DE10340486A1 - Process for applying a starchy coating medium to a fibrous web - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines stärkehaltigen Auftragsmediums (3, 7) auf eine Faserstoffbahn (4, 8) in der Pressenpartie (1) und/oder in der Siebpartie (5) einer Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das stärkehaltige Auftragsmedium (3, 7) bei einer gegebenen Stärkekonzentration eine verbesserte Penetration in die Faserstoffbahn (4, 8) aufweist.The invention relates to a method for applying a starch-containing application medium (3, 7) on a fibrous web (4, 8) in the press section (1) and / or in the wire section (5) of a machine for producing a paper, board or tissue web , DOLLAR A The invention is characterized in that the starch-containing application medium (3, 7) at a given starch concentration has an improved penetration into the fibrous web (4, 8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines stärkehaltigen Auftragsmediums auf eine Faserstoffbahn in der Pressen- und/oder in der Siebpartie einer Maschine zur Herstellung von Papier, Karton oder Tissue.The The invention relates to a method for applying a starchy Application medium on a fibrous web in the press and / or in the wire section of a machine for the production of paper, cardboard or tissue.
Nach dem Stand der Technik werden bei der Papier-, Karton-, oder Tissueherstellung stärkehaltige Auftragsmedien in der Sieb- und/oder in der Pressenpartie einer Papiermaschine auf Faserstoffbahnen aufgebracht, wodurch Eigenschaften der Faserstoffbahn, wie beispielsweise die Festigkeit, die Wasseraufnahme und die Bedruckbarkeit beeinflusst werden.To The prior art is used in paper, board or tissue production starchy Application media in the wire and / or in the press section of a Paper machine applied to fibrous webs, creating properties the fibrous web, such as the strength, the water absorption and the printability are affected.
Die Auftragsmedien, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verwendet werden, enthalten hierbei native oder modifizierte Stärken. Bei der Verwendung von Auftragsmedien mit nativer oder modifizierter Stärke sind bezüglich der Menge des Auftragsmediums, die auf eine Faserstoffbahn aufbringbar ist, bezüglich des Eindringens des Auftragsmediums in die Faserstoffbahn sowie bezüglich der Dosierung der dem Auftragsmedium zugesetzten Stärke Grenzen gesetzt. Dies hat zur Folge, dass auch die Eigenschaften der Faserstoffbahn nur innerhalb dieser Grenzen beeinflusst werden können.The Application media, which are known from the prior art Methods used herein include native or modified starches. at the use of job media with native or modified Strength are regarding the Quantity of application medium that can be applied to a fibrous web is, re the penetration of the application medium in the fibrous web and with respect to the Dosage of the application medium added strength limits set. this has As a result, the properties of the fibrous web are only within these limits can be influenced.
Nach dem Stand der Technik werden in der Pressenpartie modifizierte Stärken eingesetzt. Die Aufbringung des stärkehaltigen Auftragsmediums auf die Faserstoffbahn erfolgt über eine Spritzeinrichtung (Spritzrohr, Sprührohr). Um einen maximalen Festigkeitsanstieg zu erreichen, ist man bestrebt, eine möglichst große Menge an Stärke auf die Faserstoffbahn aufzubringen.To The prior art uses modified starches in the press section. The application of starchy Application medium on the fibrous web via an injection device (spray tube, Lance). In order to achieve a maximum increase in strength, one endeavors one possible size Amount of strength to apply to the fibrous web.
Das kann prinzipiell dadurch erreicht werden, indem bei einer gegebenen Konzentration der Stärke im Auftragsmedium die Menge des Auftragsmediums, die auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird, erhöht wird. Die Menge des stärkehaltigen Auftragsmediums, die auf die Faserstoffbahn aufgebracht werden kann, ist dadurch limitiert, dass der Trockengehalt der Faserstoffbahn bei hohen Mengen an aufgebrachtem Auftragsmedium zu stark abfällt, was zu einer Verringerung der Reißfestigkeit der Faserstoffbahn und zu deren Abriss führen kann. Darüber hinaus wird die Energie zum Trocknen einer Faserstoffbahn stark von der Menge des aufgebrachten Auftragsmediums beeinflusst.The can in principle be achieved by, for a given Concentration of strength in the application medium, the amount of application medium on the fibrous web is applied, increased becomes. The amount of starchy Application medium that can be applied to the fibrous web, is limited by the fact that the dry content of the fibrous web at high amounts of applied application medium drops too much, which to a reduction in tear strength the fibrous web and lead to their demolition. Furthermore The energy for drying a fibrous web is greatly reduced by the Amount of applied application medium influenced.
