Verfahren zur Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens von Papierfaserstoffen

Abstract

 Das Verfahren dient zur Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens von Papierfaserstoffen. Dazu wird der Papierfaserstoff mit einer Stoffdichte von mindestens 20 % und einer Temperatur von über 45° C, vorzugsweise über 90° C, in einer Knetdispergierung (3) bearbeitet. Die der Knetdispergierung (3) folgende Nachbearbeitungsphase (4) bis zur Maschinenbütte (5) durchläuft der Papierfaserstoff relativ schnell und bei minimaler weiter zugeführter spezifischer Arbeit.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens von Papierfaserstoffen, bei dem die an sich bekannte Knetdispergierung zusammen mit weiteren Maßnahmen zur Erreichung dieses Zieles eingesetzt wird.

[0002] Bekanntlich ist das Wasserrückhaltevermögen eine wichtige Kenngröße von Papierfaserstoffen und beeinflusst zunächst die Produktionsbedingungen bei der Herstellung des Papieres auf der Papiermaschine. Darüberhinaus hat es aber auch bei dem fertig hergestellten Papier Einfluss auf dessen Qualität und Verwendbarkeit. Papier, das aus einem Papierfaserstoff mit höherem Wasserrückhaltevermögen erzeugt wurde, hat eine bessere Flüssigkeitsaufnahme und eine erhöhte Saugfähigkeit.

[0003] In dem Fachaufsatz A. Kriebel und R. Sigl "Beeinflussung von Fasereigenschaften durch Scheiben-Disperger und Knet-Disperger" in Wochenblatt für Papierfabrikation 23/24 1998 wird die Wirkung von Knetdispergern unter verschiedenen Bedingungen und bei verschiedenen Ausgangsstoffen ausführlich beschrieben und erläutert. Dabei wird auch ausgeführt, dass die erhöhte Porosität die Folge einer durch Knetdispergierung erzeugten Kräuselung sein kann. Bei Durchführung der dort vorgeschlagenen Verfahren ist offenbar keine Verbesserung des Wasserrückhaltevermögens erzielbar, im Gegenteil es wird auf einen geringeren Entwässerungswiderstand als Folge dieser Behandlung hingewiesen.

[0004] Der Erfindung liegt also die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das Wasserrückhaltevermögen der Papierfaserstoffe verbessert wird.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

[0006] Bei Kombination einer Knetdispergierung bei relativ hohen Temperaturen und der nachfolgend relativ kurzen Nachbearbeitungsphase sind bessere Wasserrückhaltungswerte erzielbar, als bisher im Stand der Technik bekannt. Der gewünschte Effekt kann mit dem neuen Verfahren sogar unter Absenkung des Mahlgrades oder zumindest ohne seine Erhöhung erzielt werden.

[0007] Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen vor, dass eine zusätzliche Dampfbehandlung der Papierfasern erfolgt, welche vor oder während der Knetdispergierung durchgeführt werden kann. Die Wirkung kann noch durch Chemikalien unterstützt werden, wobei z.B. durch Zugabe von Ozon eine weitere Verbesserung möglich ist.

[0008] Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand einer einzigen Zeichnung. Diese zeigt als vereinfachtes Schema die bei der Durchführung des Verfahrens wichtigsten Teilschritte. Gemäß diesem Schema wird der Papierfaserstoff S zunächst in eine Entwässerung 1 gegeben, bei der ein Teil des Wassers W1 entfernt wird, um die benötigte Stoffdichte von mindestens 20 % Trockengehalt zu erreichen. Dieses nun als Krümelstoff S' vorliegende hochkonsistente Material wird anschließend in einer Aufheizung 2, z.B. durch Zugabe von Dampf 6, erhitzt, so dass die angebene Temperatur von über 45° C erreicht wird. Vorzugsweise liegt die Temperatur in einem Bereich um 90° C oder darüber. Der heiße Stoff wird anschließend in der Knetdispergierung 3 behandelt. Dabei können Chemikalien 7 zugegeben werden, die die Wirkung des Verfahrens noch verbessern. Die Zugabe von Dampf und/oder Chemikalien kann wahlweise vor dem oder im Knetdisperger erfolgen. In dem zur Knetdispergierung verwendeten Knetdisperger werden, wie an sich bekannt, Bearbeitungswerkzeuge in einem Abstand relativ zueinander bewegt, wobei der Abstand in der Regel mehrere Millimeter beträgt und die maximale Relativgeschwindigkeit unter 15 m/sec liegt.

[0009] Nach der Knetdispergierung 3 gelangt der Stoff in die Nachbearbeitungsphase 4, die zumindest die Verdünnung mit Wasser W2 beinhaltet. Auch das Stapeln und Mischen ist - falls vorhanden - Teil dieser Nachbearbeitungsphase 4. Wichtig für die gewünschte Wirkung des Verfahrens ist, dass die Nachbearbeitungsphase 4 relativ kurz ist, jedenfalls nicht länger als 30 min, vorzugsweise 15 min. Es ist auch günstig, wenn in der Nachbearbeitungsphase 4 höchstens eine geringe spezifische Arbeit in den Stoff eingebracht wird, z.B. durch Pumpen oder Rührpropeller. Eine Nachmahlung oder Nachentstippung würde den Erfolg des Verfahrens stark schmälern und sollte im allgemeinen unterlassen werden. Am Ende kann der Stoff S" als Suspension in die Maschinenbütte 5 gegeben werden und ist für die Papiermaschine PM abrufbar.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens von Papierfaserstoffen bei dem der Papierfaserstoff mit einer Stoffdichte von mindestens 20 % und bei einer Temperatur über 45° C durch Knetdispergierung (3) bearbeitet wird, wobei die Bearbeitungszeit in der Knetdispergierung (3) mindestens 10 sec beträgt und bei dem die der Knetdispergierung (3) folgende Nachbearbeitungsphase (4) bis zur Maschinenbütte (5) der Papiermaschine (PM) in einer Verweilzeit von nicht länger als 30 min abgeschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Knetdispergierung (3) bei einer Stofftemperatur über 90° C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Knetdispergierung (3) bei einer Stofftemperatur über 110° C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in der Nachbearbeitungsphase (4) insgesamt übertragene spezifische Arbeit nicht größer ist als 10 kWh/to.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in der Nachbearbeitungsphase (4) insgesamt übertragene spezifische Arbeit nicht größer ist als 5 kWh/to.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur des Stoffes in der Nachbearbeitungsphase (4) nicht höher als 70° C eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatur des Stoffes in der Nachbearbeitungsphase (4) nicht höher als 50° C eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verweilzeit des Stoffes in der Nachbearbeitungsphase (4) höchstens 8 min beträgt.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Nachbearbeitungsphase (4) keine Maschinen zur Mahlung der Papierfasern verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor oder während der Knetdispergierung (3) eine Dampfbehandlung des Papierstoffes erfolgt.

11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor oder während der Knetdispergierung (3) dem Papierfaserstoff Chemikalien (7) zugeführt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zugeführten Chemikalien (7) Ozongas enthalten.

Zeichnung