CH623371A5

CH623371A5 -

Info

Publication number: CH623371A5
Application number: CH1536977A
Authority: CH
Inventors: Julio Dipl Ing Ginocchio; Juergen Gnieser
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1981-05-29
Also published as: FR2411646A1; AT356511B; ATA919077A; GB2010352A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leimung von Papier mittels Harzleimen, die mit Hilfe von Aluminiumsalzen ausgefällt werden.

Bei der Leimung von Papier, die im allgemeinen durch Fällen von gelösten, verseiften Harzleimen mit Hilfe von wäss-rigen Lösungen von Aluminiumsulfaten (Alaun) vorgenommen wird, bereitet das in den Prozess eingebrachte Sulfat bei der Abwasseraufbereitung Schwierigkeiten, die besonders ins Gewicht fallen, wenn der Wasserkreislauf des Herstellungsprozesses für Papier oder Karton geschlossen wird, d.h. das aufbereitete Abwasser erneut in den Prozess zurückgeführt wird.

Diese Schwierigkeiten bestehen in Korrosions- und Geruchsproblemen, die durch eine Reduktion des Sulfats zu Sulfiden durch anaerobe mikrobielle Vorgänge und durch die anschliessende Bildung von Schwefelwasserstoff verursacht werden. Dabei können diese Probleme zusätzlich noch dadurch verschärft werden, dass bei zur Klärung des Abwassers in den Wasserkreislauf integrierten Flockungsprozessen Aluminiumsulfat als Flockungsmittel verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Harzlei-mung von Papier zu schaffen, bei dem die geschilderten Korrosionsprobleme vermieden werden. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Flockungsmittel mindestens ein praktisch sulfatfreies Aluminiumpolyhydroxychlorid (APHC) (Alr[OH]sClt), insbesondere Ak(OH)4Cl2, verwendet wird, dessen Restgehalt an Sulfationen - bezogen auf den Gehalt an AI2O3 - maximal etwa 0,01 Gew.-% beträgt.

Zu den Mengenanteilen der einzelnen Komponenten können beispielsweise folgende orientierende Angaben gemacht werden: Der Chloranteil gehorcht etwa der Beziehung t = 3 • r-s; die Basizität des trockenen APHC, d.h. das Verhältnis zwischen den Anteilen an OH-Gruppen und an Aluminium, ergibt sich etwa aus der Funktion s/3r « 0,5 bis 0,7, während schliesslich der AI-Anteil r Werte zwischen 1 und 5 annehmen kann.

Derartige APHC sind als Flockungsmittel bekannt und im Handel erhältlich. Selbstverständlich sind für unter Umständen in dem geschlossenen Wasserkreislauf vorgesehene Flockungs-prozesse ebenfalls sulfatfreie Flockungsmittel zu verwenden.

Das als Fällungsmittel für die Harzleitung benutzte APHC kann dabei der vorbereiteten Suspension aus Faserstoff und Leimungsmittel mit Vorteil entweder als wässrige Lösung oder als Feststoff zugesetzt werden.

Während die Menge an Leimungsmittel - ausgedrückt in Trockensubstanz bezogen auf die Trockensubstanz in Faserstoffen (atro-atro) - in der Papiersuspension in üblicher Weise zwischen Null bei saugfähigem Papier bis zu mehreren Prozenten bei hochwertigem Zeichnungspapier schwanken kann und im Durchschnitt für eine Voll-Leimung 2-3% - alle Prozentangaben bedeuten Gew.-% - beträgt, ist der Mengenanteil an Fällungsmittel im allgemeinen abhängig von dem gewählten Leimungsmittel; er beträgt—angegeben in Trockensubstanz AI2O3, bezogen auf die Trockensubstanz an Leimungsmitteln -, etwa 20-50%.

Die Wirksamkeit des neuen Leimungsverfahrens wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Vergleich zu einer durch eine Alaunfällung hergestellten Probe verdeutlicht.

Um die Wirkungsunterschiede des Fällungsmittels besonders deutlich werden zu lassen, werden dabei besonders ungünstige Randbedingungen gewählt, nämlich eine relativ alte Harzseifenlösung, relativ geringe Stoffdichten in der Fasersuspension (2%), niedrige Trockungstemperatur (95°) und eine relativ geringe Menge an Fällungsmittel.

Für jede der beiden Leimungsversuche werden 16 g atro Zellstoff (Cellulose der Firma Bleached Softwood Kraft, Cari-boo/USA) in einer Jokro-Mühle in einer wässrigen Suspension von 6% Fasergehalt gemahlen und anschliessend mit Wasser (destilliert) auf eine Konzentration von 2% Fasergehalt verdünnt.

Pro Gewichtseinheit atro Faserstoff werden zu der verdünnten Lösung 2% atro einer handelsüblichen Harzseife (verstärkte Harzseife der Bezeichnung «Ehasol Super 50» der Firma Colloding mit einem Gehalt von 52,7% Trockensubstanz; Herstellungsjähr der Harzseife 1968) zugegeben und während 30 sek eingerührt.

