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DE60306662T2 - Enzymatische pressfilzbehandlung - Google Patents

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DE60306662T2
DE60306662T2 DE60306662T DE60306662T DE60306662T2 DE 60306662 T2 DE60306662 T2 DE 60306662T2 DE 60306662 T DE60306662 T DE 60306662T DE 60306662 T DE60306662 T DE 60306662T DE 60306662 T2 DE60306662 T2 DE 60306662T2
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DE
Germany
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felt
process according
enzymes
enzyme
materials
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60306662T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60306662D1 (de
Inventor
Jacqueline St. Augustine PEASE
Gunar G. Jacksonville McKENDREE
L. Freddie Switzerland SINGLETON
George S. Collierville THOMAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hercules LLC
Original Assignee
Hercules LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hercules LLC filed Critical Hercules LLC
Publication of DE60306662D1 publication Critical patent/DE60306662D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60306662T2 publication Critical patent/DE60306662T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/02Agents for preventing deposition on the paper mill equipment, e.g. pitch or slime control
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/38Products with no well-defined composition, e.g. natural products
    • C11D3/386Preparations containing enzymes, e.g. protease or amylase
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/005Microorganisms or enzymes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/04Pitch control

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
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  • Paper (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Behandlung von Papierherstellungs-Preßfilzen und zur Reduzierung oder Eliminierung der Notwendigkeit zur diskontinuierlichen Reinigung. Insbesondere betrifft die Erfindung die kontinuierliche oder unterbrochene Behandlung von Preßfilzen mit Enzymen, allein oder in Kombination mit Filzreinigungschemikalien, um die Ablagerung oder das Auffüllen auf oder innerhalb der Filzstruktur zu inhibieren.
  • Diskussion und Hintergrund
  • Papier wird in einer kontinuierlichen Weise aus einer faserförmigen Suspension (Zellstoffeintrag) erzeugt, die allgemein aus Wasser und Cellulosefasern hergestellt wird. Ein typisches Papierherstellungsverfahren besteht aus drei Stufen: Formen, Pressen und Trocknen. In der Formstufe wird verdünnter Zellstoffeintrag auf einem Sieb oder zwischen zwei Sieben ausgerichtet. Die Mehrheit des Wassers wird aus dem Zellstoffeintrag durch das Sieb ablaufen gelassen, wodurch eine nasse Papierbahn geschaffen wird. In der Preßstufe kommt die Papierbahn mit einem oder allgemein mehreren porösen Preßfilzen in Kontakt, die zur Extraktion von viel von dem verbleibenden Wasser aus der Bahn verwendet werden. Häufig ist der Abnahmefilz der erste Filz, den die nasse Papierbahn kontaktiert und der zur Entfernung der Papierbahn vom Sieb, über eine hinter dem Filz positionierte Saugabnahmewalze und dann zum Transport der Papierbahn zum Rest der Pressenpartie verwendet wird. Die Papierbahn gelangt dann allgemein durch eine oder mehrere Pressen, die jeweils aus rotierenden Preßwalzen und/oder stationären Elementen wie Preßschuhen bestehen, die in enger Nähe zueinander positioniert sind, wodurch gebildet wird, was gemeinhin als Preßspalt bezeichnet wird. In jedem Spalt kommt die Papierbahn mit entweder einem oder zwei Preßfilzen in Kontakt, in denen Wasser aus der Papierbahn und in den Preßfilz über Druck und/oder Vakuum gezwängt wird. In einfilzigen Preßspalten ist die Papierbahn in Kontakt mit der Preßwalze auf einer Seite und dem Filz auf der anderen. In doppelfilzigen Preßspalten passiert die Papierbahn zwischen den zwei Filzen. Nach der Pressenpartie wird die Papierbahn zur Entfernung des verbleibenden Wassers getrocknet, gewöhnlich durch Wirken durch eine Reihe von dampfbeheizten Trocknerzylindern.
  • Preßfilze bestehen häufig aus Gewebe auf Nylonbasis, das allgemein aus 1 bis 4 individuellen Schichten von Filamenten hergestellt ist, die in einem Webmuster angeordnet sind. Eine extrudierte polymere Membran oder ein solches Netz kann auch als eine oder mehrere der Basisgewebeschichten eingeschlossen werden. Florfasern mit geringerem Durchmesser als die Basisgewebefilamente werden in die Basis auf beiden Seiten genadelt, um dem Filz ein dickeres, deckenartiges Erscheinungsbild zu geben. Preßfilze werden konstruiert, um schnell Wasser aus der Papierbahn im Spalt aufzunehmen und das Wasser zu halten, so daß es nicht in die Bahn zurückabsorbiert, wenn das Papier und der Filz den Preßspalt verlassen. Preßfilze sind normalerweise ein Endlosband, das kontinuierlich in einer bandartigen Weise zwischen den Bahnkontaktstufen und Rückkehrstufen zirkuliert. In dem Filz aus der Papierbahn am Spalt abgezogenes Wasser wird allgemein aus dem Filz durch Vakuum während der Filzrückkehrstufe in dem häufig so bezeichneten Saugkasten ("Uhle Box") entfernt.
