DE4409372A1 - Verfahren zur Herstellung von gekrepptem Hygiene-Zellstoffpapier - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gekrepptem Hy­ giene-Zellstoffpapier und insbesondere von Tissue-Papier mit den im Ober­ begriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Die Erfindung geht also aus von dem üblichen Herstellungsverfahren für gekreppte Hygiene-Zellstoffpapiere, die ein Flächengewicht von in der Re­ gel 14 bis 22 g/m² aufweisen.

Herkömmlicherweise wird zur Herstellung von gekrepptem Hygiene-Zellstoff­ papier eine zellstoffhaltige Pulpe hergestellt, die in Form einer Pulpe- Naßbahn auf ein kontinuierlich umlaufendes Sieb aufgebracht wird. Bei dem Sieb handelt es sich üblicherweise um ein über Walzen umgelenktes und damit angetriebenes Endlos-Sieb aus wasserdurchlässigem Gewebe. Während des Transports der Pulpe-Naßbahn auf dem vorwärts bewegten Sieb wird die Naßbahn vorentwässert, indem ein Teil des darin befindli­ chen Wassers durch das Sieb abläuft. Anschließend findet mittels Preßrol­ len die Hauptentwässerung der Pulpe-Naßbahn statt, nach der diese einen Feststoffgehalt von 40 bis 50% aufweist. Die Preßrollen können z. B. im Bereich des im folgenden erwähnten Trockenzylinders oder Übergabefilzes angeordnet sein.

Während oder nach der Hauptentwässerung wird die Naßbahn beispielswei­ se mittels eines sogenannten Übergabefilzes auf einen rotierenden Trocken­ zylinder übergeführt, bei dem es sich um einen sogenannten "Yankee-Zy­ linder" handeln kann. Der Trockenzylinder wird von innen durch Dampf unter hohem Druck (z. B. 8 bar) beheizt. Ferner ist über die Breite des Trockenzylinders und etwa die Hälfte seiner Umfangslänge eine gegebe­ nenfalls in Umlaufrichtung zweigeteilte Trockenhaube angeordnet, über die heiße Luft (mit einer Temperatur von 250°C bis 450°C) von außen auf die Naßbahn geblasen wird. Durch die vorstehenden Maßnahmen trocknet die Pulpe-Naßbahn während des Umlaufs um den Trockungszylinder, wobei sie an diesem anhaftet. Als Soll-Feststoffgehalt der auf dem Trockenzylinder getrockneten Papierbahn werden 94 bis 96% angestrebt.

Abschließend wird die getrocknete, an dem Trockenzylinder haftende Pa­ pierbahn durch ein über die Zylinderbreite verlaufendes Schabemesser vom Trockenzylinder abgelöst und gleichzeitig gekreppt. Die abgelöste Papier­ bahn wird - gegebenenfalls unter einer definierten Reckung - auf Rollen gewickelt.

Das vorstehend umrissene Verfahren umfaßt die grundsätzlichen Herstel­ lungsschritte für Tissue-Papier, kann jedoch im Rahmen der papiermache­ rischen Kenntnisse in bestimmten Einzelschritten abgewandelt oder ergänzt werden. Die Erfindung kann auch bei solchen modifizierten Verfahren ein­ gesetzt werden.

Die Erfindung geht von verschiedenen Problemstellungen bei der Herstel­ lung von gekreppten Hygiene-Zellstoffpapieren aus:

• - Hinsichtlich der Produkteigenschaften des Zellstoffpapiers wird einer­ seits eine möglichst hohe Festigkeit, andererseits aber aufgrund des Anwendungsgebietes von Hygienepapieren auch eine möglichst hohe Weichheit angestrebt. Grundsätzlich widersprechen sich nun diese beiden Anforderungen, da ein besonders festes Papier in der Regel relativ hart und ein besonders weiches Papier in der Regel nicht sehr fest ist. Ins­ besondere führen ausgehend von einer bestimmten Zellstoffsorte zur Pa­ pierherstellung festigkeitssteigernde Maßnahmen etwa durch Zugabe ent­ sprechender Zusatzmittel zu einer Verringerung der Weichheit des Pa­ piers. Es muß also bei der Papierherstellung ein Kompromiß zwischen den beiden genannten Anforderungen gefunden werden.
• - Besonderes Augenmerk bei der Papierherstellung ist auf die Maschinen­ laufeigenschaften der Papierbahn - die sogenannte "Runnability" - zu richten. Hierunter sind verschiedene Eigenschaften zu verstehen, wie z. B. die gleichmäßige Ausbildung der Papierbahn, das Maß und die Gleichmäßigkeit ihrer Anhaftung an den Trockenzylinder, die Abschab­ barkeit der Papierbahn vom Trockenzylinder usw.
• - Entscheidend für die Runnability der Papierbahn ist u. a. die Ausbil­ dung einer Schicht - des sogenannten "Coatingfilms" - auf dem Trocken­ zylinder, die sich grundsätzlich aus Bestandteilen der Papierbahn bil­ det, die daraus austreten. Die Ausbildung des Coatingfilms ist durch objektive Parameter praktisch nicht zu erfassen. Seine Güte wird durch die papiermacherische Erfahrung des Maschinenbedienungspersonals be­ urteilt.