Eine weitere Möglichkeit, die Menge der Stärke, die auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird, zu maximieren, ist, die Konzentration der Stärke im Auftragsmedium zu erhöhen. Die Konzentration der Stärke im Auftragsmedium ist begrenzt, weil mit zunehmender Konzentration der Stärke im Auftragsmedium die Viskosität des Auftragsmediums zunimmt (typische Werte sind 20 bis 25 mPa·s bei einer Konzentration von 8% und 40 bis 50 mPa·s bei einer Konzentration von 11% der modifizierten Stärke im Auftragsmedium). Das führt bei hohen Konzentrationen der Stärke im Auftragsmedium zu Problemen beim Aufbringen des Auftragsmediums durch Sprühen und zu einem schlechteren Eindringen (Penetration) des Auftragsmediums in die Faserstoffbahn. Ein gutes Eindringen des Auftragsmediums in die Faserstoffbahn ist jedoch Voraussetzung für die gewünschte Zunahme der Festigkeiten der Faserstoffbahn.A another possibility the amount of strength, which is applied to the fibrous web to maximize, is the concentration of strength increase in the order medium. The concentration of strength in the order medium is limited because with increasing concentration the strength in the application medium, the viscosity of the application medium increases (typical values are 20 to 25 mPa · s) a concentration of 8% and 40 to 50 mPa · s at one concentration of 11% of the modified starch in the order medium). Leading at high concentrations of starch in the application medium to problems in applying the application medium by spraying and a worse penetration of the application medium in the fibrous web. A good penetration of the application medium However, in the fibrous web is a prerequisite for the desired increase in strength the fibrous web.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Auftragsmedium mit modifizierter Stärke klebrig ist und somit leicht zur Bildung von unerwünschten Ablagerungen führen kann.One Another disadvantage is that the application medium with modified Strength is sticky and thus easy to form unwanted Lead to deposits can.
Nach dem Stand der Technik wird in der Siebpartie native Stärke eingesetzt. Die Aufbringung des stärkehaltigen Auftragsmediums auf die Faserstoffbahn erfolgt über eine Spritzeinrichtung (Spritzrohr, Sprührohr). Um einen maximalen Festigkeitsanstieg zu erreichen, ist man bestrebt, eine möglichst große Menge an Stärke auf die Faserstoffbahn aufzubringen. In der Siebpartie spielt die Konzentration der Stärke im Auftragsmedium keine Rolle, sondern einzig und allein die aufgebrachte Stärkemenge. Die Menge der Stärke ist dadurch begrenzt (zirka 1,5% bezogen auf die gesamte Produktion), dass bei zu hohen Stärkemengen keine vollständige Verkleisterung der Stärke in der Trockenpartie stattfindet. Die Verkleisterung ist jedoch Voraussetzung für einen Festigkeitsanstieg.To The prior art uses native starch in the wire section. The application of starchy Application medium on the fibrous web via an injection device (Spray tube, spray tube). In order to achieve a maximum increase in strength, one endeavors the largest possible amount in strength to apply to the fibrous web. In the wire section plays the Concentration of strength in the order medium no role, but only the applied Amount of starch. The amount of strength is therefore limited (about 1.5% of total production), that with too high amounts of starch not complete Gelatinization of starch takes place in the dryer section. The gelatinization is however requirement for a strength increase.