  • Eine Vielzahl von Materialien kann in der Flüssigkeit gelöst oder suspendiert sein, die in der Papierbahn enthalten ist, wenn sie den Preßfilz erreicht, und diese Materialien können deshalb in den Preßfilz neben dem aus der Papierbahn extrahierten Wasser übertragen werden. Unglücklicherweise neigen einige dieser Materialien dazu, im Preßfilz zu bleiben und sich darin anzureichern, anstelle daraus mit Wasser im Saugkasten entfernt zu werden. Einige der gelösten oder suspendierten Materialien, die in der Papierbahn vorhanden sind und sich im Filz ablagern können, schließen Komponenten ein, die aus dem faserförmigen Zellstoff entstammen, wie Cellulosefeinstoffe, Hemicellulosen und klebrige Komponenten wie Holzpech aus frischen Holzzellstoffen und Leime, Harze und Wachse aus recyclierten Zellstoffen. Nebenprodukte aus mikrobiologischem Wachstum wie Polysaccharide, Proteine und anderes biologisches Material können auch im Stoff und deshalb in den Preßfilzen vorhanden sein. Verschiedene funktionelle Additive, die zum Papierstoff hinzugegeben werden, um dem fertigen Papier bestimmte Eigenschaften zu verleihen, können auch ihren Weg in die Preßfilze finden. Diese Additive schließen Leime wie Kolophonium, Alkylketendimer (AKD) und Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA); Naßfestigkeitsharze und Trockenfestigkeitsmittel, zum Beispiel Stärke; und anorganische Füllstoffe ein, die Ton, Talkum, gefälltes oder gemahlenes Calciumcarbonat (PCC, GCC) und Titandioxid einschließen. Verarbeitungsadditive, die zur Verbesserung oder Einschränkung von Problemen während der Papierherstellung verwendet werden, die auch in den Preßfilzen enden können, schließen Retentions- und Drainagemittel, einschließlich Alaun, organischer Polymere und verschiedener Mikropartikel; und Entschäumer, insbesondere diejenigen auf Ölbasis, ein.
  • Es ist wichtig für die effiziente Papierherstellung, daß Preßfilze ablagerungsfrei bleiben. Ablagerungen, die sich auf Preßfilzen bilden, wie ölige oder klebrige Materialien, können zurück auf die Bahn übertragen werden, was zu Schmutzflecken oder Löchern im fertigen Papier führt. Sie können auch Papierbrüche oder -risse verursachen, die zu verlorener Produktion führen. Es ist auch wichtig für die effiziente Papierherstellung, daß Preßfilze porös bei einem hohen Porenvolumen bleiben. Es ist höchst kostspielig und energieintensiv, Wasser aus Papier in der Trockenpartie zu verdampfen, was es kritisch macht, daß die Preßfilze so viel Wasser wie möglich aus der Papierbahn in der Pressenpartie entfernen. Filze, die mit Verunreinigungen gefüllt werden, die die Wasserbewegung durch den Filz beschränken, werden somit die Wassermenge beschränken, die aus der Bahn entfernt werden kann. Dies wird eine Verringerung der Maschinengeschwindigkeit erzwingen, um Zeit für die Trocknung der Bahn in der Trockenpartie zu erlauben. Filze, die ungleichmäßig gefüllt sind, können auch zu einer ungleichmäßigen Wasserentfernung aus der Bahn führen, was zu Feuchtigkeitsstreifen, Falten und Bahnrissen führen kann.
  • Einige hydrophobe Materialien wie Wachse können eine Sperrschicht an der Filzoberfläche bilden, was das Wasser am Betreten des Filzes hindert. Andere hydrophobe Materialien, die klebrig sind, wie Pech und Entschäumeröle, können die Filzkompaktierung verstärken, was zu einem Verlust an Porenvolumen führt, wodurch die Wassermenge beschränkt wird, die den Preßfilz betreten kann. Ablagerungen, die teilchenförmige Materialien auf der Preßfilzstruktur oder darin eingebettet enthalten, können zu signifikanten Abnutzungsproblemen führen, was die Lebensdauer des Preßfilzes beschränkt. PCC ist besonders problematische aufgrund seiner scharfen Kanten und starren Oberfläche, die die Filzfasern beschädigen, zerschneiden und vorzeitig abnutzen können. Einige hydrophile Materialien wie Stärken, Proteine und Hemicellulosen neigen dazu, im Filz in Form von Gelen zu existieren, die tatsächlich Wasser sowie andere sich ablagernde Materialien im Filz einfangen können, wodurch die Wassermenge beschränkt wird, die am Saugkasten entfernt werden kann. Diese hydrophilen Gele sind besonders problematisch in Filzen, da derzeit verwendete Filzreinigungsbehandlungen unwirksam in ihrer Inhibierung sind.
