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DE102008000811A1 - Verfahren zur Herstellung von Papier - Google Patents

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DE102008000811A1
DE102008000811A1 DE102008000811A DE102008000811A DE102008000811A1 DE 102008000811 A1 DE102008000811 A1 DE 102008000811A1 DE 102008000811 A DE102008000811 A DE 102008000811A DE 102008000811 A DE102008000811 A DE 102008000811A DE 102008000811 A1 DE102008000811 A1 DE 102008000811A1
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inorganic component
microparticle system
paper
aqueous suspension
paper material
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Withdrawn
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DE102008000811A
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English (en)
Inventor
Marc Dr. Leduc
Peter Dr. Schlichting
Andreas Hopf
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton durch Scheren eines Papierstoffs, Zugabe eines Mikropartikelsystems aus einem kationischen Polymeren und einer feinteiligen anorganischen Komponente zum Papierstoff, Entwässern des Papierstoffs unter Blattbildung und Trocknen der Blätter, wobei man die anorganische Komponente des Mikropartikelsystems vor der Zugabe zum Papierstoff in Form einer wässrigen Suspension mit einer Feststoffkonzentration bis höchstens 10 Gew.-% einer Ultraschallbehandlung unterwirft.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier durch Entwässern eines Papierstoffs in Gegenwart eines Retentionsmittelsystems aus einem kationischen Polymeren und einer feinteiligen anorganischen Komponente.
  • Die Verwendung von Kombinationen aus nichtionischen oder anionischen Polymeren und Bentonit als Retentionsmittel bei der Herstellung von Papier ist bekannt, vgl. US-A-3,052,595 und EP-A-0 017 353 .
  • Aus der EP-A-0 223 223 ist ein Verfahren zur Herstellung von Papier und Karton durch Entwässern eines Papierstoffs bekannt, wobei man zu einem Papierstoff mit einer Stoffkonzentration von 2,5 bis 5 Gew.-% zuerst Bentonit zusetzt, danach den Papierstoff verdünnt, ein hochkationisches Polymer mit einer Ladungsdichte von mindestens 4 meq/g und ein hochmolekulares Polyacrylamid zusetzt, den Papierstoff durchmischt und danach unter Blattbildung entwässert.
  • Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung von Papier bekannt, wobei man zu einer wässrigen Faseraufschlämmung zunächst ein im wesentlichen lineares synthetisches kationisches Polymer mit einer Molmasse von mehr als 500 000 in einer Menge von mehr als 0,03 Gew.-%, bezogen auf trockenen Papierstoff, dosiert, die Mischung dann der Einwirkung eines Scherfeldes unterwirft, anschließend Bentonit zugibt und die so erhaltene Pulpe ohne weitere Einwirkung von Scherkräften entwässert, vgl. EP-A-0 235 893 . Ein weiteres Verfahren, bei dem ein Mikropartikelsystem aus einer Kombination von kationischen Polymeren und Bentonit verwendet wird, ist aus der EP-A-0 335 557 bekannt. Bei diesem Verfahren setzt man zusätzlich ein niedrigmolekulares Polymer als Fixiermittel und ein hochmolekulares kationisches Polymer ein, unterwirft die Pulpe ebenfalls der Einwirkung von Scherkräften, versetzt sie danach mit Bentonit und entwässert den Papierstoff unter Blattbildung.
  • Weitere Verfahren zur Herstellung von Papier unter Verwendung eines Mikropartikelsystems sind beispielsweise aus EP-A-0 885 328 , EP-A-0 711 371 , EP-A-0 910 701 , EP-A-0 608 986 und US-A-6,103,065 bekannt. In US-A-5,393,381 , WO-A-99/66130 und WO-A-99/63159 wird ebenfalls ein Mikropartikelsystem als Retentionsmittel für die Herstellung von Papier beschrieben, wobei man als kationisches Polymer ein wasserlösliches, verzweigtes Polyacrylamid einsetzt.