Ein prinzipieller Nachteil des Einsatzes von nativer Stärke in der Siebpartie besteht in der schlechten Penetration der Stärke in die Faserstoffbahn, weil die native Stärke in Form von Partikeln vorliegt (Kartoffelstärke: 80% der Körner zwischen 7 und 70 Mikrometer, Maisstärke: 90% der Körner zwischen 5 und 40 Mikrometer). Durch den Filtrationseffekt der Faserstoffbahn bleiben die Stärkepartikel an der Oberfläche der Faserstoffbahn, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Stärke über die Dicke der Faserstoffbahn führt. Die ungleichmäßige Verteilung der Stärke über die Dicke der Faserstoffbahn wirkt sich nachteilig auf viele Festigkeitseigenschaften aus.One principal disadvantage of the use of native starch in the Sieve section consists in the poor penetration of the strength into the Fibrous web, because the native starch is in the form of particles (Potato starch: 80% of the grains between 7 and 70 microns, corn starch: 90% of the grains between 5 and 40 microns). Due to the filtration effect of the fibrous web stay the starch particles on the surface the fibrous web, resulting in an uneven distribution of the starch over the Thickness of the fibrous web leads. The uneven distribution the strength over the Thickness of the fibrous web adversely affects many strength properties out.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Nachteilen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Aufbringen eines stärkehaltigen Auftragsmediums vorzuschlagen, durch das es möglich ist, in weiterem Rahmen als bisher auf die Eigenschaften, insbesondere die Festigkeits eigenschaften, einer Faserstoffbahn einzuwirken.Based on the known from the prior art disadvantages, the object of the present invention is to propose a method for applying a starch-containing application medium, by which it is possible in further Frame as previously on the properties, in particular the strength properties, a fibrous web act.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.Is solved this object by a method having the features of the claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.
Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird ein stärkehaltiges Auftragsmedium auf eine Faserstoffbahn in der Pressenpartie und/oder in der Siebpartie einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung von Papier-, Karton-, oder Tissue aufgebracht.at the method known from the prior art is a starchy Application medium on a fibrous web in the press section and / or in the wire section of a machine for manufacturing or finishing of paper, cardboard or tissue.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist darüber hinaus vorgesehen, dass das verwendete stärkehaltige Auftragsmedium bei einer gegebenen Stärkekonzentration eine verbesserte Penetration in die Faserstoffbahn aufweist, als ein stärkehaltiges Auftragsmedium mit nativer oder modifizierter Stärke. Eine hohe Penetration des stärkehaltigen Auftragsmediums in die Faserstoffbahn ist Voraussetzung für die Erhöhung der Festigkeiten der Faserstoffbahn.At the inventive method is about it also provided that the starchy application medium used in a given concentration of starch has an improved penetration into the fibrous web than a starchy Application medium with native or modified thickness. A high penetration of starchy Application medium in the fibrous web is a prerequisite for increasing the Strengths of the fibrous web.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind für die Aufbringung der Stärke in der Pressenpartie Auftragsmedien vorgesehen, die eine niedrigere Viskosität besitzen als die nach dem Stand der Technik üblichen stärkehaltigen Auftragsmedien mit modifizierter Stärke. Bei den vorgeschlagenen stärkehaltigen Auftragsmedien handelt es sich im Wesentlichen um Suspensionen. Im Vergleich mit herkömmlichen stärkehaltigen Auftragsmedien mit modifizierter Stärke besitzen diese bis zu hohen Konzentrationen (zum Beispiel 30%) eine sehr niedrige Viskosität (typischer Wert < 30 mPa·s).At the inventive method are for the Application of strength in the press section order media provided, which has a lower viscosity possess than the usual state of the art starch-containing application media with modified strength. In the proposed starchy Order media are essentially suspensions. Compared with conventional starchy Modified starch media have these up to high Concentrations (for example 30%) a very low viscosity (typical value <30 mPa · s).
Daraus ergeben sich einige Vorteile. Wegen der niedrigeren Viskosität des stärkehaltigen Auftragsmediums sind höhere Konzentrationen verarbeitbar als mit herkömmlichen Auftragsmedien mit modifizierter Stärke.from that There are some advantages. Because of the lower viscosity of the starchy Order medium are higher Concentrations processable as modified with conventional application media Strength.