  • Es ist fachbekannt, daß Filzreiniger die Leistung von Filzen steigern und ihre effektive Lebensdauer ausdehnen, indem die Bildung bestimmter Ablagerungen minimiert wird. Filzreiniger sind gewöhnlich flüssige Mischungen aus Tensiden, Dispergiermitteln und/oder Polymeren, besonders häufig in Wasser, aber auch andere Lösungsmittel werden verwendet. Oxidationsmittel, Säuren und Alkalis können auch in Filzreiniger enthalten sein, allgemein in relativ geringen Konzentrationen. Filzreiniger werden kontinuierlich oder unterbrochen auf Papierherstellungsfilze, während das Papier hergestellt wird, durch Berieselungen während der Geweberückkehrstufe aufgetragen, während der Filz nicht in Kontakt mit der Papierbahn ist. Diese Behandlungen werden besonders häufig auf der Innenseite oder Maschinenseite des Filzes durch Niederdruckberieselungen aufgetragen, häufig gerade vor einer Filzträgerwalze, so daß die hydraulische Kraft helfen wird, die Chemikalie in den Filz zu bewegen, um bei der Verhinderung und Entfernung von Verunreinigungen zu helfen, die den Filz füllen. Solche Behandlungen werden manchmal auch durch ähnliche Berieselungen auf der Bahnseite des Filzes nach dem Saugkasten und vor dem Spalt eingesetzt, so daß die Behandlung auf der Oberfläche vorhanden ist, wenn die Verunreinigungen den Filz zuerst erreichen. Zusätzliche Wasserberieselungen, die gemeinhin auf Preßfilzen verwendet werden und in denen Chemikalien verwendet werden könnten, schließen Hochdruckberieselungen ein, die gewöhnlich unterbrochen eingesetzt werden, um nicht den Filz zu beschädigen, und besonders häufig auf der Bahnseite zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen verwendet werden. Gleitberieselungen werden auch allgemein verwendet, um Wasser am Eingang zum Saugkasten aufzutragen, um Abnutzung zu verhindern und eine Versiegelung bereitzustellen, so daß Vakuum Flüssigkeit aus dem Filz entfernen kann; nach Wunsch könnte eine chemische Behandlung in dieser Berieselung eingeschlossen werden.
  • Wenn die Filze zu gefüllt werden, um weiterhin eine effiziente Papierherstellung zu erlauben, wird es notwendig, sie durch ein üblicherweise als diskontinuierliche Reinigung ("Batch Cleaning") bezeichnetes Verfahren zu reinigen. Wenn Filze diskontinuierlich gereinigt werden, wird die Papierherstellung angehalten, die Filzgeschwindigkeit wird allgemein verlangsamt, das Vakuum am Saugkasten wird beendet oder signifikant reduziert und die Berieselungen werden mit Ausnahme der chemischen Berieselung abgeschaltet. Eine Reinigungslösung, die allgemein aus hohen Konzentrationen an Base, Säure, Lösungsmittel wie Kerosin und/oder Oxidationsmittel wie Hypochlorit besteht, wird durch die chemische Berieselung aufgetragen. Nach einer ausreichenden Dauer für die Penetration des Füllstoffmaterials mit den Reinigungslösungen werden Wasserberieselungen eingesetzt, so daß die Verunreinigungen und die diskontinuierlichen Reinigungschemikalien aus dem Filz durch Vakuum am Saugkasten entfernt werden. Es ist allgemein notwendig, die diskontinuierlichen Reinigungschemikalien aus dem Preßfilz zu entfernen, weil diese Materialien in den hohen verwendeten Konzentrationen den Preßfilz beschädigen können, falls man sie auf dem Filz beläßt, oder zurück auf das Papier übertragen werden können, wodurch seine Eigenschaften verändert werden. In manchen Fällen kann es notwendig sein, Filze mehrmals in einem 24-stündigen Produktionstag diskontinuierlich zu reinigen. Die diskontinuierliche Reinigung ist häufig notwendig, aber keine wünschenswerte Lösung, da die verwendeten Chemikalien häufig gefährlich und nicht umweltfreundlich sind und den Filz bei wiederholter Verwendung beschädigen können. Wertvolle Produktionszeit wird während des Abschaltens für die diskontinuierliche Reinigung verloren. Falls eine solche Reinigung nicht erfolgreich ist, ist es notwendig, den Filz, manchmal vorzeitig, von der Papiermaschine zu entfernen, was sowohl zeitlich als auch materiell kostspielig ist.