Zur Unterstützung der Ausbildung und Güte des Coatingfilms sowie zur Einstellung der Haftung der Papierbahn auf dem Trockenzylinder können auf den Trockenzylinder entsprechende Reagenzien (sogenannte "Release- Mittel" bzw. Haftmittel) aufgesprüht werden, die in erster Linie die Ablösbarkeit bzw. Haftfähigkeit der getrockneten Papierbahn vom bzw. am Trockenzylinder unterstützen.

• - Ein wesentliches Kriterium für die Herstellungskosten des Papiers bilden neben den Rohstoffkosten die Energiekosten zum Betreiben der Papierma­ schine. Letztere sind stark von den am Trockenzylinder benötigten Tem­ peraturen zur Trocknung der Papierbahn abhängig. Dies bedeutet, daß eine Papierbahn, die nach der Vor- und Hauptentwässerung einen er­ höhten Feststoffanteil aufweist, mit geringeren Dampftemperaturen und -drücken am Trockenzylinder und einer niedrigeren Lufttemperatur in der Trockenhaube auf den Soll-Feststoffgehalt nach der Trockung ge­ bracht werden kann, was eine erhebliche Energieeinsparung mit sich bringt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der gat­ tungsgemaßen Art so zu verbessern, daß mit verringertem Energiebedarf bei zufriedenstellenden bis sehr guten Maschinenlaufeigenschaften Hygie­ ne-Zellstoffpapiere herstellbar sind, die bei praktisch oder nur unerheb­ lich nicht eingeschränkter Weichheit deutlich höhere Festigkeitswerte auf­ weisen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst.

Kern der demgemäßen Erfindung ist die Zugabe hemicellulosehaltiger Zu­ satzstoffe zur Pulpe vor dem Aufbringen der Pulpe-Naßbahn auf das Sieb bzw. zur Naßbahn selbst.

Hierzu ist grundsätzlich auszuführen, daß Hemicellulosen neben den Cellu­ losen wichtige Aufbaubestandteile von Zellstoff-Fasern sind. Der Zusam­ menhang zwischen der Verteilung der Hemicellulosen sowie dem Durch­ schnittspolymerisationsgrad der Cellulosen in den Faserwänden und den mechanischen Festigkeitseigenschaften von Zellstoffen bzw. der daraus hergestellten Papiere wurde bereits erkannt und untersucht (siehe Veröf­ fentlichung in "Das Papier", Heft 10A, 1993, Seiten V30 bis V40, K. Bach­ ner et. al.: "Zusammenhang zwischen Aufbau der Zellwand und Festig­ keitseigenschaften bei Faserstoffen von konventionellen und neuen Auf­ schlußverfahren"). Daraus geht im wesentlichen hervor, daß bei neuen Aufschlußverfahren für Zellstoffe - als Beispiel werden das sogenannte ASAM- und das Organocell-Verfahren genannt - hohe Festigkeitswerte der Zellstoffe u. a. aufgrund der darin festgestellten Verteilung der Hemicel­ lulose erreicht werden. Die der vorstehenden Veröffentlichung zugrundelie­ genden Untersuchungen sind der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Papiermacherei zuzuordnen. Irgendwelche Anhaltspunkte, die dortigen Er­ kenntnisse hinsichtlich der eingangs geschilderten Problematik zu prakti­ schen Maßnahmen zur Verbesserung des Herstellungsverfahrens für ge­ kreppte Hygiene-Zellstoffpapiere umzusetzen, sind dieser Veröffentlichung nicht entnehmbar.

