DE4344139C2 - Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe mit verbesserten Gebrauchseigenschaften - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe mit verbesserten GebrauchseigenschaftenInfo
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton
und Pappe mit verbesserten Gebrauchseigenschaften.
Der Verbrauch von Papier, Karton und Pappe ist weltweit von steigender
Tendenz. Daher ist es notwendig, zur Herstellung von Papier, Karton und
Pappe auf Rohstoffe zurückzugreifen, die leicht beschaffbar, in praktisch
unbegrenzter Menge zur Verfügung stehen und kostengünstig sind. Es ist be
kannt, daß sowohl Stärke als auch Stärkederivate bei der Papierherstellung
eingesetzt werden. Da die Gewinnung von Stärke verhältnismäßig aufwendig
ist und dabei eine ganze Reihe von Nebenprodukten mit anfallen, stellt der
Einsatz von Stärke keine optimale Lösung für einen Rohstoff für die Papier
herstellung dar. Dabei beträgt der Einsatz von Stärke ca. 16,2 kg/t Papier.
Der Einsatz von Stärke bei der Papierherstellung dient der Retention, der
Anbindung von Füllstoff- und Feinstoffteilchen, der Entwässerung und der
Verbesserung der Festigkeit.
Nach der DD-PS 2 76 313 ist bereits versucht worden, bei der Papierherstellung
Getreidemehl einzusetzen und so auf den Einsatz von Stärke zu verzichten.
Dabei wird 0,5 bis 5% Getreidemehl, bezogen auf den Faserstoff, in Form
einer wäßrigen Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 15% thermisch
und/oder alkalisch verkleistert und dann der Faserstoffmasse vor der Blatt
bildung zugesetzt. Die ausschließlich thermische Verkleisterung wird durch
Erhitzen der wäßrigen Mehldispersion auf eine Temperatur oberhalb des für
die jeweilige Mehlsorte charakteristischen Wertes erreicht, die alleinige
alkalische Verkleisterung erfolgt durch Zugabe von 15 bis 25% Ätznatron,
bezogen auf Getreidemehl, bei Normaltemperatur. Die thermisch-alkalische Ver
kleisterung erfolgt bei Temperaturen von 60 bis 90°C und einer Zugabe von
5 bis 15% Ätznatron.
Dabei hat sich gezeigt, daß Getreidemehle bei der Dispergierung stark zur
Klumpenbildung neigen, was auch durch starkes Rühren nicht behebbar ist und
auch bei der sich anschließenden Verkleisterung die Klumpen bestehen bleiben.
Dazu ist Mehl ein recht heterogenes Gemisch, was sich an sich ungünstig auf
die Qualität des entstehenden Papieres auswirkt, da es noch zusätzlich
über zahlreiche Inhaltsstoffe verfügt, die für die Papierherstellung un
nötig bis störend sind.
Nach der DE-PS 28 33 452 ist ein Verfahren zum Herstellen von Papier für Ver
packungszwecke, insbesondere für die Herstellung von Wellpappe bekannt ge
worden, nach dem einem Altpapieranteil von etwa 98% Zuschlagstoffe von etwa
2% aus Getreide und/oder getrockneten Knollen und/oder Wurzeln zugegeben
werden, wobei die aus den Zuschlagstoffen abgetrennte Stärke nach deren teil
weiser oder vollständiger Verkleisterung auf die Oberfläche der Papierbahn
aufgebracht wird. Die dabei erhaltenen Faserstoffe werden in vorgegebener
Menge dem Altpapieranteil zugesetzt.