  • Kontinuierliche und unterbrochene Filzreiniger waren erfolgreich in der Reduzierung der Filzauffüllung und zur Erhöhung der Zeit zwischen diskontinuierlichen Reinigungen. Jedoch gibt es noch Materialien, die Filze auffüllen, die nicht wirksam durch die Filzreinigungsbehandlungen inhibiert werden. Insbesondere haben bestehende Filzreiniger einen beschränkten Einfluß auf hydrophile Verunreinigungen wie Stärke, Hemicellulose und proteinhaltige Materialien, die Hydrogele in den Preßfilzen zu formen neigen, was die Wasserbewegung durch den Filz beschränkt und andere Verunreinigungen einfängt. Durch Bereitstellung verbesserter Filzreinigungsverfahren wird die Häufigkeit der diskontinuierlichen Reinigung reduziert werden. Derzeitige Filzreinigungspraktiken erfordern, daß eine relativ hohe Menge an Tensid und/oder Dispergiermittel entsorgt werden muß, da Filzreiniger kontinuierlich aufgetragen werden. Im Abwasser können diese Materialien zu Umweltproblemen von Wassertoxizität und/oder biologischer Abbaubarkeit führen. Falls Wasser aus dem Saugkasten, das die Reiniger enthält, in das Siebwasser zurückführt, sind Tenside und Dispergiermittel dafür bekannt, zu Problemen in der Papierherstellung wie Verlusten an Papierleimung zu führen.
  • Es wurde lange angenommen, daß die Verwendung von Enzymen zur Filzreinigung unpraktisch oder unmöglich aufgrund der langen Reaktionszeiten ist, die als erforderlich angenommen wurden. Der allgemeine Konsens der Spezialchemikalienhersteller, zitiert in Tappi Journal "Survival Techniques: Extending the Life of Press Fabrics" (Juli 1997, Band 80, Nr. 7, S. 58), bestand darin, daß die Verweilzeit im Gewebe nicht lang genug für die Reaktion von Enzymen mit dem Substrat war, um einen signifikanten Abbau des problematischen Materials zu erreichen. Die einzige angegebene potentiell praktische Anwendung bestand in der Verwendung als diskontinuierlicher Reiniger als Spülen von Filzen, falls die Enzyme als Ersatz von Base oder Säure verwendet werden könnten.
  • Die Verwendung von Enzymen zum diskontinuierlichen Spülen von Papierherstellungsfilzen während einer Abschaltung, wenn Papier nicht hergestellt wird, wurde von WO 97/01669 (Mulder), JP 63120192 und US 5,961,735 (Heitmann) offenbart. Mulder lehrt die Verwendung von Cellulase, Xylanase, Resinase, Amylase und/oder Levan-Hydrolase, die auf Preßfilze zur Entfernung von Wasserbindemitteln und gebundenem Wasser aufgesprüht werden. Während einer Abschaltung wird der Filz zuerst mit Säuren und/oder Basen zur Entfernung von ungelösten Materialien gewaschen und anschließend gespült. Als nächstes werden Enzyme aufgetragen und auf dem Filz für mehrere Minuten reagieren gelassen, gefolgt von einer zweiten Wasserspülung. Heitmann lehrt ein ähnliches Verfahren, in dem eine Enzymlösung von Cellulase und/oder Hemicellulase auf den Filz aufgetragen und dort für einen Zeitraum von 1 Stunde belassen wird, gefolgt von einer Spülung mit destilliertem Wasser bei 70°C. Eine Lösung von Natriumhydroxid wird dann auf den Filz aufgetragen, um das Enzym zu deaktivieren, und der Filz wird dann einer Leitungswasserspülung für eine Dauer von 1 Stunde unterworfen. Beide Verfahren haben den Nachteil der Erhöhung der für die Reinigung von Filzen erforderlichen Zeit, während der wertvolle Produktion verloren gehen würde. Sie reduzieren oder eliminieren auch nicht die strengen Chemikalien, die zum diskontinuierlichen Spülen erforderlich sind, da beide Verfahren die Verwendung von Basen und/oder Säuren erfordern. Die Papiermaschine kann nicht zur Herstellung von Papier verwendet werden, während der Filz mit einem dieser Verfahren behandelt wird.
  • Heitmann stellt fest, daß das in US 5,961,735 gelehrte Verfahren kontinuierlich für Preßfilz eingesetzt werden könnte, während Papier hergestellt wird. Jedoch wären die verschiedenen Kontaktzeiten, die separate Zufuhr von Enzym und dann Base zur Deaktivierung des Enzyms und die Spülschritte unter Verwendung unterschiedlicher Typen von Wasser höchst unpraktisch, falls nicht unmöglich, zum kontinuierlichen Einsatz mit einer Papiermaschine, während sie Papier herstellt.
