pH 7 with HCl or NaOH.
Figure imgf000036_0001
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b) Herstellung von Koazervaten b) Production of coacervates
Die Herstellung der Koazervate erfolgte durch Zusammenmischen von Stammlösungen der kationischen und anionischen Polymere in bestimmten Volumenverhältnissen in Probengläsern mit 50 ml Volumen. Die Koazervate wurden pro Polymerkombination jeweils mit drei Polymerverhältnissen hergestellt. Da nicht für alle Polymere das Molekülgewicht bekannt war, wurden die Coacervates were prepared by mixing together stock solutions of the cationic and anionic polymers in specific volume ratios in 50 ml volume sample jars. The coacervates were prepared per polymer combination, each with three polymer ratios. Since the molecular weight was not known for all polymers, the
Verhältnisse in mPK/mPA eingestellt (Volumenmenge) . Für die Herstellung von jeweils 4 ml Koazervatlösung wurden die Mengen wie in der Tabelle 2 angegeben gemischt, wobei immer die  Ratios set in mPK / mPA (volume). For the preparation of each 4 ml of coacervate solution, the amounts were mixed as indicated in Table 2, with always the
Kationen- in die überschüssige Anionenlösung gegeben wurde.  Cation- was added to the excess anion solution.
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Es wurden jeweils zwei Chargen angesetzt. Für die Herstellung der ersten Charge wurde deionisiertes Wasser verwendet. Die Herstellung der anderen Charge erfolgte unter Verwendung von 0.2 M wässriger NaCl-Lösung. There were two batches each. Deionized water was used to make the first batch. The other batch was prepared using 0.2 M aqueous NaCl solution.
Die verschlossenen 50 ml Probengläser wurden über Nacht auf einem Schüttler bewegt. Nach vollständigem Lösen wurden die Proben bei 40 °C im Ultraschall ausgegast. The sealed 50 ml test tubes were moved overnight on a shaker. After complete dissolution, the samples were outgassed at 40 ° C by ultrasound.
Für die Retention- und Drainageversuche wurden die in Tabelle 3 zusammengefassten Koazervate ausgewählt. For the retention and drainage experiments, the coacervates summarized in Table 3 were selected.
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Von den in Tabelle 3 genannten Koazervaten wurde die Of the coacervates listed in Table 3, the
Partikelgröße bzw. die Partikelgrößenverteilung mit Hilfe eines Zetasizers bestimmt. Von jeder Probe wurden 2  Particle size or the particle size distribution determined using a Zetasizer. From each sample, 2
Bestimmungen mit jeweils 3 Messungen durchgeführt. Es wurde jeweils die Messung für die Auswertung verwendet, welche den geringsten Polydispersitätsindex aufwies. In Tabelle 4 sind jeweils die Werte für die Maxima der Partikelgrößenverteilung angegeben. Die Auswertung wurde nach Volumen bestimmt, d.h. wie groß der prozentuale Anteil der gebildeten Koazervate im bestimmten Volumen ist. Determinations carried out with 3 measurements each. In each case the measurement was used for the evaluation, which had the lowest polydispersity index. Table 4 shows in each case the values for the maxima of the particle size distribution. The evaluation was determined by volume, ie the percentage of coacervates formed in the given volume.
Figure imgf000039_0001
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Stabilität der Koazervatdispersion / Trübungsauswertung Stability of coacervate dispersion / turbidity evaluation
Die in Tabelle 3 aufgeführten Proben wurden in Probengläschen verschlossen 6 Tage bei Raumtemperatur aufbewahrt. Die The samples listed in Table 3 were stored in vials sealed for 6 days at room temperature. The
Stabilität der Koazervate wurde nach Herstellung der  Stability of the coacervates was after preparation of the
Koazervate und anschließend täglich bewertet. Dabei wurde die in Tabelle 5 aufgeführte Bewertung verwendet.  Koazervate and then evaluated daily. The evaluation listed in Table 5 was used.
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Die Auswertung der Stabilitätsmessungen ist in Tabelle 6 zusammengefasst .
Figure imgf000039_0002
The evaluation of the stability measurements is summarized in Table 6.
Figure imgf000040_0001
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Bestimmung des Zetapotentials Determination of the zeta potential
Von ausgewählten Proben wurde das Zetapotential bestimmt. Die ermittelten Werte sind in Tabelle 7 zusammengefasst . Selected samples were used to determine the zeta potential. The values determined are summarized in Table 7.
