Forschungsstelle:
PTS Heidenau Pirnaer Str. 37 01809 Heidenau
Leiter der Forschungsstelle:
Dr. P.W. Rizzi
Projektleiter:
Dipl.-Chem. W. Leonhardt
Tel: 03529 / 551-614 Fax: 03529 / 551899
Internet: www.ptspaper.de E-mail: W.Leonhardt@ptspaper.deT
Forschungsgebiet: Schlagworte:
Einsatz chemischer Additive, Faserstoffoptimierung Stickies, Dispergieren, Fixiermittel, Maskierungsstoffe Thema:
Beiträge des Dispergierprozesses unter Einsatz von Maskierungsstoffen und Fixiermitteln zur Deaktivie- rung von Mikrostickys
Ausgangssituation/Problemstellung:
Klebende Verunreinigungen, üblicherweise auch als Stickys bezeichnet, begleiten den gesamten Papierherstel- lungsprozess, angefangen von der Primärfaserstoffherstellung über die Aufbereitung von Altpapier bis hin zur Veredlung und Verarbeitung des Papiers oder Kartons. Stickys können zu Produktionsproblemen in Form von Ablagerungen in Rohrleitungen, auf Walzen oder Sieben, zu Flecken im Papier und zu Bahnabrissen an der Papiermaschine führen. Eine generelle Lösung der Probleme mit klebenden Verunreinigungen erscheint auf Grund der Vielfalt und Kompliziertheit der Stoffsysteme kaum denkbar, Maßnahmen zu deren Eindämmung, insbesondere in konkreten Situationen, sind aber möglich. Prinzipiell werden dabei zwei Wege beschritten, zum einen die Reduzierung des Stickygehalts im Prozess und zum anderen die Deaktivierung der Klebrigkeit. Letzte- rer lässt sich auch durch den Einsatz von Maskierungsstoffen und / oder Fixiermitteln erreichen. Neben der rich- tigen Wahl entsprechender chemischer Additive zur Bekämpfung von klebenden Verunreinigungen entscheidet auch der richtige Einsatz (Dosierstelle, Art und Intensität der Scherkräfte, pH- und Temperaturniveau usw.) über den Erfolg.
Die Wirksamkeit von Fixiermitteln und / oder Maskierungsstoffen hängt also neben wichtigen Prozessparame- tern auch in entscheidendem Maße von der Morphologie der Stickys ab. Die Form und das Größenspektrum der Stickys wird beispielsweise im Dispergierprozess während der Stoffaufbereitung durch die auftretenden Scher- kräfte verändert.
Forschungsziel/Forschungsergebnis:
Ziel des Forschungsvorhabens ist die optimale Deaktivierung von Stickys durch die Ermittlung geeigneter Be- dingungen beim Eintrag von Fixiermitteln und Maskierungsstoffen. Es sollen Aussagen getroffen werden zum geeigneten Zeitpunkt und zur geeigneten Art und Weise der Zugabe der entsprechenden chemischen Additive zu Altpapierfaserstoffen. Die Dosierung soll dabei vorzugsweise während des Dispergierprozesses erfolgen.
Die Wirksamkeit von Fixiermitteln und / oder Maskierungsstoffen zur Stickydeaktivierung im Dispergierprozess soll im Zusammenhang mit Randbedingungen wie Art und Intensität von Scherkräften, Stoffdichte, Temperatur und pH-Wert untersucht und bewertet werden. Die Kenntnisse über das Adsorptionsverhalten von Stickys ge- genüber bestimmten Fixiermitteln und Maskierungsstoffen werden dadurch erweitert.
Modellfaserstoffe auf der Grundlage Kraftliner und Hotmelt wurden geknetet und mit verschiedenen Additiven versetzt. Dazu gehörten Polyethylenimin (Fixierung), Talkum und Bentonit (Maskierung) sowie Kombinationen dieser Additive. Variiert wurde zusätzlich die Einsatzmenge. Die Bewertung erfolgte durch Bestimmung der Ab- lagerungsneigung (Vibrationstest) und der Klebkraft mittels Zugfestigkeitsprüfung. Es wurde festgestellt, dass bestimmte Mengen an Maskierungsstoffen zu verstärkten Ablagerungen führen können. In Versuchsreihen zum Eintrag der Additive durch Rühren wurden mehrere Fixiermittel und Maskierungsstoffe kombiniert und der Deak- tivierungseffekt zusätzlich durch Entwässerungsuntersuchungen (DDA) bewertet. Sehr positive Ergebnisse brachte der alleinige Einsatz von Fixiermitteln oder die Kombination Fixiermittel - Maskierungsstoff. Variationen der Verfahrensparameter und insbesondere Aussagen zur Größenverteilung der Stickys stehen noch aus.
Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung:
Mit der Erweiterung des Wissens über relevante Wechselwirkungen zwischen Faserstoff, Sticky, Fixiermittel und Maskierungsstoff bei bestimmten Prozessbedingungen sollen Voraussetzungen geschaffen werden, weniger empirisch auf Schwierigkeiten mit klebenden Verunreinigungen zu reagieren. Die als Resultat der Bearbeitung des Projekts aufzustellende Matrix für Maßnahmen zur Reduzierung von durch Stickys verursachten Prozess- und Qualitätsproblemen soll allgemeingültige Hinweise geben, welche chemischen Additive für bestimmte Fälle zu empfehlen und ob derzeitige Zugabestellen unter den aktuellen Bedingungen optimal sind. Durch die Anwen- dung dieser Erkenntnisse sollte es möglich sein, Produktionsstörungen und Qualitätsprobleme schneller als bisher zu beheben.
Bearbeitungszeitraum: 01.07.2002 – 30.06.2004 Bemerkungen:
Das Forschungsvorhaben AiF 13356 BR wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technolo- gie gefördert.
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