  • WO 97/11225 (Pärnänen) offenbart die Verwendung von Enzymen, die auf unbespannte Preßbahnen aufgetragen werden, um die Papierbahnablösung von der Preßwalze zu verbessern, wenn das Papier die Presse verläßt. Die Enzyme werden auf die Preßwalze durch Berieselungen aufgetragen, die üblicherweise für die Schmierung verwendet werden, vor dem Streichschaber und/oder zur Auftragung von Trennmitteln auf die Walze. Die Enzyme sollen die Papiertrennung durch Entfernung einer filmartigen Schicht von Ablagerung verbessern, die auf der Walze aufgrund von Substanzen gebildet wird, die aus der Papierbahn stammen. Pärnänen behauptet, daß die Erfindung zur Reinigung anderer sich bewegender Elemente verwendet werden kann, die Papierherstellungssiebe und Filze einschließen, jedoch gibt es keine Beschreibung, wie dies erreicht werden sollte, keine Lehre oder einen Vorschlag, ob die Behandlung kontinuierlich aufgetragen oder als diskontinuierliche Reinigung verwendet werden könnte. Im einzigen Beispiel, das zur Lehre des Verfahrens zur Reinigung anderer sich bewegender Elemente verwendet wird, wird gezeigt, daß Lipase die Entfernung von Ablagerungen von Bildungssieben steigert, indem zuerst das Sieb in der Enzymlösung getränkt wird und dann eine Hochdruck-Wasserberieselung zur Entfernung der Ablagerung eingesetzt wird. Im gleichen Beispiel wird eine Mischung aus Cellulase und Hemicellulase als unwirksam festgestellt. Eine 24-stündige Tränkung in Enzym wurde verwendet. Im Gegensatz erforderten Laborbeispiele, die zur Korrelierung mit einer kontinuierlichen Behandlung der zentralen Preßwalze verwendet wurden, nur eine Tränkzeit von 1 Stunde in verdünnteren Enzymlösungen. Dies würde nahelegen, daß das Verfahren von Pärnänen eine diskontinuierliche Reinigung während einer Abschaltung für die anderen sich bewegenden Teile erfordern würde.
  • Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Leistung von bestehenden Filzreinigern mit Enzymen zu verbessern, so daß diese Verunreinigungen besser bekämpft werden, um die wirksame Lebensdauer von Preßfilzen zu steigern. Eine zusätzliche Aufgabe ist es, einen alternativen Ansatz zu herkömmlichen Filzreinigern bereitzustellen, so daß die Verwendung dieser Chemikalien bei der Verwendung von Enzymen reduziert oder sogar eliminiert werden kann, die deaktiviert werden können und vollständig biologisch abbaubar sind.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist auf Verfahren zur Reduzierung oder Inhibierung der Ablagerung auf oder in Preßfilzen zur Erhöhung der wirksamen Lebensdauer des Preßfilzes und zur Reduzierung oder Eliminierung der Notwendigkeit zur diskontinuierlichen Reinigung gerichtet. Insbesondere dient die Erfindung der Auftragung von Lösungen, die wenigstens ein Enzym enthalten, kontinuierlich oder unterbrochen, auf Preßfilze, während gleichzeitig Papier hergestellt wird, um substantiell das Auffüllen oder die Bildung von Ablagerungen auf oder in Preßfilzen zu inhibieren.
  • Die Enzyme können zusätzlich in Kombination mit anderen nicht-enzymatischen Filzreinigungsprodukten entweder durch Vermischen oder Auftragen am gleichen Auftragungspunkt oder durch Auftragen an zwei unterschiedlichen Orten entlang des Filzes eingesetzt werden. In einem Aspekt der Erfindung werden die Enzyme auf den Filz als Teil einer Filzreinigungszusammensetzung aufgetragen, die aus einem oder mehreren Enzymen und einer oder mehreren nicht-enzymatischen Filzreinigungschemikalien zusammengesetzt ist.
  • Die Enzyme der vorliegenden Erfindung sind aus denjenigen ausgewählt, die entweder Materialien, die sich in oder auf Filzen ablagern, zu kleineren, weniger problematischen Materialien abbauen werden, oder die sich ablagernde Materialien von der Quellung oder Vernetzung oder Komplexierung oder Anhaftung an anderen Materialien im Filz oder mit dem Filz selbst abhalten werden. Spezifische Typen von bevorzugten Enzymen schließen Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen, Proteasen und/oder Lipasen ein.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Wenn nicht anders angegeben, sind alle Prozentangaben gewichtsbezogen. Wenn eine Menge oder Konzentration als eine Liste von oberen und unteren bevorzugten Werten angegeben ist, versteht sich dies, wenn nicht anders angegeben, als spezifische Offenbarung aller Bereiche, die aus jedem Paar eines oberen bevorzugten Wertes und eines unteren bevorzugten Wertes gebildet werden, unabhängig davon, ob die Bereiche getrennt offenbart werden.