Weiterhin wurde in der Vergangenheit die Wirkung des aus Maiskolben isolierten Xylans das ein hemicellulosehaltiger Stoff ist, auf die papier­ technischen Eigenschaften von Laborprüfblättern von Druck- bzw. Packpa­ pier untersucht (siehe Veröffentlichung in der tschechischen Fachzeit­ schrift "papir a celulóza", 41, (7-8) 1986, Seiten V23 bis V30, Anna Náterová et al, "Einsatz von Xylan bei der Papierherstellung"). Demnach stieg bei der Herstellung von Packpapier mit dem Gehalt von 50% Kurzfa­ serstoff die Biegefestigkeit nach Zugabe von 2% Xylan um 172%. Der glei­ che Zusatz von Xylan verbesserte die IGT-Rupffestigkeit eines Druckpapie­ res und verhinderte die Ausbildung der Zweiseitigkeit.

Wie anhand der Ausführungsbeispiele näher erläuterte Versuche bei der Herstellung von gekrepptem Hygiene-Zellstoffpapier mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren ergeben haben, bringt die Zugabe hemicellulosehaltiger Zusatzstoffe erhebliche überraschende Vorteile:

• - Bei allenfalls geringen Einbußen der Weichheit des Hygiene-Zellstoff­ papiers sind Steigerungswerte der Bruchfestigkeiten in Maschinenlauf­ richtung zwischen 15 und 73% und in Querrichtung zwischen 17 und 90% zu beobachten.
• - Die Entwässerbarkeit der Naßbahn steigt durch die Zugabe hemicellulo­ serhaltiger Zusatzstoffe derart an, daß der Druck am Yankee-Zylinder um bis zu 25% und die in der Trockenhaube verwendete Lufttemperatur um bis zu 40% erniedrigt werden kann.
• - Die durch objektive Parameter nicht charakterisierbaren Eigenschaften der Papierbahn hinsichtlich Maschinenlauffähigkeit und Coatingfilm-Aus­ bildung wurden erheblich verbessert.

Die Ansprüche 2 bis 4 kennzeichnen unterschiedliche Vorgehensweisen bei der Zugabe der hemicellulosehaltigen Zusatzstoffe. Diese können nämlich einerseits bei der Herstellung der Pulpe im Pulper - also z. B. in die Maschinenbütte - zugegeben werden, was eine besonders gute Durchmi­ schung der Zusatzstoffe mit der Pulpe mit sich bringt. Bei der alterna­ tiven Zugabe der Zusatzstoffe beim Zuführen der Pulpe zum Sieb können die Zusatzstoffe vor dem Stoffauflauf praktisch in situ zugegeben werden. Weiterhin ist es möglich, die Zusatzstoffe unmittelbar nach dem Aufschla­ gen des Zellstoff-Rohstoffes in den Aufschlag-Pulper zuzugeben.

Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, daß die hemicellulosehaltigen Zu­ satzstoffe bereits bei der Herstellung des Rohstoffs für die Tissuepapier­ herstellung - also beim Herstellen des entsprechenden Zellstoffs - mit in den Zellstoff eingearbeitet werden können.

In den Ansprüchen 5 bis 12 sind als bevorzugte hemicellulosehaltige Zu­ satzstoffe Galactomannan, Birkenzellstoff oder Xylan in geeigneten Aggre­ gatzuständen und Konzentrationen angegeben. Nähere Ausführungen hierzu sind den Ausführungsbeispielen entnehmbar.

Die im Anspruch 14 angegebenen Maßnahmen dienen einer Verbesserung der Einmischung und Stabilisierung des hemicellulosehaltigen Zusatzstoffes in die Pulpe. Da dessen Zugabe im alkalischen wäßrigen Milieu erfolgt, wird die Löslichkeit der Hemicellulosen gewährleistet.

Durch die nachfolgende Neutralisation und die insbesondere im Anspruch 15 angegebene Zugabe eines kationischen Fixiermittels werden die Hemicel­ lulosen auf die Zellstoff-Fasern gefällt bzw. "aufgezogen", so daß die po­ sitiven Eigenschaften dieser Zusatzstoffe voll zum Tragen kommen können.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung auf der Basis durchgeführter Testreihen nä­ her erläutert werden.

Grundsätzlich wurde zur Durchführung der Versuche als Papiermaschine ein sogenannter Crescentformer der Firma VALMET, Schweden, mit Mehr­ schicht-Zuführeinrichtung, zwei Preßrollen, einem Sprühbalken zum Auf­ bringen von Coatingfilm-Bildungsmitteln und einer Papierrollenbreite von 570 mm bei einer Maschinenbreite von 600 mm verwendet.