Figure imgf000040_0002
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Die Zetapotentiale der Koazervate sind alle anionisch, doch treten deutliche Unterschiede auf. Da der pH-Wert der Proben eingestellt war, wurden die Proben direkt vermessen. Die Messungen an Proben, welche NaCl enthielten, dürfen nicht mit salzfreien Proben verglichen werden, da NaCl die Ladung der Koazervatpartikel stark abschirmt. Versuche zur Fällung von gefälltem Calciumcarbonat (PCC) mit Koazervaten The zeta potentials of the coacervates are all anionic, but distinct differences occur. Since the pH of the samples was adjusted, the samples were measured directly. Measurements on samples containing NaCl should not be compared to salt-free samples as NaCl strongly shields the charge of the coacervate particles. Attempts to precipitate precipitated calcium carbonate (PCC) with coacervates
Vorversuch : Absinkgeschwindigkeit Preliminary test: Decline speed
Für die Flockungsversuche wurde eine Suspension von gefälltem Calciumcarbonat (PCC) in entionisiertem Wasser hergestellt, welche eine Konzentration von 0,1 Gew.-% aufwies. Für die Flockungsversuche wurde jeweils 20 ml der Stammlösung in ein Probenglas gefüllt. Zu jedem Probenglas wurde anschließend in einem Verhältnis Koazervat /PCC von 1:2500, die in Tabelle 3 zusammengefassten Koazervate gegeben und die For the flocculation experiments, a suspension of precipitated calcium carbonate (PCC) in deionized water was prepared which had a concentration of 0.1% by weight. For the flocculation experiments, 20 ml of the stock solution were each filled into a sample jar. To each sample glass was then added, in a ratio coacervate / PCC of 1: 2500, the coacervates summarized in Table 3 and the
Absinkgeschwindigkeit des PCC in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengefasst .  Decreasing speed of the PCC determined as a function of time. The results are summarized in Table 8.
Probe 13 wies ein Ladungsverhältnis PK/PA = 0,66, Probe 205 ein Ladungsverhältnis PK/PA = 0,66, Probe 210 ein Sample 13 had a charge ratio PK / PA = 0.66, sample 205 a charge ratio PK / PA = 0.66, sample 210
Ladungsverhältnis PK/PA = 0,33 und Probe 220 ein  Charge ratio PK / PA = 0.33 and sample 220 a
Ladungsverhältnis PK/PA = 0,66 auf. Außerdem wurde eine  Charge ratio PK / PA = 0.66. In addition, one was
Nullprobe untersucht, der kein Koazervat zugegeben wurde.  Zero sample, to which no coacervate was added.
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Die Proben 13 und 220 zeigen eine schnelle sichtbare Flockung, während die Proben 205 und 210 im Absinkverhalten der
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The samples 13 and 220 show a fast visible flocculation, while the samples 205 and 210 in the Absinkverhalten the
Nullprobe (NP) entsprechen. Zero sample (NP).
Flockungsverhalten in Abhängigkeit von der Partikelladung Mit den in Tabelle 3 aufgeführten Koazervaten wurde das Flocculation behavior as a function of the particle charge With the coacervates listed in Table 3, the
Flockungsverhalten von PCC untersucht. Dazu wurden in einer Quarzküvette 2000 μΐ einer 0,05 Gew.-% Suspension von PCC in entionisiertem Wasser vorgelegt und die Küvette in die  Flocculation behavior of PCC investigated. For this purpose, 2000 μΐ of a 0.05% by weight suspension of PCC in deionized water were introduced into a quartz cuvette and the cuvette was placed in the
Messkammer eines UV-Spektrometers eingesetzt. Für die Measuring chamber of a UV spectrometer used. For the
Kinetikmessungen wurde die Absorption bei einer Wellenlänge von 500 nm gemessen. Nachdem sich die Absorption des PCC stabilisiert hatte, wurden bei t = 1412 Sekunden 4 μΐ einer Dispersion des Koazervats zugegeben. Die Dispersion wies einen Anteil von 0,01 Gew.-% Koazervat auf. Dies entspricht einem Verhältnis Koazervat / PCC von 1:2500. Die Abnahme der Kinetic measurements, the absorption was measured at a wavelength of 500 nm. After the absorption of the PCC had stabilized, 4 μΐ of a coacervate dispersion was added at t = 1412 seconds. The dispersion had a proportion of 0.01% by weight of coacervate. This corresponds to a coacervate / PCC ratio of 1: 2500. The decrease of
Absorption ist für die verschiedenen Koazervate in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.  Absorption is shown for the various coacervates in FIGS. 1 to 3.
Die Proben 13 und 220 zeigen eine kurze Flockungszeit . Bei den Proben 205 und 210 wurde nur eine schwache Flockenbildung beobachtet, welche auch darauf beruht, dass die mit den Samples 13 and 220 show a short flocculation time. For samples 205 and 210, only a slight flocculation was observed, which is also due to the fact that the with the
Koazervaten 205 und 210 gebildeten Flocken vor allem sehr klein sind. Die Ergebnisse der Flockungsexperimente sind in Tabelle 9 zusammengefasst . Coacervates 205 and 210 formed flakes are very small, especially. The results of the flocculation experiments are summarized in Table 9.
