Trockenverfestiger für Papier – Verbessert die Faserbindung und die Blattleistung

Was ist ein Trockenverfestiger?

A Trockenverfestiger ist ein chemischer Zusatzstoff, der bei der Papierherstellung verwendet wird, um die Zugfestigkeit, Berstfestigkeit und Falzfestigkeit von Papier im trockenen Zustand zu verbessern. Diese Mittel sind besonders wichtig, wenn das Papier einen hohen Anteil an Recyclingfasern oder mineralischen Füllstoffen enthält, die die Bindung zwischen den Zellulosefasern schwächen. Durch die Stärkung der Faserbindungen helfen Trockenverfestiger Papierherstellern, strenge Qualitätsanforderungen zu erfüllen, ohne das Flächengewicht wesentlich zu erhöhen.

Zu den chemischen Klassifizierungen von Trockenverfestigern gehören:

• Kationische Stärke – Eine natürlich gewonnene, modifizierte Stärke mit positiven Ladungen, die die Bindung mit negativ geladenen Zellstofffasern verbessern.
• Kationisches Polyacrylamid (CPAM) – Ein synthetisches Polymer mit hohem Molekulargewicht und starken Retentions- und Bindungsfähigkeiten.
• Anionisches Polyacrylamid (APAM) – Manchmal in Kombination mit kationischen Co-Additiven für bestimmte Prozessbedingungen verwendet.
• Polyamidoamin-Epichlorhydrin (PAE) und glyoxaliertes Polyacrylamid (GPAM) – synthetische Harze, die für bestimmte Papiersorten entwickelt wurden, bei denen auch eine zusätzliche Nassfestigkeit von Vorteil ist.

Wirkungsmechanismus und Verstärkungsprinzip

Die Wirksamkeit eines Trockenverfestigers beruht auf seiner Fähigkeit, die Wasserstoffbrückenbindung zwischen Cellulosefasern im Papierblatt.

Der Mechanismus umfasst typischerweise:

1. Adsorption – Die kationischen Gruppen im Trockenverfestigungsmittel haften an den anionischen Stellen der Zellstofffasern und Feinstoffe.
2. Filmbildung – Während des Trocknens bildet das Polymer oder die Stärke einen dünnen Film zwischen den Fasern, der als Brücke fungiert und die Blattstruktur verstärkt.
3. Verbesserung der Wasserstoffbrückenbindung – Funktionelle Gruppen wie Hydroxyl (-OH), Amid (-CONH₂) oder Glyoxalaldehyde verbessern die Wechselwirkungen zwischen Fasern auf molekularer Ebene.

Durch die Verbesserung der Bindung zwischen den Fasern ohne Zugabe von zusätzlichem Zellstoff können Trockenverfestiger dazu beitragen, leichte Papierqualitäten beizubehalten und gleichzeitig eine höhere Leistung zu erzielen.

Anwendungen in verschiedenen Papiersorten

Trockenverfestiger werden häufig in verschiedenen Papier- und Kartonsorten eingesetzt, darunter:

• Kulturpapier (Druck- und Schreibqualitäten)
  • Verbessert die Zugfestigkeit und Falzbeständigkeit für reibungslose Druckvorgänge.
  • Ermöglicht eine höhere Füllstoffbeladung ohne Beeinträchtigung der Plattenintegrität.
• Verpackungspapier und -karton
  • Verbessert Ringstauchversuch (RCT) und Kantenquetschung (ECT) für Wellpappe und Deckenkarton.
  • Verbessert die Konvertierungsleistung und die Kompressionsfestigkeit der Box.
• Seiden- und Handtuchpapier
  • Sorgt für Festigkeit und behält gleichzeitig Weichheit und Saugfähigkeit.
  • Unterstützt den Hochgeschwindigkeitsbetrieb von Tissuemaschinen.
• Spezialqualitäten
  • Filterpapier, Etikettenmaterial und dekorative Laminate profitieren von einer verbesserten Zug- und Berstfestigkeit.

Synergie mit anderen Chemikalien zur Papierherstellung

Trockenverfestiger wirken oft am besten, wenn sie in Kombination mit anderen Zusatzstoffen verwendet werden:

• Schlichtemittel (AKD, ASA, Oberflächenleimung)
  • Verbessern Sie die Wasserbeständigkeit bei gleichbleibender Blattfestigkeit.
  • Trockenverfestiger sorgen dafür, dass die Leimungschemikalien wirksam im Blatt zurückgehalten werden.
• Nassfeste Harze (PAE, MF)
  • Bei Sorten, die sowohl Trocken- als auch Nassfestigkeit erfordern (z. B. Karton für Flüssigkeitsverpackungen, Küchentücher), ergänzen sich Trocken- und Nassfestigkeitsmittel.
• Retentions- und Drainagehilfen (PolyDADMAC, CPAM-Systeme)
  • Verbessert die Retention von Feinpartikeln und Füllstoffen und ermöglicht so eine bessere Verteilung des Trockenfestigkeitspolymers innerhalb des Fasernetzwerks.
• Deinking-Chemikalien
  • Bei der Herstellung von Recyclingpapier helfen Trockenverfestiger dabei, den Verlust des Faserbindungspotenzials durch Faserverhornung auszugleichen.

Richtlinien zur Produktauswahl

Bei der Auswahl eines Trockenverfestigungsmittels sollten Papierhersteller Folgendes berücksichtigen:

• Fasertyp – Frischfasern erfordern im Allgemeinen eine geringere Dosierung als recycelte Fasern.
• pH-Wert und Prozessbedingungen – Kationische Stärke und CPAM funktionieren gut in neutralen bis alkalischen Systemen; GPAM und PAE haben eine breitere pH-Stabilität.
• Dosierungsoptimierung – Typische Verwendungsmengen liegen je nach Sorte und Zieleigenschaften zwischen 0.2 % und 1.0 % des Trockenzellstoffgewichts.
• Kompatibilität – Stellen Sie sicher, dass das Trockenverfestigungsmittel mit anderen Nassendzusätzen kompatibel ist, um Ablagerungen oder Leistungsverluste zu vermeiden.
• Nachhaltigkeitsziele – Biobasierte kationische Stärken werden von Fabriken bevorzugt, die eine umweltfreundliche Produktion und einen reduzierten Einsatz synthetischer Polymere anstreben.

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