Als Rohstoff zur Herstellung der Papierbahn wurde Eukalyptus-Sulfit-Zell­ stoff der Firma CAIMA und Langfaser-Sulfit-Zellstoff der Firma MODO eingesetzt. Der Langfaser-Sulfit-Zellstoff wies einen Schopper-Riegler- Mahlgrad von SR°20 bis 22 auf. Der Eukalyptus-Sulfit-Zellstoff war dage­ gen nur entstippt. Durch die Mehrschicht-Zuführeinrichtung wurden die Rohstoffe so in die Maschine eingeführt, daß 2/3 Eukalyptus-Sulfit-Zell­ stoff auf der Zylinderseite und 1/3 Langfaser-Sulfit-Zellstoff auf der Hau­ benseite zu liegen kamen. Für die Versuche wurde ein Flächengewicht der Papierbahn von ca. 16 g/m² gewählt. Die Laufgeschwindigkeit der Papier­ bahn durch die Maschine betrug 1200 m/min. Die lineare Preßkraft der beiden Preßrollen betrug 90 kN/m bzw. 80 kN/m. Als Soll-Feststoffgehalt nach der Endtrockung beim Zylinderauslauf wurden 95% und als Krep­ pungsgrad 16% festgelegt.

Das Sieb der Maschine bestand aus einem einlagigen Gewebe der Firma ALBANY/Nordiskafilt. Der Übergabefilz ist vom Typ "Albany Duravent". Als hemicellulosehaltige Zusatzstoffe wurden kationisches Galaktomannan, nichtmodifiziertes (nichtionisches) Galaktomannan, Xylan ohne Seitenketten (gewonnen aus der Viskoseherstellung) bzw. hochgemahlener ECF-Birken­ sulfat-Zellstoff mit einem Mahlgrad von SR°80 verwendet. Als kationisches Fixiermittel kam das Produkt "Catiofast CS" der Firma BASF und als Naß­ festmittel "Giluton 501 N" zum Einsatz.

Es wurden die folgenden Herstellungstests auf der Basis des erfindungsge­ mäßen Verfahrens durchgeführt. Die Testergebnisse sind dabei in der der folgenden Beschreibung beigefügten Tabelle "Testergebnisse" entnehmbar:

Test Nr. 0

Dieser Test diente zur Herstellung einer Referenzprobe, bei der die oben angegebene Standard-Zellstoffmischung ohne Hemicellulose-Zugabe mit 5 kg/t Giluton 501 N-Naßfestmittel zu einem Tissue-Muster verarbeitet wur­ de. Der Zellstoff-Eintrag und die Naßfestmittel-Konzentration blieben während der folgenden Tests mit Zugabe von hemicellulosehaltigen Zusatz­ stoffen beibehalten.

Im übrigen wurden bei ansonsten gleichbleibenden Testbedingungen immer mehrere Testdurchläufe gefahren und die Meßwerte durch eine Durch­ schnittsbildung aus den einzelnen Ergebnissen ermittelt.

Beim Test Nr. 0 ergab sich ein Tissue-Papier, das 4-lagig eine Bruchfe­ stigkeit in Maschinenlaufrichtung (MD) von 16,97 N/50 mm und in Quer­ richtung (CD) von 8,5 N/50 mm aufwies. Der Zylinderdruck betrug 600 kPa, die Haubentemperaturen betrugen 371 bzw. 377°C.

Der Maschinenlauf war dabei in Ordnung. Das Tissue-Muster war sehr weich (Festigkeitsbewertungsziffer 7,7), jedoch von sehr geringer Festig­ keit.

Testreihe Nr. 1

Es wurde kationisches Galaktomannan als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff verwendet. Zur Einbringung des kationischen Galaktomannans in die Pulpe wurde kationisches Galaktomannan-Pulver in Wasser gelöst, um eine 10%ige Lösung herzustellen. Diese Lösung wurde in unterschiedlichen An­ teilen an Galaktomannan der Pulpe zugeführt.

Test Nr. 1a

Es wurde die oben angegebene Lösung mit einem Trockengewichtsanteil an Galaktomannan-Pulver von 0,2% bezogen auf das Trockengewicht der Zell­ stoff-Fasern in beide Pulpe-Zufuhrleitungen für die Mehrschicht-Zufüh­ rungseinrichtung gepumpt.