  • Wenn nicht anders angegeben, sind Verweise auf Prozentangaben von Enzymen auf das Gewicht der flüssigen oder granulierten Form des Enzyms und sind nicht auf die spezifische Aktivität des Enzyms bezogen. Enzyme sind in flüssigen oder granulierten Formen erhältlich, die in der Aktivität variieren, und die Aktivität solcher Enzyme kann sich zeitlich verändern. Die Enzymaktivität wird unter Verwendung von Verfahren gemessen, die spezifisch für den Enzymtyp sind, und wird in Einheiten angegeben, die spezifisch für das verwendete Verfahren sind. Es versteht sich, daß die Aktivität von Enzymen, die in den Verfahren dieser Erfindung verwendet werden, ausreichend zur Erzeugung der gewünschten Wirkung sein wird.
  • Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Preßfilzen durch Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge einer Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, auf den Filz vor, während Papier gleichzeitig hergestellt wird. Die Enzyme können in fester und/oder flüssiger Form sein und zur Bildung einer Flüssigkeit vor der Auftragung auf den Filz vermischt werden. Das vorliegende Verfahren ist gegenüber anderen Verfahren vorteilhaft, indem es verwendet werden kann, während das Papier hergestellt wird, keine Abschaltung der Ausrüstung notwendig ist und zusätzliche Spülungen und/oder Inaktivierungsschritte nicht notwendig sind.
  • In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Preßfilzen durch Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge (a) einer Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, und (b) eines nicht-enzymatischen flüssigen Filzreinigers bereit, während Papier gleichzeitig hergestellt wird. Die Enzyme können in fester und/oder flüssiger Form sein und zur Bildung einer Flüssigkeit vor der Auftragung auf den Filz vermischt werden. Die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, kann mit dem Filzreiniger vor der Auftragung kombiniert und auf den Filz durch das gleiche Auftragungssystem aufgetragen werden, oder die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, kann an einem anderen Ort als der Filzreiniger entlang des Filzes aufgetragen werden.
  • In einem dritten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Preßfilzen durch Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge einer Zusammensetzung, die (a) ein oder mehrere Enzyme und (b) ein oder mehrere nicht-enzymatische Filzreinigeradditive umfaßt, auf den Filz bereit, während Papier gleichzeitig hergestellt wird. Bevorzugt ist die Zusammensetzung eine Flüssigkeit, die ca. 0,001 bis 99 Gew.% Enzyme und ca. 1 bis 99,9 Gew.% Filzreinigeradditive enthält. Besonders bevorzugt ist die Zusammensetzung eine Flüssigkeit, die ca. 0,1 bis 30 Gew.% Enzyme und ca. 10 bis 60 Gew.% Filzreinigeradditive enthält. Am meisten bevorzugt ist die Reinigungszusammensetzung eine Flüssigkeit, die ca. 1 bis 20 % Enzym und ca. 15 bis 50 % Filzreinigeradditive enthält.
  • In einem bevorzugten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Preßfilzen durch Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge einer wäßrigen Zusammensetzung auf den Filz bereit, während Papier gleichzeitig hergestellt wird, wobei die wäßrige Zusammensetzung 1 bis 20 % Amylase, 1 bis 45 % eines oder mehrerer Tenside, 1 bis 30 % eines oder mehrer anionischer oder kationischer Dispergiermittel oder Polymere mit, nach Wunsch, zusätzlichen Enzymen, Formulierungsmitteln, Stabilisatoren und/oder Konservierungsmitteln umfaßt. Die Filzreinigerzusammensetzung wird auf den Filz unter Verwendung einer wäßrigen Berieselung auf einem beliebigen Teil des Filzes aufgetragen, der nicht in direktem gleichzeitigem Kontakt mit der Papierbahn ist. Die Amylasekonzentration in der Berieselung beträgt ca. 1 bis ca. 200 ppm der wäßrigen Zusammensetzung gewichtsbezogen.
  • In jeder Ausführungsform oder jedem Aspekt der Erfindung kann die Zusammensetzung, die das eine oder die mehreren Enzyme enthält, zusätzlich verschiedene Formulierungsmittel, Stabilisatoren und/oder Konservierungsmittel enthalten.