  • Nach dem aus der WO-A-01/34910 bekannten Verfahren wird bei der Papierherstellung ein Polysaccharid oder ein synthetisches Polymer zum Papierstoff dosiert, der Papierstoff anschließend geschert und nach dem Zusatz einer anorganische Kompo nente wie Kieselsäure, Bentonit oder Clay und eines wasserlöslichen Polymers unter Blattbildung entwässert.
  • Bei dem aus der DE-A-102 36 252 bekannten Verfahren zur Herstellung von Papier wird der Papierstoff zunächst geschert, danach – vor dem Stoffauflauf – mit einem Mikropartikelsystem aus einem kationischen Polymer und einer feinteiligen anorganischen Komponente versetzt und anschließend entwässert. Das Mikropartikelsystem ist frei von Polymeren mit einer Ladungsdichte von mehr als 4 meq./g.
  • Wie aus dem obengenannten Stand der Technik und der Technische Information, Papierindustrie, Microfloc ® S, Ausgabe August 2005, BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, hervorgeht, wird die anorganische Komponente des Retentionsmittelsystems in eine wässrige Suspension überführt. Hierfür sind hohe Scherkräfte erforderlich. Außerdem muß eine ausreichende Quellzeit eingehalten werden. Für die Bereitung von Bentonit-Suspension wird beispielsweise eine Bentonit Löse-Dosieranlage empfohlen, in der die Suspension über Exzenterschneckenpumpen gepumpt, gefiltert, verdünnt und der Dosierstelle der Papiermaschine zugeführt wird, vgl. Seite 3 der Technische Information Microfloc ®. Der Feststoffgehalt der Suspensionen beträgt beispielsweise 3 bis 5 Gew.-%.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung von Papier die Wirksamkeit der bekannten Mikropartikelsysteme, insbesondere die Retention von Fein- und Füllstoffen weiter zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton durch Scheren eines Papierstoffs, Zugabe eines Mikropartikelsystems aus einem kationischen Polymeren und einer feinteiligen anorganischen Komponente zum Papierstoff, Entwässern des Papierstoffs unter Blattbildung und Trocknen der Blätter, wenn man die anorganische Komponente des Mikropartikelsystems vor der Zugabe zum Papierstoff in Form einer wässrigen Suspension mit einer Feststoffkonzentration bis höchstens 10 Gew.-% einer Ultraschallbehandlung unterwirft.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sämtliche Papierqualitäten hergestellt werden, z. B. Karton, ein-/mehrlagiger Faltschachtelkarton, ein-/mehrlagiger Liner, Wellenstoff, Papiere für den Zeitungsdruck, sogenannte mittelfeine Schreib- und Druckpapiere, Naturtiefdruckpapiere und leichtgewichtige Streichrohpapiere. Um solche Papiere herzustellen, kann man beispielsweise von Holzschliff, thermomechanischem Stoff (TMP), chemo-thermomechanischem Stoff (CTMP), Druckschliff (PGW), Holzstoff sowie Sulfit- und Sulfatzellstoff ausgehen. Die Zellstoffe können sowohl kurzfaserig als auch langfaserig sein. Vorzugsweise werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren holzfreie Qualitäten hergestellt, die hochweiße Papierprodukte ergeben.
  • Die Papiere können gegebenenfalls bis zu 40 Gew.-%, meistens 5 bis 35 Gew.-% Füllstoffe enthalten. Geeignete Füllstoffe sind z. B. Titandioxid, natürliche und präzipitierte Kreide, Talkum, Kaolin, Satinweiß, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Clay oder Aluminiumoxid.