Im Ergebnis trat hinsichtlich der Maschinenlaufeigenschaften ein "Relea­ se-Effekt" auf, d. h. die Haftung der Papierbahn am Zylinder wurde ge­ ringer. Außerdem verschlechterte sich der Coating-Film etwas. Allerdings war die Papierbahn leichter zu trocknen und ihre Bruchkraft (trocken) nahm um ca. 15% (MD) bzw. 17% (CD) zu.

Test Nr. 1b

Es wurde die obenangegebene Galaktomannan-Lösung mit einem Mengenan­ teil von 0,4% an Galaktomannan-Pulver bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern zugeführt und in mehreren Maschinenläufen ent­ sprechende Tissue-Papierbahnen gefertigt.

Im Ergebnis blieb der beobachtete Release-Effekt bestehen. Allerdings er­ folgte die Trocknung noch leichter, was sich durch einen weiter herabge­ setzten Zylinderdruck und weiter erniedrigte Haubentemperaturen aus­ drückte. Die Bruchkraft (trocken) nahm um durchschnittlich 44% (MD und CD) zu.

Test Nr. 1c

Es wurde die oben angegebene Galaktomannan-Lösung mit einem Gewichts­ anteil von 1,0% direkt in den Pulper gegeben.

Im Ergebnis fand eine weitere Erleichterung der Trockung statt, sie wird also mit steigender Konzentration an kationischem Galaktomannan zuneh­ mend besser. Die Absenkung der Haubentemperatur erreichte ihr Maximum, die des Zylinderdruckes erreichte den zweithöchsten Wert. Die Bruchkraft (trocken) nahm um durchschnittlich 84% (MD) und 90% (CD) zu.

Testreihe Nr. 2

Als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff wurde bei dieser Testreihe hochge­ mahlener Birkenzellstoff eingesetzt. Birkenzellstoff wurde dabei in der üblichen Weise gemahlen, bis ein Mahlgrad von SR°80 erreicht wurde. Ei­ ne derartige Birkenzellstoff-Pulpe hat eine schmierige, schleimartige Kon­ sistenz. Um einerseits eine gute Lösung der Hemicellulosen in der ein­ gangs erörterten Basis-Pulpe und andererseits eine Fixierung dieser Hemi­ cellulosen an den Zellstoff-Fasern zu erreichen, wurde die Basis-Pulpe mittels Natriumhydroxid auf einem pH-Wert von 8 bis 8,5 eingestellt. Dann wurde die hochgemahlene Birken-Pulpe sowie das obenangegebene kationi­ sche Fixierungsmittel "Catiofast" zur Fixierung der Hemicellulosen zuge­ geben. Anschließend wurde die erhaltene Pulpenmischung mittels Schwefel­ säure auf einen pH-Wert von 6,5 bis 7,0 eingestellt.

Test Nr. 2a

In der vorstehend angegebenen Weise hochgemahlener Birkenzellstoff mit wurde einem Trockengewichtsanteil von 2% bezogen auf auf das Trockenge­ wicht der Zellstoff-Fasern in der Basis-Pulpe dieser zugegeben.

Im Ergebnis wurden sehr gute Maschinenlaufeigenschaften erreicht, wobei sich beim Anlauf der Papiermaschine sehr schnell ein starker, gleichmä­ ßiger Coating-Film ausbildete. Die Blattbildung war ebenfalls gut. Die Bruchkraft (trocken) stieg um durchschnittlich 24% (MD) bzw. 26% (CD).

Das bei dem Versuch erhaltene Tissue-Papier war jedoch etwas härter als die Referenzprobe.

Test Nr. 2b

Es wurde in der vorstehend angebenen Weise hochgemahlener Birkenzell­ stoff mit einem Feststoffanteil von 5% bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern der Basis-Pulpe zugegeben.

Im Ergebnis führte dies zu hervorragenden Maschinenlaufeigenschaften und zur Ausbildung eines außerordentlich guten Coating-Films. Die Bruchkraft (trocken) stieg um durchschnittlich 56% (MD) bzw. 40% (CD).

