Kennen Sie die Anwendung von Stärke in der Papierindustrie?

In der Papierindustrie werden neben Originalstärke häufig auch chemisch modifizierte Stärke wie oxidierte Stärke, kationische Stärke und veresterte Stärke verwendet.

Oxidierte Stärke, eine übliche modifizierte Stärke, hat eine weiße Farbe, lässt sich leicht gelatinieren und die Viskosität der Paste ist stabil, mit guter Transparenz und filmbildenden Eigenschaften. Diese Stärke wird mit Natriumhypochlorit-Oxidationsmittel behandelt, um zu depolymerisieren und eine Dispersion mit niedriger Viskosität zu erzeugen, die Carbonyl- und Carboxylgruppen einführt, um ihre Stabilität zu verbessern. Für die Oberflächenleimung wird üblicherweise oxidierte Stärke verwendet.

Kationische Stärke ist ein Reaktionsprodukt mit kationischen Reagenzien, das hauptsächlich an den aktiven Hydroxylgruppen an den Positionen 2, 3 und 6 der Glucoseeinheit auftritt. Der Grad der Denaturierung wird anhand des Substitutionsgrads (DS) gemessen, mit einem theoretischen maximalen Substitutionsgrad von 3. Die in der Papierindustrie häufig verwendete kationische Stärke weist einen relativ niedrigen Substitutionsgrad auf, üblicherweise zwischen 0,03 und 0,04. Obwohl es auf dem Markt kationische Stärkeprodukte mit hoher Substitution und höheren Preisen gibt, sind ihre Anwendungen begrenzt. Die übliche kationische Stärke ist kationische Stärke mit quaternärem Ammonium, die üblicherweise für die Zugabe in die Nasspartie (Zellstoff) verwendet wird.

Die Molekularformel der kationischen Stärke aus quartärem Ammonium lautet C6H11N (CH3) 3 und ihre einzigartige Molekülstruktur verleiht ihr hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften. In der Papierindustrie wird kationische quaternäre Ammoniumstärke häufig als Nassendadditiv verwendet, das die Festigkeit und Faserretention des Papiers effektiv verbessern kann, während es gleichzeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht und die Anzahl der Papierbrüche verringert, wodurch die Produktionskapazität verbessert wird. Darüber hinaus kann es auch synergistisch mit anionischen Derivaten wie Stärkephosphatmonoestern interagieren, um die Papiereigenschaften weiter zu optimieren.

Andererseits spielt auch die in der Papierindustrie verwendete veresterte Stärke, insbesondere Phosphatstärke, eine wichtige Rolle. Phosphorsäure kann mit Hydroxylgruppen in Stärkemolekülen reagieren und Monoester, Diester und Triester der Phosphorsäure bilden, wobei Monoester der Phosphorsäure am häufigsten verwendet werden. Dieses anionische Derivat verbessert die Viskosität, Transparenz und Stabilität der Paste deutlich. In Beschichtungsformulierungen kann Phosphatstärke teurere Klebstoffe wie Styrol-Butadien-Latex ersetzen und so eine doppelte Verbesserung der wirtschaftlichen Vorteile und der Umweltleistung erzielen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Stärke in der Papierindustrie weit verbreitet und unverzichtbar ist. Seine einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften verbessern die Papierleistung erheblich und tragen gleichzeitig dazu bei, die Produktionseffizienz zu verbessern und die Kosten zu senken.

In der Papierindustrie ist die Zugabe von Stärke zum Nassteil (Zellstoff) ein wichtiger Schritt. Im Allgemeinen ist kationische Stärke die bevorzugte Wet-End-Stärke, die besonders häufig im Produktionsprozess von Kulturpapier und Verpackungspapier verwendet wird. In einigen komplexen Systemen wird manchmal auch amphotere Stärke verwendet.

Die Wirksamkeit von Wet-End-Stärke wird jedoch nicht nur von Stärkequellen, Modifikationstechniken und Produktionschargen beeinflusst. Die Wirksamkeit hängt eng mit mehreren Faktoren zusammen, wie der genauen Auswahl der Positionen der Stärkepunkte im Nassteil, Störungen durch andere Substanzen in der Chemie des Nassteils, der Qualität und Zusammensetzung des Zellstoffs sowie den Betriebsbedingungen der Zellstoff- und Papiermaschinensysteme. Die kombinierte Wirkung dieser Faktoren wirkt sich direkt auf die Leistung der Wet-End-Stärke im Papierherstellungsprozess aus.

Zwischenschichtsprühen

Um die Zwischenschichthaftung von mehrschichtigem Karton zu verbessern, entscheiden sich viele Kartonproduktionsunternehmen für die Verwendung von Originalstärke zum Zwischenschichtsprühen. Dieser Sprühvorgang wird in der Regel an den folgenden Standorten durchgeführt und die spezifische Einsatzmenge richtet sich nach dem tatsächlichen Bedarf, in der Regel bei etwa 1 g/m2.

Anwendung zur Oberflächendimensionierung

Beim Oberflächenleimen wird ein Leimungsmittel gleichmäßig auf die Papieroberfläche aufgetragen, um die Haftung zwischen Fasern und dem Papierkörper zu verbessern und einen kontinuierlichen dünnen Film zu bilden. In der Papierindustrie ist das am häufigsten verwendete Leimungsmittel modifizierte Stärke, die einen großen Anteil der gesamten bei der Papierherstellung verwendeten Stärke ausmacht.

Verfahren zur Zugabe von Oberflächenklebstoffstärke

Im Papierherstellungsprozess kann die Oberflächenleimung durch verschiedene Leimungs- und Pressverfahren erreicht werden, von denen die Tauchleimung sowie das Leimen und Pressen mit der Rakel am häufigsten sind. Diese beiden Methoden haben jeweils ihre eigenen Eigenschaften und eignen sich für unterschiedliche Produktleistungsanforderungen. Im Allgemeinen wird die auf die Oberfläche von Kulturpapier aufgetragene Stärkemenge auf etwa 1–2 g/m2 kontrolliert, um die Leistung und Qualität des Papiers sicherzustellen.

Methode der Einweich-Größenpresse

Bei der Papierherstellung ist die Einweichleimpresse eine gängige Methode zur Leimung. Das Prinzip besteht darin, das Papier durch eine Lösung mit oberflächenklebender Stärke zu führen, sodass die Stärke die Oberfläche des Papiers gleichmäßig bedeckt. Durch die Steuerung der Einweichzeit und der Stärkekonzentration kann eine präzise Steuerung der Oberflächeneigenschaften von Papier erreicht werden. Diese Methode zum Auftragen der Leimung eignet sich für verschiedene Papiersorten und kann unterschiedliche Produktleistungsanforderungen erfüllen.

Messung der Stangengröße mit Pressmethode

Im Papierherstellungsprozess ist das Leimpressen von Maßstäben ein wichtiger technischer Schritt. Der Kern besteht darin, eine Lösung, die Oberflächenleimungsstärke enthält, durch präzise Messung gleichmäßig auf das Papier aufzutragen und so eine präzise Kontrolle über die Oberflächeneigenschaften des Papiers zu erreichen. Diese Methode zum Auftragen der Leimung eignet sich nicht nur für verschiedene Papiersorten, sondern erfüllt auch unterschiedliche Produktleistungsanforderungen.