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Zur besseren Vergleichbarkeit der Experimente ist in Tabelle 9 ein Flockungsindex aufgenommen. Der Index berechnet sich
Figure imgf000044_0002
For better comparability of the experiments a flocculation index is recorded in Table 9. The index is calculated
Figure imgf000044_0002
wie folgt :
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as follows :
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In Figur 4 ist die Flockungszeit T50 für die in Tabelle 3 beschriebenen Koazervate gegenüber der Ladung des jeweiligen Koazervats aufgetragen. Die Flockungszeit T50 ist definiert als die T50-Zeit des Äquivalenzpunktes subtrahiert der Zeit bei der Zugabe des Koazervats. In Figur 5 ist für die in Tabelle 3 beschriebenen Koazervate der Flockungsindex gegenüber der Ladung aufgetragen. In FIG. 4, the flocculation time T 50 for the coacervates described in Table 3 is plotted against the charge of the respective coacervate. The flocculation time T 50 is defined as the T 50 time of the equivalence point subtracts the time of addition of the coacervate. In Figure 5, the flocculation index versus charge is plotted for the coacervates described in Table 3.
Die Probe 13 zeigt von den untersuchten Koazervaten die kürzeste Flockungszeit T50. Bei einem Ladungsverhältnis von 0,3 beträgt die Flockungszeit T50 20,6 Sekunden. Die Flockung wäre demnach nach 41,2 Sekunden abgeschlossen. Der Flockungsindex nimmt mit zunehmender Ladung geringfügig zu. Sample 13 shows the shortest flocculation time T 50 of the investigated coacervates. At a charge ratio of 0.3, the flocculation time T 50 is 20.6 seconds. The flocculation would therefore be completed after 41.2 seconds. The flocculation index increases slightly with increasing charge.
Die Probe 205 liefert mit einem Flockungsindex von 0.3, einer Flockungszeit T50 von 82.3 Sekunden, einer vollständigen Sample 205 provides a complete flocculation index of 0.3, a flocculation time T 50 of 82.3 seconds
Flockung nach 164.6 Sekunden bei einer Ladung von 0.66 ein schlechtes Flockungsverhalten. Flocculation after 164.6 seconds with a load of 0.66 a bad flocculation behavior.
Das Flockungsverhalten der Probe 210 ist mit einem The flocculation behavior of the sample 210 is with a
Flockungsindex von 0.2, einer Flockungszeit T50 von 130.6 Flocculation index of 0.2, a flocculation time T 50 of 130.6
Sekunden, was einer vollständigen Flockung nach 261.2 Sekunden entspricht bei einer Ladung von 0.33 schlechter als das der Probe 205 Seconds, which corresponds to a complete flocculation after 261.2 seconds at a load of 0.33 worse than that of the sample 205
Die Probe 220 zeigt, ähnlich der Probe 13, ein gut sichtbares Flockungsverhalten, jedoch bei deutlich erhöhter Flockungszeit . Die Flockungszeit T50 nimmt bei der Probe 220 mit zunehmendem Ladungsverhältnis ab. Der Flockungsindex verschiebt sich mit zunehmendem Ladungsverhältnis zu höheren Werten, d.h. das Flockungsverhalten verbessert sich. The sample 220 shows, similar to the sample 13, a well visible flocculation behavior, but at significantly elevated Flocculation time. The flocculation time T 50 decreases in the sample 220 with increasing charge ratio. The flocculation index shifts to higher values as the charge ratio increases, ie the flocculation behavior improves.
(Flockungsindex: 0.63; Flockungszeit T50 : 100.3 Sekunden; (Flocculation index: 0.63, flocculation time T 50 : 100.3 seconds;
vollständige Flockung: 200.6 Sekunden; Ladung: 0.5) .  complete flocculation: 200.6 seconds; Charge: 0.5).
Retentionsversuche retention tests
Herstellung der Koazervate a) Herstellung Koazervat (Probe 013K - 1 g/1) : Ladungsbereich 0.1 bis 0.8 Preparation of coacervates a) Preparation of coacervate (sample 013K-1 g / l): loading range 0.1 to 0.8
Es wurden Koazervate mit dem Polyanion „FP3230 S" und dem Polykation „FO 4290 PG2" hergestellt. Coacervates were prepared with the polyanion "FP3230 S" and the polycation "FO 4290 PG2".
Zur Untersuchung, ob die Ladung des Koazervats Einfluss auf die Flockung besitzt, wurden Koazervate in einem In order to investigate whether the charge of the coacervate has an influence on the flocculation, coacervates were used in one
Ladungsverhältnisbereich zwischen 0.1 bis 0.8 hergestellt. Die Details der Herstellung sind in Tabelle 10 zusammengefasst .  Charge ratio range between 0.1 to 0.8 made. The details of the preparation are summarized in Table 10.