Testreihe Nr. 3

Als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff wurde hierbei nichtmodifiziertes Ga­ laktomannan in Form einer 1%igen Lösung in Wasser verwendet. Diese Lö­ sung wurde in den Pulper gegeben, damit das Galaktomannan sich leich­ ter lösen kann. Auf dem Boden des Pulpers befand sich ein Propeller, der zur besseren Durchmischung genutzt wurde. Das nichtmodifizierte Galakto­ mannan wurde zusammen mit der Pulpe mindestens 20 Minuten gerührt. Anschließend wurde das kationische Fixiermittel "Catiofast" zugegeben, und der pH-Wert durch Schwefelsäure auf 6,5 bis 7,0 eingestellt.

Test Nr. 3a

Die vorstehend erörterte Lösung von nichtmodifiziertem Galaktomannan wurde mit einem Trockengewichtsanteil von 0,4% Galaktomannan bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Faser der Basis-Pulpe in diese eingegeben.

Im Ergebnis war die Weichheit des daraus hergestellten Tissues im Ver­ gleich zum Birkenversuch deutlich verbessert. Eine gute Coatingfilm- und Blattbildung konnte beobachtet werden. Die Bruchkraft stieg durchschnitt­ lich um 52% (MD) bzw. 32% (CD). Durch die Zugabe von nichtmodifiziertem Galaktomannan konnte eine Absenkung des Zylinderdruckes und der Hau­ bentemperatur vorgenommen werden, um auf den gleichen Soll-Feststoff­ gehalt der trockenen Papierbahn von 95% zu kommen.

Test Nr. 3b

Es wurde die 10%ige Lösung von nichtmodifiziertem Galaktomannan mit einem Feststoffanteil von 1% an Galaktomannan bezogen auf das Trocken­ gewicht der Zellstoff-Fasern in der Basis-Pulpe zugegeben.

Im Ergebnis wurde ein gleichmäßiger, guter Coating-Film beobachtet, der gegenüber dem Birken-Versuch lediglich etwa dünner ausfiel. Auch die Blattbildung, Weichheit und Maschinenlaufeigenschaften waren gut. Die Papierbahn trocknete gegenüber dem Test Nr. 3a etwas besser, d. h. die erhöhte Konzentration des Galaktomannans führte zu einer weiteren Ab­ senkung des Druckes und der Haubentemperatur. Die Bruchkraft (trocken) stieg durchschnittlich um 54% (MD) bzw. 22% (CD).

Test Nr. 3c

Zusätzlich zu der analog Test Nr. 3b vorgenommenen Zugabe von 1% nichtmodifiziertem Galaktomannan wurde noch kationisches Galaktomannan entsprechend der Testreihe Nr. 1 mit einem Feststoffgehalt von 1% an kationischem Galaktomannan bezogen auf das Trockengewicht der Zell­ stoff-Fasern in der Basis-Pulpe direkt in den Pulper gegeben.

Im Ergebnis war die Haftung der Papierbahn am Trockenzylinder etwas geringer als bei den vorherigen Versuchen der Testreihe Nr. 3. Die Krep­ pung hingegen war gut und das Tissue-Produkt weich. Die Bruchkraft stieg um durchschnittlich 62% (MD) bzw. 37 (CD). Die Kombination des kationischen und des nichtmodifizierten Galaktomannans als hemicellulose­ haltige Zusatzstoffe erlaubte eine maximale Absenkung des Zylinderdruckes und eine hohe Absenkung der Haubentemperatur.

Test Nr. 3d

Es wurden 0,4% nichtmodifiziertes Galaktomannan und 1% kationisches Ga­ laktomannan jeweils bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern in der Basis-Pulpe als hemicellulosehaltige Zusatzstoffe zugegeben. An­ sonsten wurde wie im Test Nr. 3c verfahren.

Im Ergebnis wurde ein besserer Coating-Film am Zylinder festgestellt. Die Bruchkraft (trocken) stieg durchschnittlich um 58% (MD) bzw. 39% (CD).

Testreihe Nr. 4

Als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff wurde seitenkettenfreies Xylan ver­ wendet, das als Abfallprodukt bei der Viskoseherstellung anfällt. Das Xylan wurde in einer 30°C warmen Lösung aus Natriumhydroxid und Was­ ser mit einem pH-Wert von 10 bis 11 unter starkem Rühren gelöst. Es wurde dabei eine 2%ige Lösung angesetzt. Anschließend wurde eine defi­ nierte Menge dieser Xylan-Lösung in die auf einen pH-Wert von 8,5 einge­ stellte Basis-Pulpe gepumpt und kräftig gerührt. Zur Fixierung des Xylans auf den Zellstoff-Fasern wurde 10 l/t kationisches Fixiermittel "Catiofast" zugegeben und nachfolgend der pH-Wert der Pulpe zur Siche­ rung der Xylan-Fixierung mittels Schwefelsäure auf 6,5 bis 7,0 einge­ stellt.