  • Das Mikropartikelsystem besteht bekanntlich aus einem kationischen Polymeren und einer feinteiligen anionischen Komponente. Als kationische Polymere kommen kationische Polyacrylamide, Vinylamineinheiten enthaltende Polymere, Polydiallyldimethylammoniumchloride oder deren Mischungen mit einer mittleren Molmasse Mw von jeweils mindestens 500 000 Dalton und einer Ladungsdichte von jeweils höchstens 4,0 meq./g in Betracht. Besonders bevorzugt werden kationische Polyacrylamide mit einer mittleren Molmasse Mw von mindestens 3 Millionen Dalton und einer Ladungsdichte von 0,1 bis 3,5 meq./g und Polyvinylamine, die durch Hydrolyse von Vinylformamideinheiten enthaltenden Polymeren erhältlich sind, wobei der Hydrolysegrad der Vinylformamideinheiten 5 bis 100 mol-% und die mittlere Molmasse der Polyvinylamine mindestens 2 Millionen Dalton beträgt. Die Polyvinylamine werden bevorzugt durch Hydrolyse von Homopolymeren des Vinylformamids hergestellt, wobei der Hydrolysegrad beispielsweise 5 bis 20 mol-% beträgt.
  • Kationische Polyacrylamide sind beispielsweise Copolymerisate, die durch Copolymerisieren von Acrylamid und mindestens einem Di-C1- bis C2-alkylamino-C2- bis C4-alkyl(meth)acrylat oder einem basischen Acrylamid in Form der freien Basen, der Salze mit organischen oder anorganischen Säuren oder der mit Alkylhalogeniden quaternierten Verbindungen erhältlich sind. Beispiele für solche Verbindungen sind Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethyloacrylyat, Dimethylaminopropylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminopropylmethacrylat, Diethylaminopropylacrylat und/oder Dimethylaminoethylacrylamid. Weitere Beispiele für kationische Polyacrylamide und Vinylamineinheiten enthaltende Polymerisate können den zum Stand der Technik genannten Literaturstellen wie EP-A-0 910 701 und US-A-6,103,065 entnommen werden. Man kann sowohl lineare als auch verzweigte Polyacrylamide verwenden. Solche Polymere sind handelsübliche Produkte. Verzweigte Polymere, die z. B. durch Copolymerisation von Acrylamid oder Methacrylamid mit mindestens einem kationischen Monomer in Gegenwart geringer Mengen an Vernetzern herstellbar sind, werden beispielsweise in den zum Stand der Technik angegebenen Literaturstellen US-A-5,393,381 , WO-A-99/66130 und WO-A-99/63159 beschrieben.
  • Weitere geeignete kationische Polymere sind Polydiallyldimethylammoniumchloride (PolyDADMAC) mit einer mittleren Molmasse von mindestens 500 000 Dalton, vorzugsweise mindestens 1 Million Dalton. Polymere dieser Art sind Handelsprodukte.
  • Die kationischen Polymeren des Mikropartikelsystems werden dem Papierstoff in einer Menge von 0,005 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,005 bis 0,2 Gew.-% zugesetzt.
  • Als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems kommen beispielsweise Bentonit, kolloidale Kieselsäure, Silikate und/oder Calciumcarbonat in Betracht. Unter kolloidaler Kieselsäure sollen Produkte verstanden werden, die auf Silikaten basieren, z. B. Silica-Microgel, Silical-Sol, Polysilikate, Aluminiumsilikate, Borsilikate, Polyborsilikate, Clay oder Zeolithe. Calciumcarbonat kann beispielsweise in Form von Kreide, gemahlenem Calciumcarbonat oder präzipitiertem Calciumcarbonat als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems verwendet werden. Unter Bentonit werden allgemein Schichtsilikate verstanden, die in Wasser quellbar sind. Es handelt sich hierbei vor allem um das Tonmineral Montmorillonit sowie ähnliche Tonmineralien wie Nontronit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Beidellit, Allevardit, Illit, Halloysit, Attapulgit und Sepiolit. Diese Schichtsilikate werden vorzugsweise vor ihrer Anwendung aktiviert, d. h. in eine in Wasser quellbare Form überführt, in dem man die Schichtsilikate mit einer wäßrigen Base wie wäßrigen Lösungen von Natronlauge, Kalilauge, Soda oder Pottasche behandelt. Vorzugsweise verwendet man als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems Bentonit in der mit Natronlauge behandelten Form. Der Plättchendurchmesser des in Wasser dispergierten Bentonits beträgt in der mit Natromlauge behandelten Form beispielsweise 1 bis 2 μm, die Dicke der Plättchen liegt bei etwa 1 nm. Je nach Typ und Aktivierung hat der Bentonit eine spezifische Oberfläche von 60 bis 800 m2/g. Typische Bentonite werden z. B. in der EP-B-0235893 beschrieben. Im Papierherstellungsprozess wird Bentonit zu der Cellulosesuspension typischerweise in Form einer wässrigen Slurry zugesetzt. Diese Bentonitslurry kann bis zu 10 Gew.-% Bentonit enthalten. Die wäßrigen Slurries enthalten die anorganische Komponente des Mikropartikelsystems beispielsweise in einer Menge von 1 bis 6, vorzugsweise 3 bis 5 Gew.-%. Als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems wird vorzugsweise Bentonit eingesetzt.