Anschliessend werden die Fällungsmittel beigefügt. Der Masse A werden in einer Lösung 3% handelsübliches Al-Sulfat beigemischt, was bezogen auf den Trockensubstanzgehalt der Fasersuspension 0,525% AI2O3 entspricht. Der Alaun mit 17,5 % AI2O3 wird dabei vor der Zugabe zur Masse A in Wasser gelöst, so dass eine Lösung mit 100 g Alaun pro 1 und einem pH-Wert von 3,4 entsteht. Um auf den gleichen Mengenanteil an die Fällung bewirkende Aluminium-Partikeln zu kommen, werden der Suspension B entsprechend 5,25 % einer wässrigen Lösung von APHC zugegeben, die einen pH-Wert von 2,8 und einen Ak03-Gehalt von 10% hat, wobei das vorliegende Handelsprodukt an APHC die Summenformel Al2(OH)4Cl2 aufweist.

Nach weiterem, etwa 2 min dauerndem Rühren bleiben die beiden Versuchsansätze etwa 8 min stehen, um die Fällungsreaktion ablaufen zu lassen. Danach wird mit Brauchwasser jede Suspension zu einer Menge von 6670 ml aufgefüllt, was einer Stoff dichte von 0,24% entspricht.

Abschliessend wird die Standard-Blattbildung auf dem Rapid-Köthen-Gerät durchgeführt und die Blätter während etwa 10 min bei 95° getrocknet.

Der mit beiden Papierproben durchgeführte Leimungstest nach Cobb - in üblicher Weise Cobböo - ergibt, dass infolge der extremen Randbedingungen eine Voll-Leimung in beiden Fällen nicht erreicht wird, dass aber deutliche Unterschiede in der Leimung festzustellen sind, wobei für die mit dem neuen Fällungsmittel durchgeführte Leimung erheblich bessere Werte gemessen werden (Versuch A im Mittel 42,4° Cobb; Versuch B im Mittel 32,3° Cobb). w

Weitere Ergebnisse des geschilderten Vergleichs sind bei Versuch B nach der Leimung ein etwas erhöhter Mahlgrad nach Schopper-Riegler gegenüber demjenigen bei Versuch A (44° SR gegen 40° SR), ein pH-Wert für Versuch B von 5,2 nach der Leimung gegenüber 4,5 im Versuch A und schliesslich - abgesehen von der Fortreissfestigkeit, die bei Probe B etwa 15 % geringer ist als bei Probe A - eine 10-15 % höhere Reissfestigkeit für die Blätter aus dem Versuch B.

In der anschliessenden Tabelle sind die wichtigsten Daten und Ergebnisse des beschriebenen Ausführungsbeispiels zusammengestellt, wobei in der ersten Spalte die Daten für die

5

10

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

ungeleimte Suspension angegeben sind, soweit diese Daten ermittelt worden sind.

Versuch

Faser

Versuch A

Versuch B

Art suspension

Leimung

Fällungsmittel

Alaun

PHAC

Leimzusatz %

2,0

atro/atro

Fällungsmittel %

atro/atro

Alaun mit %

3,0

-

17,5% AI2O3

APHC mit %

—

5,25

10% AhOs

AI2O3 -Äquivalente

-

0,525

Jokromahlung min

42

43

Mahlgrad °SR

- vor Leimung

38

39

— nach Leimung

-

40

44

pH-Wert

— vor Leimung

-

6,7

— nach Leimung

-

4,5

5,2

Leimungsgrad

Cobbôo °Cobb

— Oberseite

-

40,7

34,2

- Unterseite

—

44,1

30,4

— Mittel

-

42,4

32,3

Flächengewicht g/m2

79,7

89,2

86,6

Raumgewicht g/cm3

0,774

0,768

0,766

Reisslänge m

6780

6700

7680

Dehnung %

2,1

1,7

2,3

Fortreissfestigkeit

rei. (Brecht-Imset)

cm-g/cm

222

253

211

Berstfestigkeit,

rei. (DIN, 10 cm2)

kp/cm2

3,85

3,5

3,9

Doppelfalzzahl

-

1195

1395

Claims

623 371

1. Verfahren zur Leimung von Papier mittels Harzleimen, die mit Hilfe von Aluminiumsalzen ausgefällt werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Fällungsmittel mindestens ein praktisch sulfatfreies Aluminiumpolyhydroxychlorid (Alr[OH]sClt) verwendet wird, dessen Restgehalt an Sulfationen - bezogen auf den Gehalt an AI2O3 — ^ /,Ol Gewichts-% ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumpolyhydroxychlorid als wässrige Lösung zugesetzt wird.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumpolyhydroxychlorid als Feststoff der vorbereiteten Suspension aus Faserstoff und Leimungsmittel zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fällungsmittel Aluminiumpolyhydroxychlorid der Formel Ah(OH)4Cl2 verwendet wird.