Test Nr. 4a

In der vorstehend erörterten Weise wurde Xylan-Lösung in einer Menge von 0,2 Gew.-% festen Xylan bezogen auf das Trockengewicht der Zell­ stoff-Fasern in der Basis-Pulpe zugegeben.

Im Ergebnis bildete sich ein dünner, streifiger Coating-Film aus. Die Maschinenlaufeigenschaften der Papierbahn waren in Ordnung. Der Zylin­ derdruck wurde gegenüber dem Referenztest Nr. 0 um etwa 8%, die Hau­ bentemperatur sogar um ca. 30%, also deutlich abgesenkt. Das erhaltene Tissue-Produkt war weich und vermittelte ein angenehmes taktiles Gefühl.

Die Bruchkraft (trocken) stieg um durchschnittlich 73% (MD) bzw. 44% (CD).

Test Nr. 4b

Es wurde in der oben angegebenen Weise Xylan-Lösung in einer Trocken­ gewichtsmenge von 0,4% Xylan bezogen auf das Gewicht der Zellstoff-Fa­ sern in der Basis-Pulpe zugegeben.

Im Ergebnis wurde die Coatingfilm-Bildung verbessert, der Coatingfilm war jedoch immer noch streifig und die Maschinenlaufeigenschaften waren in Ordnung. Das Produkt ist relativ weich. Die Bruchkraft (trocken) stieg um durchschnittlich 52% (MD) bzw. 33% (CD). Der Zylinderdruck und die Haubentemperatur wurden gegenüber Test Nr. 4a noch weiter erniedrigt.

Test Nr. 4c

Analog Test Nr. 4b wurde Xylan in einer Trockenmenge von 1% bezogen auf das Trockenfasergewicht der Basis-Pulpe zugeführt.

Im Ergebnis verbesserten sich die Coatingfilm-Bildung und die Maschi­ nenlaufeigenschaften. Das Produkt wurde noch weicher. Die Bruchkraft (trocken) stieg um durchschnittlich 40% (MD) bzw. 31% (CD). Im Vergleich zu Test Nr. 4b waren die Zylinderdruck und Haubentemperaturen nahezu konstant.

Die vorstehenden quantitativen Aussagen über die Festigkeitswerte und Weichheit des in den einzelnen Versuchen hergestellten Tissue-Papiers sowie die dabei gegebenen Zylinderdruck- und Haubentemperatur-Verhält­ nisse sind der nachfolgenden Tabelle "Testergebnisse" entnehmbar.

Die einzelnen Tabellenspalten haben folgende Bedeutung:

• - "Versuch" = Test Nr. wie vorstehend verwendet
• - "FG" = Flächengewicht der hergestellten Papierbahn in g/m²
• - "Durchschnitt MD" = durchschnittliche Bruchkraft (trocken) einer 4-lagigen Tissue-Probe bezogen auf die Maschinenlaufrichtung in N/50 mm
• - "Durchschitt CD" = durchschnittliche Bruchkraft (trocken) einer 4-lagigen Tissue-Probe bezogen auf die Querrichtung der Papierbahn in N/50 mm
• - "Zunahme (gegen 0) MD%" = Zunahme der durchschnittlichen Bruchkraft gegenüber der Referenzprobe bezogen auf die Maschinenlaufrichtung
• - "Zunahme (gegen 0) CD%" = Zunahme der durchschnittlichen Bruchkraft gegenüber der Referenzprobe bezogen auf die Querrichtung
• - "Festigkeitsindex" = MD × CD in N/50 mm
• - "Weichheit" = aus einem Panel-Test ermittelte Bewertungsziffer für die Weichheit des im jeweiligen Test gefertigten Tissue-Produktes
• - "Druck (KPa)" = Zylinderdruck in kPa
• - "Diff. zu 0" = Differenz des Zylinderdrucks im jeweiligen Test zum Zylinderdruck beim Referenztest in kPa
• - "Temp. 1 (°C)" = Lufttemperatur der ersten Trocknungshaube in °C
• - "Diff. zu 0 (°C)" = Temperaturdifferenz der Temp. 1 des jeweiligen Tests zur Temp. 1 im Referenzversuch Nr. 0 in °C
• - "Temp. 2 (°C)" = Lufttemperatur der zweiten Trocknungshaube in °C und
• - "Diff. zu 0 (°C)" = Differenz der Temp. 2 beim jeweiligen Test zur Temp. 2 beim Referenztest 0 in °C.