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Für die Herstellung der Koazervate wurde jeweils eine Stammlösung des polymeren Anions und des polymeren Kations in einer Konzentration von 1 g/1 angesetzt. Um ein vollständiges Auflösen der Polymere zu erreichen, wurden die Stammlösungen einen Tag bei Raumtemperatur gerührt bzw. geschüttelt. Nachdem sich die Polymere vollständig gelöst hatten, erfolgte eine Einstellung mit HCl bzw. NaOH auf pH 7.0. Zur Herstellung der Koazervate mit den gewünschten Ladungsverhältnissen wurden die Stammlösungen im in Tabelle 10 angegebenen Verhältnis
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For the preparation of the coacervates in each case a stock solution of the polymeric anion and the polymeric cation in a concentration of 1 g / 1 was used. In order to achieve a complete dissolution of the polymers, the stock solutions were stirred or shaken for one day at room temperature. After the polymers had completely dissolved, it was adjusted to pH 7.0 with HCl or NaOH. To prepare the coacervates with the desired charge ratios, the stock solutions were in the ratio shown in Table 10
gemischt. Um eine vollständige Ausbildung der Koazervate zu gewährleisten, erfolgte eine Inkubation über Nacht auf dem Schüttler . b) Herstellung Koazervat (Probe 220 - 10 g/1 in 0.2 M NaCl); mixed. To ensure complete coacervate formation, incubate overnight on the shaker. b) preparation of coacervate (sample 220 - 10 g / l in 0.2 M NaCl);
Ladungsverhältnisbereich 0.2 bis 0.5  Charge ratio range 0.2 to 0.5
Es wurden in einem Ladungsverhältnisbereich von 0.2 bis 0.5 Koazervate hergestellt. Das Polyanion „Satialgine S 1600" und das Polykation „FO 4190 PG 1" wurden jeweils in 0.2 M NaCl Lösung gelöst. Jeder Ansatz wurde mit einem Volumen von 220 ml angesetzt. Die Details zur Herstellung der Koazervate sind in Tabelle 11 zusammengefasst . Coacervates were prepared in a charge ratio range of 0.2 to 0.5. The polyanion "Satialgine S 1600" and the polycation "FO 4190 PG 1" were each dissolved in 0.2 M NaCl solution. Each batch was set at a volume of 220 ml. The details of the preparation of the coacervates are summarized in Table 11.
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Die eingewogenen Polymere wurden mit einer 0.2 M NaCl Lösung auf 10 g/1 verdünnt. Um die Polymere vollständig aufzulösen, wurden die Proben für einen Tag stark gerührt /geschüttelt . The weighed polymers were diluted to 10 g / l with a 0.2 M NaCl solution. To completely dissolve the polymers, the samples were vigorously agitated / shaken for one day.
Erst nachdem die Polymere vollständig gelöst waren, erfolgte die pH-Wert Einstellung mit HCl bzw. NaOH auf pH 7.0. Die Polymerlösungen wurden im in Tabelle 11 angegeben Verhältnis gemischt, um Koazervate im gewünschten Ladungsverhältnis zu erhalten. Die Koazervatbildung erfolgt über Nacht auf dem Schüttler . c) Herstellung Koazervat (Probe 205 - 10 g/1); Only after the polymers were completely dissolved, the pH adjustment was carried out with HCl or NaOH to pH 7.0. The polymer solutions were mixed in the ratio shown in Table 11 to obtain coacervates in the desired charge ratio. The coacervation takes place overnight on the shaker. c) preparation of coacervate (sample 205 - 10 g / l);
Ladungsverhältnis: 0.66 Das Koazervat der Probe 205 wurde mit einem Ladungsverhältnis 0.66 aus dem Polyanion „AB 995 V" und dem Polykation „Alcofix hergestellt. Die Konzentration des Koazervats in der Probe betrug 10 g/1. Die Bedingungen für die Herstellung sind in Tabelle 12 zusammengefasst .
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Charge Ratio: 0.66 The coacervate of sample 205 was prepared at a charge ratio of 0.66 from the polyanion "AB 995 V" and the polycation "Alcofix." The concentration of coacervate in the sample was 10 g / 1 The conditions for the preparation are shown in Table 12 summarized .
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Die eingewogenen Polymere wurden mit entionisiertem Wasser auf 10 g/1 verdünnt. Die Proben wurden bei Raumtemperatur für einen Tag stark gerührt/geschüttelt, sodass sich die Polymere vollständig auflösten. Nach Einstellung des pH-Wertes mit HCl bzw. NaOH auf pH 7.0 wurden die beiden Polymerlösungen im in Tabelle 12 angegeben Volumenverhältnis so gemischt, dass ein Koazervat mit dem gewünschten Ladungsverhältnis von 0,66 resultierte. Die Koazervatbildung erfolgte über Nacht auf dem Schüttler . d) Herstellung Koazervat (Probe 210 - 10g/l in 0.2 M NaCl); The weighed polymers were diluted to 10 g / l with deionized water. The samples were vigorously stirred / shaken at room temperature for one day so that the polymers completely dissolved. After adjustment of the pH with HCl or NaOH to pH 7.0, the two polymer solutions were mixed in the volume ratio indicated in Table 12 so that a coacervate with the desired charge ratio of 0.66 resulted. The coacervation took place overnight on the shaker. d) preparation of coacervate (sample 210-10g / l in 0.2 M NaCl);
Ladungsverhältnis: 0.33  Charge ratio: 0.33
Das Koazervat der Probe 210 wurde mit einer Konzentration von 10 g/1 mit 0.2 M NaCl aus dem Polyanion „Sokalan CP 45" und dem Polykation „Alcofix" mit einem Ladungsverhältnis von 0.33 hergestellt. Die eingesetzten Mengen sind in Tabelle 13 zusammengefasst . The coacervate of sample 210 was prepared at a concentration of 10 g / l with 0.2 M NaCl from the polyanion "Sokalan CP 45" and the polycation "Alcofix" at a loading ratio of 0.33. The amounts used are summarized in Table 13.