  • Als kollodiale Kieselsäure können Produkte aus der Gruppe von Siliciumbasierenden Partikel, Silica-Microgele, Silica-Sole, Aluminiumsilicate, Borosilikate, Polyborosilikate oder Zeolite eingesetzt werden. Diese haben eine spezifische Oberfläche von 50–1000 m2/g und eine durchschnittliche Teilchengrößenverteilung von 1–250 nm, normalerweise im Bereich 40–100 nm. Die Herstellung solcher Komponenten wird z. B. in EP-A-0041056 , EP-A-0185068 und US-A-5176891 beschrieben.
  • Clay oder auch Kaolin ist ein wasserhaltiges Aluminiumsilikat mit plättchenförmiger Struktur. Die Kristalle haben eine Schichtstruktur und ein aspect ratio (Verhältnis Durchmesser zu Dicke) von bis zu 30:1. Die Teilchengröße liegt bei mindestens 50% kleiner 2 mm.
  • Als Carbonate, bevorzugt Calciumcarbonat, kann natürliche Calciumcarbonat (ground calcium carbonate, GCC) oder gefälltes Calciumcarbonat (precipitated calcium carbonate, PCC) eingesetzt werden. GCC wird durch Mahl- und Sichtprozesse unter Einsatz von Mahlhilfsmittel hergestellt. Es besitzt eine Teilchengröße von 40–95% kleiner 2 mm, die spezifische Oberfläche liegt im Bereich von 6–13 m2/g. PCC wird durch Einleiten von Kohlendioxid in Calciumhydroxidlösung hergestellt. Die durchschnittliche Teilchengröße liegt im Bereich von 0,03–0,6 mm, die spezifische Oberfläche kann stark durch den Wahl der Fällungsbedingungen beeinflusst werden. Sie liegt im Bereich von 6–13 m2/g.
  • Die anorganische Komponente des Mikropartikelsystems wird dem Papierstoff in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 0,5 Gew.-% zugesetzt.
  • Erfindungsgemäß behandelt man die wässrige Suspension der anorganischen Komponente mit Ultraschall. Die Ultraschallbehandlung der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems kann beispielsweise diskontinuierlich durchgeführt werden. Die Frequenz des Ultraschalls beträgt beispielsweise mindestens 20 kHz.
  • Die Ultraschallbehandlung der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems kann jedoch auch kontinuierlich durchgeführt werden. Die wässrige Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems wird dann beispielsweise durch eine Zelle geführt, in der die Ultraschallbehandlung stattfindet. Die wässrige Suspension kann unter Normaldruck oder auch unter erhöhtem Druck durch die Behandlungseinheit geführt werden. Wenn höhere Drücke angewendet werden, so liegen diese beispielsweise bei 1 bis 10 bar, vorzugsweise bei 1 bis 5 bar.