Durch den Einsatz eines Auftragsmediums mit einer höheren Stärkekonzentration wird der Trockengehalt der Faserstoffbahn beim Aufbringen einer bestimmten Stärkemenge auf die Faserstoffbahn weniger reduziert als bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren unter Verwendung eines stärkehaltigen Auftragsmediums mit modifizierter Stärke. Das führt zu Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich Reißfestigkeit der Faserstoffbahn und der für die Trocknung notwendigen Energie Die niedrigere Viskosität des stärkehaltigen Auftragsmediums führt außerdem zu Vorteilen hinsichtlich Aufbringung des Auftragsmediums auf die Faserstoffbahn durch Sprühen und Penetration des Auftragsmediums in die Faserstoffbahn, was sich wiederum günstig auf die Festigkeitseigenschaften auswirkt.By the use of a coating medium with a higher starch concentration becomes the dry content the fibrous web when applying a certain amount of starch reduced to the fibrous web less than one from the state known in the art using a starchy Application medium with modified thickness. This leads to advantages of the method according to the invention in terms of tear strength the fibrous web and the for the drying necessary energy The lower viscosity of the starchy coating medium also leads to Advantages with regard to application of the application medium to the fibrous web by spraying and penetration of the application medium into the fibrous web, which in turn Cheap affects the strength properties.
Wegen der geringeren Klebrigkeit der vorgeschlagenen stärkehaltigen Auftragsmedien sind außerdem geringere Probleme mit Ablagerungen zu erwarten.Because of the lower stickiness of the proposed starchy Order media are as well lower problems with deposits expected.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind für die Aufbringung der Stärke in der Siebpartie Auftragsmedien vorgesehen, die in die Faserstoffbahn besser eindringen als die nach dem Stand der Technik üblichen stärkehaltigen Auftragsmedien mit nativer Stärke. Es gibt verschiedene Gründe für die bessere Penetration des stärkehaltigen Auftragsmediums in die Faserstoffbahn. Fragmentierte und gemahlene Stärken dringen aufgrund der kleineren Partikel leichter in die Faserstoffbahn ein (90% < 20 Mikrometer). Die Partikel der partikulär verkleisterten Stärken sind sogar größer als native Stärkekörner (typisch ist ein 20 bis 100% größerer Durchmesser). Die bessere Penetration ist hier aufgrund der veränderten Ober fläche zu erklären. Durch die bessere Penetration ergeben sich Vorteile hinsichtlich der zu erreichenden Festigkeiten der Faserstoffbahn.At the inventive method are for the Application of strength provided in the wire section application media, which better in the fibrous web penetrate as the usual in the art starch-containing coating media with native strength. There are several reasons for the better penetration of the starchy Application medium in the fibrous web. Fragmented and ground Strengthen penetrate into the fibrous web more easily due to the smaller particles one (90% <20 microns). The particles of the particulate gelatinized starches are even bigger than native starch granules (typical is a 20 to 100% larger diameter). The better penetration can be explained here because of the changed surface. By the better penetration results in advantages in terms of reaching strengths of the fibrous web.
Außerdem ist zu erwarten, dass mit diesen stärkehaltigen Auftragsmedien höhere Dosierungen als mit den üblichen stärkehaltigen Auftragsmedien mit nativer Stärke möglich sind, weil die Stärke dieser Auftragsmedien durch die vorangehenden Verarbeitungsschritte leichter verkleistert als native Stärke.Besides that is to expect that with these starchy Order media higher Dosages than with the usual starchy Order media with native strength possible are because the strength of these order media through the preceding processing steps easier gelatinized than native starch.