Dieses Verfahren erfordert eine aufwendige Trennung von Stärke und Faserstof
fen, wobei die Stärke zur Behandlung der Papierbahn genutzt und der verblei
bende Rest an Faserstoffen dem Altpapieranteil zugeschlagen wird. Dieser Rest
ist dabei verschwindend gering. Die Stärke hingegen wird in bekannter Weise
eingesetzt, wodurch kaum ein Unterschied zu anderen bekannten Verfahren zu
verzeichnen ist. Bemerkenswert ist dabei der hohe apparative Aufwand, mit
dem herkömmliche Unternehmen der Papierherstellung überfordert erscheinen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stärke bei der Herstellung von Pa
pier durch Getreidemehle zu substituieren, wobei das Getreidemehl in eine
homogene Substanz zu überführen ist und so die Dispergierung in Wasser zu
verbessern und die Klumpenbildung zu vermeiden ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst wie im kennzeichnenden Teil des An
spruchs 1 dargelegt. Weitere Merkmale der Ausgestaltung der Erfindung sind
aus den Ansprüchen 2 bis 7 zu entnehmen.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß das vermahlene Extrudat ein praktisch
homogenes Pulver ergibt. Die im Getreidemehl enthaltene Stärke ist durch den
Extrusionsprozeß hydrothermisch und mechanolytisch modifiziert worden, was
den Verkleisterungsvorgang überflüssig macht. Das vermahlene Extrudat kann
sofort in kaltem Wasser dispergiert werden, was ohne Klumpenbildung in jedem
Fall gelingt. Bei einer Verkleisterung kommt es zu keiner mechanolytischen
Modifizierung, das ist eine im Extruder durch mechanische, nicht hydro
thermischen Einwirkung erfolgende Denaturierung der Stärke. Dieser Vorgang
ist für die Vermeidung einer Klumpenbildung wesentlich. Die Zugabe der so
hergestellten Suspension zum Papierstoff läßt eine gleichmäßige Verteilung
zu und hat damit ein fehlerfreies Papier im Gefolge. Neben der mechanolyti
schen Modifizierung erfolgt im Extruder zwangsläufig auch eine hydrother
mische Modifizierung der Stärke.
Es ist auch möglich, die aus vermahlenem Extrudat in Wasser gebildete Sus
pension unter Normaldruck bis etwa 120°C zu erhitzen. Das ist aber von
der Zusammensetzung des Papierstoffes abhängig und dient der besseren Ver
teilung in diesem. Um Papiere für verschiedene Verwendungszwecke zu erhal
ten, sind Zugaben von Farbstoffen, Hilfs- und Füllstoffen sowie die Zugabe
von zusätzlichen Retentionsmitteln vorgesehen. Als Retentionsmittel werden
kationische, synthetische oder natürliche Polymere zugesetzt und sie dienen
der Anbindung von Füllstoff- und Feinstoffteilchen, der Entwässerung und
der Verbesserung der Festigkeit.
Die Erfindung ist an Hand zweier Beispiele näher erläutert.
Diese zeigen zunächst die Aufbereitung des Roggenmehles und anschließend
einige Daten der damit hergestellten Papiere.
Das Mehl wird auf eine Feuchte von 18 Gew.-% aufgenetzt und einem Extruder
zugeführt. Es wird ein gleichläufiger Doppelschneckenextruder eingesetzt,
in dem die mechanolytische und hydrothermische Modifizierung erfolgt. Die
Extrusionstemperatur liegt dabei bei 150°C. Bei einer Drehzahl von
300 min-1 beträgt der Massedruck 4,8 MPa. Das so gewonnene Extrudat wird
auf herkömmlichen Trocknungsanlagen getrocknet und anschließend auf eine
Korngröße < 80 µm vermahlen. Nach der Vermahlung wird das so gewonnene
pulverförmige Extrudat in kaltem Wasser dispergiert, was problemlos, ohne
Klumpenbildung vor sich geht. Hier können Trennmittel, wie Kieselsäure
oder auch ein- oder mehrwertige Alkohole, zugesetzt werden. Im vorliegen
den Fall ist der durch diese Zusätze erreichbare Effekt durch intensives
Rühren erreicht worden. Diese Suspension wird dem Papierstoff zugesetzt,
wobei vorher noch ein Retentionsmittel zugesetzt wird. Es wird das Papier
auf einem Laborblattbildner erzeugt, wobei die Gegenüberstellung mit her
kömmlich hergestelltem Papier (0-Probe) ohne Zusatz erfolgt.