  • Diese kontinuierliche Durchführung der Ultraschallbehandlung hat den Vorteil, dass sie direkt in den Papierherstellungsprozeß integriert werden kann. Die so behandelte wässrige Suspension mindestens einer anorganischen Komponente wird dann dem Papierherstellungsprozeß kontinuierlich zugeführt. Die Ultraschallbehandlung der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems wird mindestens solange durchgeführt, dass bei der Anwendung einer solchen Suspension im Papierherstellungsprozeß eine Verbesserung der Entwässerung und der Retention gegenüber einer entsprechenden unbehandelten wässrigen Suspension erzielt wird. Beispielsweise beträgt die dem System zugeführte Energie (Energie/Volumen) mindestens 20 Ws/ml, meistens mindestens 70 Ws/ml und liegt vorzugsweise bei mindestens 100 Ws/ml, z. B. 100 bis 500 Ws/ml.
  • Die Ultraschallbehandlung von wässrigen Suspensionen von Schichtsilikaten eines Mikropartikelsystems führt zu einer Delamination, d. h. einer Trennung von Silikatschichten. Die meistens notwendige Behandlung einer wässrigen Bentonit-Suspension mit einem Ultra-Turrax®-Gerät oder einem schnelllaufenden Rührer zur feinen Dispergierung und/oder Delaminierung von Bentonit in Wasser kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen. Es reicht vielmehr schon aus, die anorganischen Teilchen in Wasser zunächst mit Hilfe eines Rührers zu dispergieren und die Suspension danach mit Ultraschall zu behandeln.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung von wässrigen Suspensionen, die bis zu 10 Gew.-% mindestens eines Schichtsilikats enthalten und die mit Ultraschall behandelt worden sind, als anorganische Komponente eines Mikropartikelsystems bei der Herstellung von Papier, Pappe und Karton.
  • Die Stoffdichte der Pulpe beträgt beispielsweise 1 bis 100 g/l, vorzugsweise 4 bis 30 g/l. Die wäßrige Faseraufschlämmung wird mindestens einer Scherstufe unterworfen. Sie durchläuft dabei mindestens eine Reinigungs-, Misch- und/oder Pumpstufe. Das Scheren der Pulpe kann beispielsweise in einem Pulper, Sichter oder in einem Refiner erfolgen. Nach der letzten Scherstufe und vor dem Stoffauflauf auf das Sieb dosiert man erfindungsgemäß das Mikropartikelsystem. Besonders bevorzugt ist dabei eine Arbeitsweise, bei der man zuerst das kationische Polymer und anschließend die mit Ultraschall behandelte anorganische Komponente des Mikropartikelsystems zum Papierstoff dosiert, der zuvor geschert wurde. Man kann jedoch auch zunächst die mit Ultraschall behandelte anorganische Komponente des Mikropartikelsystems und danach das kationische Polymere dosieren oder dem Papierstoff beide Komponenten gleichzeitig zugeben. Danach erfolgt die Entwässerung des Papierstoffs ohne weitere Einwirkung von Scherkräften auf einem Sieb unter Blattbildung. Die Papierblätter werden anschließend getrocknet.
  • Außer dem Mikropartikelsystem kann man dem Papierstoff die üblicherweise bei der Papierherstellung verwendeten Prozeßchemikalien in den üblichen Mengen zusetzen, z. B. Fixiermittel, Trocken- und Naßfestmittel, Masseleimungsmittel, Biozide und/oder Farbstoffe.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gegenüber den bekannten Verfahren eine Verbesserung der Entwässerung und eine Verbesserung der Ascheretention erzielt, ohne die Formations- und Papiereigenschaften zu verschlechtern. Außerdem erreicht man eine deutliche Verbesserung der Faserrückgewinnung und damit eine Entlastung des Wasserkreislaufs der Papiermaschine.
  • Die Prozentangaben in den Beispielen bedeuten Gewichtsprozent, sofern aus dem Zusammenhang nichts anderes hervorgeht.
  • Die Viskosität der wässrigen Suspensionen von Bentonit wurde in einem Brookfield Viskosimeter (Spindel 3, 20 UpM) bei einer Temperatur von 20°C bestimmt.
  • Die Teilchengröße des in Wasser suspendierten Bentonits wurde mit Hilfe eines Beckmann Coulter LS 130 durch Lichtstreuung ermittelt, wobei die angegebene Teilchengröße die Medianteilchengröße (D50) ist.