  • Jedes Enzym, das als Flüssigkeit auf einen Preßfilz auf einer Papiermaschine aufgetragen werden kann, während die Papiermaschine Papier erzeugt, so daß das Enzym auf eine Substanz zu seiner Entfernung und/oder Inhibierung an der Ablagerung auf oder im Filz wirken wird, fällt in den Umfang dieser Erfindung. Allgemein bevorzugte Enzyme sind diejenigen, die auf Substanzen wirken werden, die den Flüssigkeitsstrom durch den Filz reduzieren, oder die auf Materialien wirken werden, die problematische klebrige oder teilchenförmige Ablagerungen auf oder innerhalb von Filzen bilden, um solche Probleme zu reduzieren oder zu eliminieren. Die in der Erfindung nützlichen Enzyme können aus Enzymen ausgewählt werden, die entweder Materialien, die sich in oder auf Filzen ablagern, zu kleineren, weniger problematischen Materialien abbauen werden, oder die die sich ablagernde Materialien an der Quellung oder Vernetzung oder Komplexierung oder Anhaftung an anderen Materialien im Filz oder mit dem Filz selbst hindern werden. Ohne an die Theorie gebunden zu sein zu wünschen wird angenommen, daß solche Enzyme problematische Typen zu kleineren, weniger problematischen Materialien abbauen oder zerlegen könnten, indem sie auf Bindungen, zum Beispiel glucosidische, Ester-, Ether-, Amid- oder Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, in den Molekülen wirken, wie zum Beispiel bei Abbau von Pechtriglyceriden zu Fettsäuren oder von Stärke zu Maltose. Es wird weiterhin angenommen, daß Enzyme zur Verhinderung der Bildung von Problemen im Filz wirken können, zum Beispiel durch Verhinderung von Materialien an der Bildung von Gelen oder an der Bildung von Komplexen mit anderen sich ablagernden Materialien oder an der Vernetzung im Filz, wie zum Beispiel mit Naßfestigkeitsharz, oder die Materialien an der Anhaftung an Filzoberflächen hindern werden, wie zum Beispiel Stärke. Enzyme sind kommerziell erhältlich von Firmen in flüssigen oder granulierten Formen. Die Enzyme der vorliegenden Erfindung stammen allgemein aus bakteriellen oder pilzlichen Ursprüngen oder sind daraus modifiziert, aber könnten aus jedem anderen biologischen Ursprung stammen. Ein Beispiel für ein in der Erfindung nützliches Enzym ist Lipase. Ohne an die Theorie gebunden zu sein zu wünschen wird angenommen, daß Lipasen hydrophobe Materialien an der Ablagerung wie von Pech oder Ölen hindern. Zusätzliche Beispiele für in der Erfindung nützliche Enzyme schließen ohne Beschränkung Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen und/oder Proteasen ein. Ohne an die Theorie gebunden zu sein zu wünschen wird angenommen, daß Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen und Proteasen hydrophile gelatinöse Typen der Auffüllung inhibieren. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Enzym eine Amylase.
  • Kommerzielle flüssige Enzymprodukte enthalten häufig zusätzlich zum Enzymkonzentrat verschiedene Verdünnungsmittel und/oder Konservierungsmittel, die zur Stabilisierung der Enzymaktivität und zur Verhinderung der Abtrennung und des Absetzens in der Flüssigkeit geschaffen sind. Solche Materialien schließen ohne Beschränkung Propylenglykol, Sorbit, Glycerin, Saccharose, Maltodextrin, Calciumsalze, Natriumchlorid, Borsäure, Kaliumsorbat, Methionin und Benzisothiazolinon ein. Diese Materialien sowie andere bekannte Formulierungsmittel wie Entschäumer und Viskositätsmodifizierer können zusätzlich in den Filzreinigerzusammensetzungen dieser Erfindung vorhanden sein. Andere Formulierungsadditive sind Alkanolamine wie Triethanolamin.
  • Die Enzyme und/oder Filzreinigerzusammensetzungen der Erfindung können auf den Filz in jeder Weise aufgetragen werden, so daß die Menge auf oder im Filz ausreichend ist, um die gewünschte Wirkung zu erzeugen. Die Zusammensetzungen können zu jedem Zeitpunkt auf den Filz aufgetragen werden, wenn er in einer bandartigen Weise zwischen Bahnkontaktstufen und Rückkehrstufen rotiert. Zum Beispiel können die Zusammensetzungen direkt auf die Filzoberfläche gesprüht, gestrichen, gewalzt oder gegossen werden. Ein anderes mögliches Verfahren wäre die Auftragung der Zusammensetzungen durch ähnlich Mittel auf die verschiedenen Ausrüstungsoberflächen, die mit dem Filz in Kontakt kommen, wie die Filzträgerwalzen; die Zusammensetzungen würden dann auf die Filzoberfläche übertragen werden, wenn Kontakt zwischen dem Filz und der behandelten Ausrüstungsoberfläche entsteht. Ein Teil des Filzes kann in eine Lösung der Zusammensetzung getaucht werden, wie durch Hindurchleiten durch eine Wanne, die die Zusammensetzung enthält, während der Filzrückkehrstufe, so daß die Zusammensetzung auf oder im Filz absorbiert wird, wenn der Filz durch die Wanne gelangt. Die Zusammensetzungen können auch zum Papierstoffsystem gegeben werden, entweder bevor die Papierbahn hergestellt wird oder auf die Bahn aufgetragen werden, gerade bevor sie den Filz kontaktiert. Auf diese Weise betreten die Enzymzusammensetzungen den Filz mit dem Bahnwasser. In jedem dieser Verfahren können die Enzyme und/oder Filzreinigerzusammensetzungen der Erfindung unverdünnt oder verdünnt in einem Lösungsmittel/Träger-System aufgetragen werden. Zum Beispiel könnten die Enzymzusammensetzungen auf den Filz unverdünnt unter Verwendung eines atomisierten Sprühnebelsystems aufgetragen werden. Das bevorzugte Verfahren wäre die Auftragung der Enzyme und/oder Filzreinigerzusammensetzungen der Erfindung auf den Filz unter Verwendung einer der verschiedenen wäßrigen Nieder- und/oder Hochdruck-Reinigungs- oder Schmiermittelberieselungen, die üblicherweise auf der Maschinenseite und/oder Bahnseite des Filzes verwendet werden. Die wäßrige Berieselung kann auf den Filz mit einer Rate von ca. 0,038 bis 0,568 l/min (0,01 bis ca. 0,15 Gallonen pro Minute) pro 2,5 cm (Zoll) Breite des Filzes aufgetragen werden. Bevorzugt ist die Enzymkonzentration in der wäßrigen Berieselung ca. 0,1 bis ca. 1000 ppm gewichtsbezogen, besonders bevorzugt ist die Enzymkonzentration ca. 1 bis ca. 200 ppm gewichtsbezogen.