Die Verfahrensführung erfolgt wie bei Beispiel 1, nur mit den nachfolgend
genannten Daten. Die Papierherstellung erfolgt auf einer Langsiebpapier
maschine, wobei Vergleichswerte ohne Zusätze, bei Verwendung von Stärke
und zwei bei unterschiedlicher Zugabe von der aus dem Extrudat gewonnenen
Suspension aufgeführt sind.
Mahlgrad SR = nach Schopper-Riegler
Rohstoff: Roggenmehl
Asche: 0,64 Gew.-%
Extrusionsparameter:
Temperatur: 100°C
Massedruck: 6,3 MPa
Drehzahl: 300 min-1
Feuchte: 25 Gew.-%
Mahlgrad SR = nach Schopper-Riegler
Rohstoff: Roggenmehl
Asche: 0,64 Gew.-%
Extrusionsparameter:
Temperatur: 100°C
Massedruck: 6,3 MPa
Drehzahl: 300 min-1
Feuchte: 25 Gew.-%
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe mit verbesserten
Gebrauchseigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß Getreidemehl mit
einer Anfangsfeuchte von 15 bis 30 Gew.% bei 50 bis 180°C extrudiert
wird und das erhaltene Extrudat getrocknet und anschließend auf eine
Korngröße von < 180 µm vermahlen und in kaltes Wasser eingerührt wird
und von dieser Suspension anschließend 0,3 bis 8%, bezogen auf die Masse
des Papierstoffes, demselben zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Einrühren des
vermahlenen Extrudats in Wasser Trennmittel wie Kieselsäure zugesetzt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Einrühren des
vermahlenen Extrudats in Wasser mit Wasser mischbare Lösungsmittel wie
ein- oder mehrwertige Alkohole zugesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch
Anrühren des vermahlenen Extrudats in kaltem Wasser hergestellte Suspen
sion vor der Zugabe zum Papierstoff bei Normaldruck auf 50 bis 120°C
in einem Autoklaven erhitzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die
Suspension vor Zugabe zum Papierstoff mit Hilfs- und Füllstoffen ge
mischt wird oder nach Zugabe zum Papierstoff Retentionsmittel zugesetzt
werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfs
stoffe wahlweise Farbstoffe zugesetzt werden und als Füllstoffe
Kaolin oder Kreide dienen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reten
tionsmittel kationische, synthetische oder natürliche Polymere einge
setzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934344139 DE4344139C2 (de) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe mit verbesserten Gebrauchseigenschaften |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934344139 DE4344139C2 (de) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe mit verbesserten Gebrauchseigenschaften |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4344139A1 DE4344139A1 (de) | 1995-06-29 |
DE4344139C2 true DE4344139C2 (de) | 1997-08-07 |
Family
ID=6505979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934344139 Expired - Fee Related DE4344139C2 (de) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Verfahren zur Herstellung von Papier, Karton und Pappe mit verbesserten Gebrauchseigenschaften |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4344139C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10233524A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-12 | Mühle Rüningen GmbH & Co. KG | Mittel zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit von Papiermasse für Stärke |
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DE2833452C2 (de) * | 1978-07-29 | 1982-03-11 | Zucker, Friedrich J., Dipl.-Ing., 4040 Neuss | Verfahren zum Herstellen von Papier für Verpackungszwecke, insbesondere für die Herstellung von Wellpappe |
DD276313A1 (de) * | 1988-10-17 | 1990-02-21 | Papierfabrik Greiz Veb | Verfahren zur herstellung von papier, karton oder pappe unter verwendung von getreidemehlen |
-
1993
- 1993-12-23 DE DE19934344139 patent/DE4344139C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10233524A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-12 | Mühle Rüningen GmbH & Co. KG | Mittel zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit von Papiermasse für Stärke |
DE10233524B4 (de) * | 2002-07-23 | 2006-02-09 | Mühle Rüningen GmbH & Co. KG | Mittel zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit von Papiermasse für Stärke, Verfahren zur Herstellung, Verwendung sowie Verfahren zur Herstellung von Papier |
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Publication number | Publication date |
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DE4344139A1 (de) | 1995-06-29 |
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