  • Die Entwässerungszeit wurde in einem Schopper-Riegler-Testgerät bestimmt, indem man jeweils 1 l des zu prüfenden Faserstoffs darin entwässerte und die Zeit bestimmte, die für den Durchlauf von 600 ml Filtrat notwendig war.
  • Die FPA-Retention (First-Pass-Asche-Retention) wurde durch Bestimmung des Verhältnisses des Feststoffgehaltes im Siebwasser zum Feststoffgehalt im Stoffauflauf ermittelt. Es wurde nur der Ascheanteil berücksichtigt. Die Angabe erfolgt in Prozent.
  • Beispiele 1–5
  • Herstellung von Bentonit-Suspensionen
  • Man stellte zunächst eine wässrige Suspension von Bentonit her, indem man 1200 g Bentonit (Mikrofloc® S, BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen) in 30 Liter entionisiertes Wasser eintrug und die Mischung 30 Minuten mit einem Blattrührer mit 120–150 Umdrehungen pro Minute rührte. Die so erhaltene Suspension wurde mit Hilfe einer Kreiselpumpe kontinuierlich durch eine Ultraschallzelle (Hielscher Ultrasonics GmbH, UIP 1000, Sonotrode BS2d22; 3.8) unter den in Tabelle 1 angegebenen Fließgeschwindigkeiten und Drücken gepumpt. Die aufgewendete Energie ist ebenfalls in der Tabelle angegeben. Die so erhaltenen wässrigen Suspensionen von Bentonit wurden jeweils gesammelt, Viskosität und Teilchengröße bestimmt. Tabelle 1
    Beispiel Fließgeschwindigkeit [l/h] Eingetragene Energie [Ws/ml] Druck [bar] Viskosität der Bentonit-SusPension [mPas] Teilchengröße (D50) [μm]
    1 60 26 2 310 4,47
    2 7,5 106 drucklos gefördert 795 4,34
    3 7,5 230 2 1160 4,08
    4 7,5 332 4 1600 3,44
    5 5 323 2 1555 3,52
  • Die mit Ultraschall behandelten wässrigen Bentonit-Suspensionen wurden anschließend bezüglich ihrer Wirksamkeit in einem Mikropartikelsystem bei der Papierherstellung getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
  • Papierherstellung
  • Die Papierherstellung erfolgte jeweils in einem Britt-Jar-Testgerät. Für sämtliche Beispiele verwendete man einen Papierstoff aus einem 100% holzfreien, unbeschichteten Papier, einem 30% holzfreien, beschichteten Papier, 0,06% eines C18-Alkyldiketens, 0,6% einer kationischen Stärke und 20% gemahlenem Calciumcarbonat. Der Papierstoff wurde auf einen Feststoffgehalt von 0,77% verdünnt und jeweils mit einem Retentionsmittelsystem aus (i) einem kationischen Polyacrylamid mit einer mittleren Molmasse Mw von 9 Millionen und einer Ladungsdichte von 1,7 meq./g in Form einer Wasser-in-Öl-Emulsion (Polymin® 540) und (ii) der oben jeweils angegebenen mit Ultraschall behandelten wässrigen Bentonit-Suspension versetzt, wobei man zuerst (i) das kationische Polyacrylamid und dann (ii) die anorganische Komponente dosierte. Die Menge an kationischem Polyacrylamid betrug 0,01%, die Menge an Bentonit 0,2%. Die Ergebnisse für die Entwässerung und die FPA-Retention sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
    Wässrige Bentonit-Suspension erhalten nach Beispiel Entwässerungszeit [s] FPA-Retention [%]
    1 34 56,6
    2 34 56,6
    3 33 57,7
    4 32 58,5
    5 32 59,5
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Man stellte eine 4%ige wäßrige Suspension von Bentonit her, indem man Bentonit (Mikrofloc® S, BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen) in die vorgegebene Menge Wasser einrührte und die Mischung anschließend 4 Stunden bei Raumtemperatur rührte. Die Viskosität der Bentonit-Suspension betrug 110 mPas, die Teilchengröße (D50) lag bei 11,05 μm.