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Die eingewogenen Polymere wurden mit einer 0.2 M NaCl Lösung auf 10 g/1 verdünnt und für einen Tag stark gerührt/geschüttelt, um die vollständige Auflösung zu garantieren . The weighed polymers were diluted to 10 g / l with a 0.2 M NaCl solution and made strong for one day stirred / shaken to ensure complete dissolution.
Anschließend wurden die Proben mit HCl bzw. NaOH auf pH 7.0 eingestellt und zur Herstellung der Koazervate im gewünschten Ladungsverhältnis von 0,33 in dem in Tabelle 13 angegebenen Verhältnisse gemischt. Die vollständige Koazervatbildung erfolgte über Nacht auf dem Schüttler. The samples were then adjusted to pH 7.0 with HCl or NaOH and mixed to give the coacervates in the desired charge ratio of 0.33 in the ratios given in Table 13. Complete coacervation was on the shaker overnight.
Retentions- und Drainageversuche Retention and drainage tests
Der Begriff "Gesamtretention" gibt das Verhältnis der zur Herstellung von Papier, Pappe, Karton, papierhaltigen The term "total retention" indicates the ratio of that used to make paper, cardboard, paperboard, paper-containing paper
Verbundwerkstoffen eingesetzten trockenen Stoffmenge zu der im fertigen Papier, Pappe, Karton, papierhaltigen  Composite used dry amount of material to that in the finished paper, cardboard, cardboard, paper-containing
Verbundwerkstoffen verbliebenen Stoffmenge an, während der Begriff "Füllstoffretention" das Verhältnis von While the term "filler retention" refers to the ratio of
Füllstoffanteil der zur Herstellung von Papier, Pappe, Karton, papierhaltigen Verbundwerkstoffen eingesetzten trockenen Filler content of the used for the production of paper, cardboard, cardboard, paper-containing composites dry
Stoffmenge zu dem Füllstoffanteil des(r) fertigen Papiers, Pappe, Kartons, papierhaltigen Verbundwerkstoffs angibt. Indicates the amount of substance to the filler content of the finished paper, cardboard, cardboard, paper-containing composite material.
Der Begriff "Füllstoffe" umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung in dem Papier vorliegende Komponenten, die bei 25°C als Feststoffe vorliegen, bei denen es sich nicht um The term "fillers" in the context of the present invention in the paper present components which are present at 25 ° C as solids, which are not
Papiermaterialfasern, insbesondere nicht um Zellstofffasern handelt . Paper material fibers, in particular not pulp fibers.
Bestimmung von Retention und Drainage Durchführung der Retentions- und Drainageversuche Determination of retention and drainage Carrying out the retention and drainage tests
Die Retentions- & Drainage-Versuche wurden an einem Gerät DRF 04, der Fa. BTG Instruments AB durchgeführt. Dabei wurde ein Zellstoff, der Sorte 910 BIO TOP 3, von der Firma Mondi Austria verwendet. The retention and drainage experiments were carried out on a device DRF 04, the company BTG Instruments AB. It was a pulp, grade 910 BIO TOP 3, used by Mondi Austria.
An dem Gerät wurden folgende Rührprofile bzw. Einstellungen gewählt : The following stirring profiles or settings were selected on the device:
Für die Retention: For retention:
ZellstoffSuspension : 0,96 Gew.-% an Zellstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der ZellstoffSuspension . Pulp suspension: 0.96% by weight of pulp, based on the total weight of the pulp suspension.
Polymer: Percol® 178 (Ciba AG), 0,1 Gew.-% an Polymer, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerlösung; frisch hergestellte Lösung . Polymer: Percol ® 178 (Ciba AG), 0.1 wt .-% of polymer, based on the total weight of the polymer solution; freshly prepared solution.
Koazervat: 0,1 Gew.-% an Koazervat, entsprechend 50 g/ t Coacervate: 0.1% by weight of coacervate, corresponding to 50 g / t
Zellstoff cellulose
Rührprofil: Während 3 s (Sekunden) bei 750 Upm (Umdrehungen pro Minute) Rühren und Polymerzugabe, dann während 15 s bei 1400 Upm Rühren, anschließend während 3 s bei 750 Upm Rühren und Bentonit- sowie Koazervat zugäbe und weiter während 7 s bei 1200 Upm Rühren, anschließend während 1 s bei 400 Upm Stirring profile: Stir and add polymer at 750 rpm (revolutions per minute) for 3 seconds (seconds), then stir at 1400 rpm for 15 seconds, then stir and add bentonite and coacervate for 3 seconds at 750 rpm, and continue for 1200 minutes at 7000 rpm Stir, then at 400 rpm for 1 s
Erfassung der Retention nach Ausgießen auf ein Sieb 24 mesh. Recording the retention after pouring onto a sieve 24 mesh.