Die nachfolgend beschriebenen stärkehaltigen Auftragsmedien besitzen erstens eine geringere Viskosität im Vergleich zu stärkehaltigen Auftragsmedien mit modifizierter Stärke (entscheidend für die Aufbringung in der Pressenpartie) und zweitens eine bessere Penetration in die Faserstoffbahn im Vergleich zu stärkehaltigen Auftragsmedien mit nativer Stärke (entscheidend für die Aufbringung in der Siebpartie).The hereinafter described starchy Firstly, application media have a lower viscosity in comparison too starchy Modified starch application media (critical to application in the press section) and secondly, a better penetration into the Fibrous web compared to starch-containing application media with native strength (decisive for the application in the wire section).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stärke des verwendeten Auftragsmediums eine fragmentierte Stärke. Hierbei ist die fragmentierte Stärke dadurch herstellbar, indem in einem Verfahrensschritt ein Ausgangsstoff vorvernetzt wird, und indem in einem weiteren Verfahrensschritt das vorvernetzte Zwischenprodukt gemahlen wird. Als Ausgangsstoff kann native oder modifizierte Stärke Verwendung finden. Vorzugsweise wird der Ausgangsstoff mit Epichlorhydrin vorvernetzt.To a preferred embodiment of Invention is the strength the application medium used a fragmented strength. in this connection is the fragmented strength producible by a starting material in a process step Pre-crosslinked, and in a further process step the precrosslinked intermediate product is ground. As starting material can be native or modified starch Find use. Preferably, the starting material is epichlorohydrin pre-crosslinked.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines stärkehaltigen Auftragsmediums besteht in der Verwendung von partikulär verkleisterter Stärke. Diese wird durch die Zugabe einer definierten Menge Wasser zu einer Suspension von nativen Stärkekörnern in Butanol unter Erwärmen hergestellt.Another possibility for producing a starchy coating medium is the use of particulate gelatinized starch. This is done by adding a defined amount Water to a suspension of native starch granules in butanol prepared with heating.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung eines stärkehaltigen Auftragsmediums besteht darin, native Stärke in Wasser zu mahlen.A another possibility for producing a starchy Application medium is to grind native starch in water.
Des weiteren ist es denkbar, zur Herstellung eines stärkehaltigen Auftragsmediums native Stärke in organischen Lösungsmitteln zu mahlen.Of Further, it is conceivable for the preparation of a starchy Order medium native starch in organic solvents to grind.
Da ein Teil der mit dem Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn aufgebrachten Stärke bei dem nachfolgenden Entwässerungsschritt mit dem Wasser wieder ausgetragen wird, sieht eine bevorzugte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass das mit ausgetragener Stärke versetzte Wasser in einem zu den übrigen Wasserkreisläufen separaten Wasserkreislauf geführt wird.There a part of the applied with the application medium on the fibrous web Strength at the subsequent dewatering step With the water is discharged, sees a preferred development the method according to the invention suggest that the staggered water added in a to the rest Water cycles led separate water cycle becomes.
Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, das stärkehaltige Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn aufzutragen. Eine Variante besteht darin, das stärkehaltige Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn mittels Sprührohr (oder "Spritzrohr") aufzusprühen. Eine andere Möglichkeit ist, das stärkehaltige Auftragsmedium auf die Faserstoffbahn durch ein Walzenauftragsverfahren aufzutragen.It are different possibilities conceivable, the starchy Application medium applied to the fibrous web. A variant is the starchy Spray application medium onto the fibrous web by means of a spray tube (or "spray tube"). A different possibility is, the starchy order medium applied to the fibrous web by a roll application method.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen auf der Grundlage eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:following the invention is based on schematic drawings on the Basis of a preferred embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Die
Die
- 11
- Pressenpartiepress section
- 2, 62, 6
- Sprührohrlance
- 3, 73, 7
- Stärkehaltiges Auftragsmediumstarchy application medium
- 4, 84, 8th
- FaserstoffbahnFibrous web
- 55
- SiebpartieWire section
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| Abschlussbericht INFOR-Projekt,Nr.21,IMC/A/2000: Fragmentierte Stärke für die Verbesserung der optischen und mechanischen Eigen- schaften von Papieren mit niedrigen Flächengewichten,S.1,2 * |
| Abschlussbericht INFOR-Projekt,Nr.21,IMC/A/2000: Fragmentierte Stärke für die Verbesserung der optischen und mechanischen Eigen- schaften von Papieren mit niedrigen Flächengewichten,S.1,2; |
| Abschlussbericht. Einsatzmöglichkeiten von polymermodifizierten Stärken als Papierhilfsmittel, S.18,19 * |
| Abschlussbericht. Einsatzmöglichkeiten von polymermodifizierten Stärken als Papierhilfsmittel, S.18,19; |
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| Publication number | Publication date |
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| WO2005024131A1 (en) | 2005-03-17 |
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