Refine
Document Type
- Conference Proceeding (3)
- Report (1)
Has Fulltext
- yes (4)
Is part of the Bibliography
- yes (4)
Die Leimung, oder genauer ausgedrückt die partielle Hydrophobierung von Papieroberflächen oder Papierfaserverbunden, stellt einen entscheidenden Verfahrensschritt in der Wertschöpfungskette der Papierherstellung dar. Hierdurch können wesentliche Papiereigenschaften gesteuert werden - wie beispielsweise die Beschreib- und Bedruckbarkeit sowie die Saugfähigkeit, die für spätere Veredelungsprozesse eine wichtige Rolle spielen. Auch die Produktionsgeschwindigkeit des Papiers in der Papiermaschine kann bei wässrigen online Oberflächenbehandlungen durch die vorherige Leimung gesteigert werden.
Der folgende Vortrag zeigt zunächst, warum Papier geleimt wird und welche Eigenschaften durch die Leimung im Werkstoff Papier gesteuert werden können. Daran schließt sich die Beschreibung der unterschiedlichen eingesetzten Leimungsmittel und deren chemische Zusammensetzung an. Der Vortrag schließt mit einigen anwendungstechnischen Aspekten der Leimung.
Ziel dieser Arbeit war es, Wechselwirkungen von Leimungsmitteln mit Füllstoffen und chemischen Additiven aufzuzeigen, sowie mechanistische Grundlagen zur Leimung zu erarbeiten. Es konnte gezeigt werden, dass der Mechanismus der synthetischen Leimungsmittel (ASA und AKD) nicht, wie oft in der Literatur beschrieben, auf eine Veresterung mit den Hydroxylgruppen der Cellulose zurückzuführen ist. Vielmehr ist die optimale Wirkung dieser Leimungsmittel sehr stark von deren Verteilung, Mobilität und Orientierung abhängig. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass der größte Anteil des Leimungsmittels im Papier in ungebundener (hydrolisierter) Form vorliegt. Trotzdem kann der hydrolisierte Anteil deutlich zur Hydrophobierung des Papiers beitragen, wenn dieser richtig orientiert und fein verteilt ist. Schlecht orientierte Leimungsmittel tragen nicht zur Leimung bei bzw. können diese sogar reduzieren.
Weiterhin wurde gezeigt, dass an Füllstoff adsorbierte und im Papier retendierte Leimungsmittel die Oberflächenhydrophobie erhöhen. Die Penetration (Wasseraufnahme) verändert sich dadurch allerdings nur geringfügig. Stark anionische Produkte, wie Dispergiermittel, beeinflussen aufgrund ihrer entgegengesetzten Ladung die kationisch dispergierten Leimungsmittel. Von den kationischen Additiven zeigen insbesondere Stärke und Aluminiumverbindungen (außer bei AKD) einen sehr positiven Effekt auf die Leimung, welcher häufig unabhängig von der Retention des Leimungsmittels ist. Grenzflächenaktive Substanzen wie Entschäumer und Entlüfter haben keinen Einfluss auf die Leimungsmittelretention, können aber (je nach Art und Struktur) die Leimungswirkung extrem beeinflussen, wenn sie im Papier zurückgehalten werden. Tendenziell haben hydrophobere Entschäumer (z.B. Fettsäureethoxylate) einen deutlich negativeren Einfluss auf die Leimungswirkung als hydrophilere Entlüfter (z.B. Fettalkohole). Die gefundenen Ergebnisse zeigen Möglichkeiten auf, wie in Unternehmen der Papierindustrie Leimungsmittel gezielter dosiert, Produktionsstörungen vermieden und Kosten reduziert werden können.
The purpose of this work was to develop a deeper understanding of the mechanisms in sizing and to minimise interactions with fillers and other chemical additives. It has been shown that the mechanism of the synthetic sizing agents (ASA and AKD) – as often described in the literature - can not be attributed to the esterification with the hydroxyl groups of the cellulose. In fact, the optimal effect of these sizing agents is much more dependant on a fine distribution, mobility and orientation of ASA and AKD molecules. It was observed that the main part of the ASA and AKD is present in an unbound (hydrolysed) form. However, the hydrolysed ASA and AKD can significantly contribute to sizing when it is finely distributed and well orientated. Sizing agents orientated in the opposite do not contribute to sizing but they can even decrease the existing sizing level.
Furthermore, it was shown that sizing agents adsorbed onto fillers do not significantly affect the water absorption (penetration) but they can increase the surface hydrophobicity (wetting). Highly anionic products such as dispersants interact with cationic sizing agents due to the opposite charge. As regards the cationic additives, especially starch and aluminium products have a very positive effect on ASA sizing. Surface-active substances such as defoamers and deaerators have no effect on the size retention. However, depending on the type and structure, they can have a huge effect on the sizing level. Generally, hydrophobic defoamers (e.g. fatty acid ethoxylates) have a far more negative impact on sizing, as compared to the more hydrophilic deaerators (e.g. fatty alcohols). These results show possibilities how sizing agents can be used more effectively, process disturbances avoided, and costs reduced.