Das Gerät berechnet direkt die Total- und Füllstoffretention . The device calculates the total and filler retention directly.
Für die Drainage: For drainage:
ZellstoffSuspension : 0,95 Gew.-% an Zellstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der ZellstoffSuspension . Pulp suspension: 0.95% by weight of pulp, based on the total weight of the pulp suspension.
Polymer: Percol® 178, (Ciba® AG), 0,1 Gew.-% an Polymer, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerlösung entsprechend 100 g pro Tonne Zellstoff; frisch hergestellte Lösung. Koazervat: 0,1 Gew.-% an Koazervat, entsprechend 50 g/ t Polymer: Percol ® 178 (Ciba ® AG), 0.1 wt .-% of polymer, based on the total weight of polymer solution corresponding to 100 g per tonne of pulp; freshly prepared solution. Coacervate: 0.1% by weight of coacervate, corresponding to 50 g / t
Zellstoff cellulose
Rührprofil: während 3s bei 750 Upm und Polymerzugabe, dann während 15s bei 1000 Upm Rühren, anschließend während 3s bei 750 Upm Bentonit- und Koazervat zugäbe und weiter während 7s bei 1200 Upm Rühren, anschließend Erfassung der Drainagedurch Ausgießen auf ein Netz 60 mesh. Stirring profile: during 3s at 750 rpm and polymer addition, then stirring for 15s at 1000 rpm, then adding bentonite and coacervate for 3s at 750 rpm and stirring at 1200 rpm for 7 sec, then collecting the drainage by pouring onto a 60 mesh net.
Das Gerät berechnet direkt die Drainage nach voreingestellter Zeit, d. h. nach 5s, 10s und 30s. The device calculates directly the drainage after pre-set time, d. H. after 5s, 10s and 30s.
Eingesetzte Materialien Used materials
Zellstoff cellulose
Es wurde ein Holzfreier Zellstoff (Mondi, Österreich) It became a wood-free pulp (Mondi, Austria)
eingesetzt . used.
Bentonit bentonite
Als Bentonit wurde ein mit Soda aktivierter Bentonit (Opazil AOG, Süd-Chemie AG) eingesetzt. The bentonite used was soda-activated bentonite (Opazil AOG, Süd-Chemie AG).
Kationische Polymere Cationic polymers
Es wurden kationisch geladene Polyacrylamide (PAM) der Ciba® AG eingesetzt. Dabei wurden die Polyacrylamide aus der Percol Familie, insbesondere Percol® 178, eingesetzt. Cationically charged polyacrylamides (PAM) from Ciba® AG were used. The polyacrylamides from the Percol family were particularly Percol ® 178, used.
Koazervat coacervate
Es wurde das Koazervat der Probe 13 mit einem It became the coacervate of sample 13 with a
Ladungsverhältnis von 0,2 eingesetzt. Als Vergleich wurde die Retention und Drainage analog auch für das Telioform System sowie für ein Zweikomponentensystem bestimmt. Beim Telioform System wurde 100 g/t Zellstoff Charge ratio of 0.2 used. As a comparison, the retention and drainage was determined analogously also for the Telioform system as well as for a two-component system. The Telioform system was 100 g / t pulp
Telioform zugegeben. Beim Zwei-Komponenten System wurde nur das kationische Polymer sowie Bentonit verwendet.  Telioform added. The two-component system used only the cationic polymer and bentonite.
Die Ergebnisse der Retentionsversuche sind in Tabelle 14, die Ergebnisse der Drainageversuche sind in Tabelle 15 The results of the retention experiments are in Table 14, the results of the drainage tests are in Table 15
zusammengefasst .  summarized .