Weitere Erläuterungen zu den vorstehenden Größen:
Die Weichheit des Tissue-Produkts wird in einem sogenannten Panel-Test anhand einer für Taschentücher gültigen Weichheitsskala mit den Werten 5 bis 9 ermittelt. Eine Weichheit von 5 bedeutet ein relativ hartes Hygie­ ne-Zellstofftuch, wogegen eine Weichheit von 9 ein sehr weiches Tuch be­ deutet.

Die beiden Temperaturen Temp. 1 und Temp. 2 rühren daher, daß in Um­ fangsrichtung des Trockenzylinders zwei getrennte Hauben zur Trocknung der Papierbahn verwendet werden, die sich jeweils über einen Umfangs­ winkel von ca. 90° entlang des Trockenzylinders erstrecken.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von gekrepptem Hygiene-Zellstoffpapier, insbesondere von Tissue-Papier, mit folgenden Verfahrensschritten:

• - Herstellen einer zellstoffhaltigen Pulpe,
• - Aufbringen einer Pulpe-Naßbahn auf ein kontinuierlich umlaufendes Sieb,
• - Vorentwässerung der Pulpe-Naßbahn auf dem Sieb,
• - Hauptentwässerung der Pulpe-Naßbahn mittels Preßrollen,
• - Überführen der Naßbahn auf einen Trockenzylinder,
• - Trocknen der Pulpe-Naßbahn auf dem Trockenzylinder, und
• - Abschaben der getrockneten Papierbahn von Trockenzylinder unter Kreppung der Bahn,

dadurch gekennzeichnet daß
der Pulpe vor dem Aufbringen der Pulpe-Naßbahn auf das Sieb und/oder der Naßbahn selbst ein hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der hemicel­ lulosehaltige Zusatzstoff vor, während oder nach der Aufbereitung der Pulpe in die Pulpe oder bereits bei der Herstellung des Zellstoff-Roh­ stoffes für die Pulpe selbst zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hemicel­ lulosehaltigen Zusatzstoffe unmittelbar nach dem Aufschlagen des Zell­ stoff-Rohstoffes zugegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hemicel­ lulosehaltige Zusatzstoff beim Zuführen der aufbereiteten Pulpe zum Sieb, insbesondere in die Zufuhrleitungen für die Pulpe zum Sieb zugegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Galaktomannan-Lösung als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zu­ gegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa 10%ige Lösung von Galaktomannan-Pulver in Wasser mit einem Gewichts­ anteil von 0,15% bis 1,5% nichtionisches Galaktomannan-Pulver bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern in der Pulpe als hemicellu­ losehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine 1%ige Lösung von kationischem Galaktomannan-Pulver in Wasser mit einem Ge­ wichtsanteil von 0,15% bis 1,5% von Galaktomannan-Pulver bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern in der Pulpe als hemicellulo­ sehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das kationische Galaktomannan oder nichtionisches Galaktomannan oder eine Mischung davon als hemicellulosehaltige Zusatzstoffe zugegeben werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Birkenzellstoff als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Birkensul­ fat-Zellstoff mit einem Schopper-Riegler-Mahlgrad von mindestens SR°80 als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Bir­ kenzellstoff mit einem Trockengewichtsanteil von 1 bis 6% bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern in der Pulpe als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Xylan als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine 2%ige Lösung von Xylan in einer Mischung von Natriumhydroxid und Wasser mit einem pH-Wert von 10 bis 11 mit einem Trockengewichtsanteil von 0,15% bis 1,5% von Xylan bezogen auf das Trockengewicht der Zellstoff-Fasern in der Pulpe als hemicellulosehaltiger Zusatzstoff zugegeben wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der pH-Wert der Pulpe auf einen Bereich von 8,0 bis 8,5 einge­ stellt, anschließend der hemicellulosehaltige Zusatzstoff zugegeben und mit der Pulpe vorzugsweise unter Rühren vermischt und schließlich der pH-Wert der Mischung auf 6,5 bis 7,0 eingestellt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Pulpe ein kationisches Fixiermittel und gegebenenfalls ein Naßfestmittel zugegeben werden.