Dr.-Ing. Eckehard Möller
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31.12.2010

Das Projekt verfolgte als Ziel das Einbringen und die nahezu vollständige Retention chemisch-modifizierter Stärke im Wellpappenrohpapierfaserstoff in Mengen, die etwa um den Faktor 2-3 über den bisher üblichen Zusatzmengen in der Masse liegen und die Festigkeitseigenschaften der Papiere entscheidend verbessern sollen. Durch geeignete Vorbehandlung von granulärer Stärke sollte eine Modifizierung der Stärkekörner bezüglich deren Partikelgestalt erzielt werden, welche die filtrative Retention der Stärke im Faservlies deutlich erhöht. Diese Wirkung sollte summiert werden mit einer vor der physikalischen Modifizierung aufgebrachten chemischen Modifizierung. Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Trockenmahlverfahren angewandt. Unter Berücksichtigung des Mahlerfolgs (in Richtung der Erzeugung einer kantigen Struktur) und des Energieeintrags wurde die Prallmahlung mit anschließender Sichtung favorisiert. Eine kaltquellende vernetzte Maisstärke hingegen benötigt für eine zielführende Aufbereitung lediglich eine weniger intensive Behandlung in einer Rührwerkskugelmühle. Unabhängig vom angewandten Mahlverfahren wurde bei allen untersuchten Stärken und Mehlen lediglich ein moderater molekularer Abbau beobachtet. Partikelgröße und Wasserbindevermögen (WBV) geben gleichermaßen Hinweise auf eine Kornschädigung durch Mahlung. Durch eine Mahlung kationischer Stärken wird deren Peakviskosität reduziert, und dies umso deutlicher je höher der Substitutionsgrad ist. Die Entwässerbarkeit eines Faserstoffsystems wird durch den Zusatz gemahlener Stärken/Mehle im granulären sowie kaltquellenden Zustand nur unwesentlich beeinflusst. Es treten keine negativen Auswirkungen auf die Stoffentwässerung auf dem Sieb einer Papiermaschine auf. Bezüglich einer positiven Festigkeitsentwicklung bietet die gemahlene vernetzte vorverkleisterte Maisstärke gute Voraussetzungen. Durch die im Praxismaßstab angewandte Mischtechnologie mittels einer Rotor-Stator-Einrichtung und einem Leitstrahlmischer wird

Es ist das Ziel des Forschungsprojektes, den Anteil von Stärkeprodukten im Papier zu erhöhen, um die Festigkeit von Papieren aus Sekundärfasern kostengünstig zu steigern. Zusätzlich zur ladungsinduzierten Fixierung soll durch den Filtrationseffekt der Festigkeitsgewinn im Papier signifikant angehoben werden. Modifizierung ionischer Stärken mittels Trockenmahlung (Labor/Technikum) und deren Eigenschaftsbewertung; Einbringen der granulären Stärken in das Faserstoff-Wasser-System unter Variation des Mahlguts hinsichtlich Stärkeart, Ionogenität und granulometrischem Zustand (Labor); Optimierung des Einsatzes granulärer ionischer Stärken im Wellpappenrohpapierstoff im Technikumsmaßstab und Realisierung in einem Praxisversuch; Erarbeitung einer Technologie für den Einsatz ionischer granulärer Stärken in Papierfabriken. Die konsequente Umsetzung der Ergebnisse des geplanten Forschungsprojektes lässt wesentliche Steigerungen der Festigkeiten von Papieren durch einen gezielten Stärkeeinsatz erwarten. Auch hier stehen materialökonomische Aspekte im Vordergrund.