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier oder Pappe, wobei eine wässrige Fasersuspension hergestellt wird, welche Fasern sowie zumindest einen Füllstoff enthält, und die Fasersuspension mit einem Flockungssystem ausgeflockt wird, welches als Komponenten zumindest eine anorganische Mikrokomponente und ein Koazervat umfasst, welches aus zumindest einem kationischen Polymer und einem anionischen Polymer gebildet ist, und die ausgeflockte Fasersuspension zu einem gefüllten Papier oder einer gefüllten Pappe verarbeitet wird. 1. A process for the preparation of filled paper or paperboard, wherein an aqueous fiber suspension is prepared containing fibers and at least one filler, and the fiber suspension is flocculated with a flocculation system which comprises as components at least one inorganic microcomponent and a coacervate, which at least one cationic polymer and an anionic polymer is formed, and the flocculated fiber suspension is processed into a filled paper or a filled paperboard.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Koazervat eine 2. The method of claim 1, wherein the coacervate is a
Überschussladung aufweist.  Has excess charge.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das anionische und das kationische Polymer in einem Ladungsverhältnis im 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the anionic and the cationic polymer in a charge ratio in
Bereich von 0,1 bis 0,95 in dem Koazervat enthalten sind.  Range from 0.1 to 0.95 are contained in the coacervate.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zunächst eine wässrige Dispersion des Koazervats 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein first an aqueous dispersion of the coacervate
hergestellt wird und die wässrige Dispersion des Koazervats anschließend zur wässrigen Fasersuspension gegeben wird.  is prepared and the aqueous dispersion of coacervate is then added to the aqueous fiber suspension.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Dispersion des 5. The method according to claim 4, wherein the dispersion of the
Koazervats einen Gehalt an Koazervat im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-% aufweist.  Coacervate has a content of coacervate in the range of 0.1 to 15 wt .-%.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die 6. The method according to any one of claims 4 or 5, wherein the
Dispersion des Koazervats einen Elektrolyt enthält.  Coacervate dispersion contains an electrolyte.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der im Koazervat enthaltenen zumindest einen kationischen und zumindest anionischen Polymere eine lineare Struktur aufweist. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the at least contained in the coacervate a cationic and at least anionic polymers have a linear structure.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Koazervat bildende zumindest eine kationische Polymer und/oder das zumindest eine anionische Polymer ein 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the coacervate forming at least one cationic polymer and / or the at least one anionic polymer
Molekülgewicht von mehr als 50.000 g/mol aufweist.  Molecular weight of more than 50,000 g / mol.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kationische Polymer kationische Monomereinheiten umfasst und der Anteil der kationischen Monomereinheiten an der Gesamtheit der das kationische Polymer bildenden A process according to any one of the preceding claims wherein the cationic polymer comprises cationic monomer units and the proportion of cationic monomer units in the entirety of the cationic polymer forming
Monomereinheiten zumindest 1 Mol-% beträgt.  Monomer units is at least 1 mol%.
1 0. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kationische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe von Polyacrylamiden, Polyethyleniminen, Polyvinylaminen, 1 0. The method according to any one of the preceding claims, wherein the cationic polymer is selected from the group of polyacrylamides, polyethyleneimines, polyvinylamines,
Polyethylenglykolen, Poly-DADMAC, sowie nativen Polymeren, insbesondere kationische Stärke und Chitosan.  Polyethylene glycols, poly-DADMAC, as well as native polymers, especially cationic starch and chitosan.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das anionische Polymer anionische Monomereinheiten umfasst und der Anteil der anionischen Monomereinheiten der 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the anionic polymer comprises anionic monomer units and the proportion of the anionic monomer units of
Gesamtheit der das anionische Polymer bildenden  Entity of the anionic polymer forming
Monomereinheiten zumindest 1 Mol-% beträgt.  Monomer units is at least 1 mol%.
1 2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das anionische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe von Polyacrylaten, Polyacrylamiden, sowie Copolymeren von 1 2. The method according to any one of the preceding claims, wherein the anionic polymer is selected from the group of polyacrylates, polyacrylamides, and copolymers of
Acrylaten und Acrylamiden, anionischer Stärke,  Acrylates and acrylamides, anionic starch,
Cellulosederivaten, wie Carboxymethyl-, -ethyl-, - propylcellulose, Celluloseethern, Alginaten und  Cellulosederivaten, such as carboxymethyl, -ethyl, -propylcellulose, cellulose ethers, alginates and
Carragenanen, Polysulfonaten, Polyphosphaten . Carragenans, polysulfonates, polyphosphates.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Calciumcarbonat, 13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the filler is selected from calcium carbonate,
Titandioxid, Talk, Kaolin, Kieselgur, Magnesiumcarbonat , Bariumsulfat, Zinksulfid und Calciumsilikaten .  Titanium dioxide, talc, kaolin, diatomaceous earth, magnesium carbonate, barium sulfate, zinc sulfide and calcium silicates.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flockungssystem zumindest eine weitere 14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the flocculation system at least one further
Flockungskomponente enthält, ausgewählt aus zumindest einem weiteren anionischen Polymer und zumindest einem weiteren kationischen Polymer.  Flocculating component selected from at least one further anionic polymer and at least one further cationic polymer.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zugabe der Komponenten des Flockungssystems sequentiell erfolgt . 15. The method according to any one of the preceding claims, wherein the addition of the components of the flocculation system is carried out sequentially.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Fasersuspension nach Zugabe zumindest einer Komponente des Flockungssystems geschert wird. 16. The method of claim 15, wherein the fiber suspension is sheared after addition of at least one component of the flocculation system.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei das Koazervat als letzte Komponente des Flockungssystems zur Fasersuspension gegeben wird und die Fasersuspension nach der Zugabe des Koazervats nicht mehr geschert wird. 17. The method according to any one of claims 15 or 16, wherein the coacervate is added as the last component of the flocculation system to the fiber suspension and the fiber suspension is no longer sheared after the addition of the coacervate.