  • Die Papierherstellung nach Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt, dass man jetzt als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems die nach Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Bentonit-Suspension in der gleichen Menge einsetzte. Die Entwässerungszeit betrug 41 s, die FPA-Retention 55,9%.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Man stellte eine 4%ige wäßrige Suspension von Bentonit her, indem man Bentonit (Mikrofloc® S, BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen) in die vorgegebene Menge Wasser einrührte und die Mischung anschließend 20 Minuten bei Raumtemperatur mit einem Ultra-Turrax® behandelte. Die Viskosität der Bentonit-Suspension betrug 650 mPas, die Teilchengröße (D50) lag bei 5 μm.
  • Die Papierherstellung nach Beispiel 1 wurde mit der einzigen Ausnahme wiederholt, dass man jetzt als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems die nach Vergleichsbeispiel 2 hergestellte Bentonit-Suspension in der gleichen Menge einsetzte. Die Entwässerungszeit betrug 36 s, die FPA-Retention 56,3%.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 3052595 A [0002]
    • - EP 0017353 A [0002]
    • - EP 0223223 A [0003]
    • - EP 0235893 A [0004]
    • - EP 0335557 A [0004]
    • - EP 0885328 A [0005]
    • - EP 0711371 A [0005]
    • - EP 0910701 A [0005, 0014]
    • - EP 0608986 A [0005]
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Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton durch Scheren eines Papierstoffs, Zugabe eines Mikropartikelsystems aus einem kationischen Polymeren und einer feinteiligen anorganischen Komponente zum Papierstoff, Entwässern des Papierstoffs unter Blattbildung und Trocknen der Blätter, dadurch gekennzeichnet, dass man die anorganische Komponente des Mikropartikelsystems vor der Zugabe zum Papierstoff in Form einer wässrigen Suspension mit einer Feststoffkonzentration bis höchstens 10 Gew.-% einer Ultraschallbehandlung unterwirft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffkonzentration der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems 1 bis 6 Gew.-% beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffkonzentration der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems 3 bis 5 Gew.-% beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ultraschallbehandlung der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems diskontinuierlich durchführt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ultraschallbehandlung der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems kontinuierlich durchführt und die so behandelte wässrige Suspension kontinuierlich dem Papierherstellungsprozeß zuführt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallbehandlung der wässrigen Suspension der anorganischen Komponente des Mikropartikelsystems mindestens solange durchgeführt wird, dass bei der Anwendung im Papierherstellungsprozeß eine Verbesserung der Entwässerung und der Retention gegenüber einer entsprechenden unbehandelten wässrigen Suspension erzielt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems ein natürlich vorkommendes Schichtsilikat einsetzt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als anorganische Komponente des Mikropartikelsystems Bentonit, kolloidale Kieselsäure, Clay, Kaolin und/oder Calciumcarbonat einsetzt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als organische Komponente des Mikropartikelsystems mindestens ein kationisches Polyacrylamid, mit einer mittleren Molmasse Mw von mindestens 3 Millionen Dalton, mindestens ein Vinylamineinheiten enthaltendes Polymer mit einer mittleren Molmasse Mw von mindestens 2 Millionen und/oder mindestens ein Polydiallyldimethylammoniumchlorid mit einer mittleren Molmasse Mw von mindestens 500 000 einsetzt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kationische Polymer des Mikropartikelsystems dem Papierstoff in einer Menge von 0,005 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf trockenen Papierstoff, zugesetzt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Komponente des Mikropartikelsystems dem Papierstoff in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf trockenen Papierstoff, zugesetzt wird.
  12. Verwendung von wässrigen Suspensionen, die bis zu 10 Gew.-% mindestens eines Schichtsilikats enthalten und die mit Ultraschall behandelt worden sind, als anorganische Komponente eines Mikropartikelsystems bei der Herstellung von Papier, Pappe und Karton.
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