PCT/EP2013/063050 2012-06-25 2013-06-21 Process for producing filled paper and card using coacervates WO2014001222A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103964554A (en) * 2014-04-18 2014-08-06 同济大学 Polymeric titanium sulfate-PDMDAAC (poly dimethyl diallyl ammonium chloride) composite coagulant as well as preparation and application methods thereof
WO2015023533A1 (en) 2013-08-12 2015-02-19 Waters Technologies Corporation Mobile phase controller for supercritical fluid chromatography systems

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7131832B2 (en) 2016-08-24 2022-09-06 オルガノクリック アーベー Bio-based polyelectrolyte complex compositions containing water-insoluble particles
SE1651136A1 (en) 2016-08-24 2018-02-25 Organoclick Ab Bio-based pec compositions as binders for fiber based materials, textiles, woven and nonwoven materials

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1184807A (en) * 1966-04-29 1970-03-18 American Cyanamid Co Manufacture of improved Dry Strength Paper
US4643801A (en) * 1986-02-24 1987-02-17 Nalco Chemical Company Papermaking aid
US4750974A (en) * 1986-02-24 1988-06-14 Nalco Chemical Company Papermaking aid
EP0235893B1 (en) 1986-01-29 1990-05-09 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Production of paper and paperboard
WO1991018148A1 (en) * 1990-05-12 1991-11-28 Röhm Gmbh Method of treating an aqueous suspension of a pigment, and a paper-manufacturing process
WO1995028520A1 (en) * 1994-04-18 1995-10-26 E.I. Du Pont De Nemours And Company Improved paper formation
US6315824B1 (en) * 1996-02-02 2001-11-13 Rodrigue V. Lauzon Coacervate stabilizer system
WO2002033171A1 (en) 2000-10-16 2002-04-25 Ciba Speciality Chemicals Water Treatments Limited Manufacture of paper and paperboard
WO2004015200A1 (en) * 2002-08-07 2004-02-19 Basf Aktiengesellschaft Method for the production of paper, paperboard, and cardboard
US20040118540A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Kimberly-Clark Worlwide, Inc. Bicomponent strengtheninig system for paper
WO2006027242A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Basf Aktiengesellschaft Method for the production of paper, paperboard and cardboard
DE102008000811A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Basf Se Preparing paper, paperboard and cardboard, comprises shearing the paper material, adding ultrasound treated microparticle system and fine-particle inorganic component to the paper material and dewatering the paper material to form sheets

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE234513C (en) *
ATE62720T1 (en) * 1986-02-24 1991-05-15 Nalco Chemical Co BINDERS FOR USE IN PAPER MAKING.

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1184807A (en) * 1966-04-29 1970-03-18 American Cyanamid Co Manufacture of improved Dry Strength Paper
EP0235893B1 (en) 1986-01-29 1990-05-09 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Production of paper and paperboard
US4643801A (en) * 1986-02-24 1987-02-17 Nalco Chemical Company Papermaking aid
US4750974A (en) * 1986-02-24 1988-06-14 Nalco Chemical Company Papermaking aid
WO1991018148A1 (en) * 1990-05-12 1991-11-28 Röhm Gmbh Method of treating an aqueous suspension of a pigment, and a paper-manufacturing process
WO1995028520A1 (en) * 1994-04-18 1995-10-26 E.I. Du Pont De Nemours And Company Improved paper formation
US6315824B1 (en) * 1996-02-02 2001-11-13 Rodrigue V. Lauzon Coacervate stabilizer system
WO2002033171A1 (en) 2000-10-16 2002-04-25 Ciba Speciality Chemicals Water Treatments Limited Manufacture of paper and paperboard
WO2004015200A1 (en) * 2002-08-07 2004-02-19 Basf Aktiengesellschaft Method for the production of paper, paperboard, and cardboard
US20040118540A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Kimberly-Clark Worlwide, Inc. Bicomponent strengtheninig system for paper
WO2006027242A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Basf Aktiengesellschaft Method for the production of paper, paperboard and cardboard
DE102008000811A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Basf Se Preparing paper, paperboard and cardboard, comprises shearing the paper material, adding ultrasound treated microparticle system and fine-particle inorganic component to the paper material and dewatering the paper material to form sheets

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. P. BARRETT; L. G. JOYNER; P.P. HIENDA, J. AM. CHEM. SOC., vol. 73, 1951, pages 373

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015023533A1 (en) 2013-08-12 2015-02-19 Waters Technologies Corporation Mobile phase controller for supercritical fluid chromatography systems
CN103964554A (en) * 2014-04-18 2014-08-06 同济大学 Polymeric titanium sulfate-PDMDAAC (poly dimethyl diallyl ammonium chloride) composite coagulant as well as preparation and application methods thereof
CN103964554B (en) * 2014-04-18 2015-10-21 同济大学 Polyaluminum sulfate titanium-polydimethyldiallylachloride chloride composite coagulant and preparation and application method thereof

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