  • Die Zusammensetzung wird unterbrochen oder kontinuierlich auf den Filz aufgetragen, während das Papier hergestellt wird. Die Zusammensetzung kann entweder auf die Maschinenseite des Filzes oder auf die Bahnseite des Filzes oder auf beide aufgetragen werden. Die Zusammensetzung wird auf den Filz aufgetragen, während Papier hergestellt wird, was bedeutet, daß der Filz sich kontinuierlich bewegt und ein Teil des Filzes in direktem gleichzeitigem Kontakt mit einem Teil des Papiers zu jedem Zeitpunkt ist. Es ist bevorzugt, daß die Zusammensetzung nicht auf den Teil des Filzes entweder auf der Maschinenseite oder auf der Bahnseite aufgetragen wird, auf der Papier und Filz in gleichzeitigem Kontakt sind. Die Flüssigkeit, die die Enzyme enthält, kann an beliebiger Stelle auf dem Filz in einem Bereich aufgetragen werden, in dem er nicht in gleichzeitigem Kontakt mit der Bahn auf der Maschinenseite oder auf der Bahnseite ist.
  • In der vorliegenden Erfindung nützliche Filzreiniger enthalten ein oder mehrere Tenside und/oder ein oder mehrere anionische oder kationische Dispergiermittel oder Polymere.
  • Wenn Filzreiniger in der Erfindung verwendet werden, wird die Zusammensetzung, die das Enzym enthält, auf den Filz in einem Gewichtsverhältnis zum Filzreiniger von ca. 1000:1 bis ca. 1:1000 eingesetzt. Am meisten bevorzugt wird die Zusammensetzung, die Enzym enthält, auf den Filz in einem Gewichtsverhältnis zum Filzreiniger von ca. 1:1 bis ca. 1:100 aufgetragen.
  • Die nicht-enzymatischen Filzreinigeradditive der Erfindung werden aus Tensiden und/oder kationischen oder anionischen Dispergiermitteln oder Polymeren ausgewählt. In der Erfindung nützliche Tenside schließen ohne Beschränkungen Alkoholethoxylate, Alkylphenolethoxylate, Blockcopolymere, die Ethylenoxid und Propylenoxid enthalten, Alkylpolyglycoside, Polyethylenglykolester von langkettigen Fettsäuren, ethoxylierte Fettamine, Betaine, Amphoacetate, Fettalkylimidazoline, Alkylamidopropyldimethylamine, Dialkyldimethylammoniumchlorid, Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Alkylsulfat, Alkylethosulfat, Alkylbenzylsulfonat, Alkyldiphenyloxiddisulfonat, Alkoholethosulfate und Phosphatester ein. Die bevorzugten Tenside sind Alkoholethoxylate, Alkylphenolethoxylate, ethoxylierte Fettamine, Alkylpolyglycoside, Amphoacetate, Phosphatester und Alkoholethosulfate. Am meisten bevorzugt enthält die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, wenigstens ein Alkoholethoxylat.
  • Die in der Erfindung nützlichen kationischen oder anionischen Dispergiermittel oder Polymere schließen ohne Beschränkung Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensat, Acrylsäurepolymere oder -copolymere, Lignosulfonate, Polyvinylamin, Polydiallyldimethylammoniumchlorid oder Polymere, die durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit wenigstens einem Amin erhalten werden, das aus Dimethylamin, Ethylendiamin, Dimethylaminpropylamin und Polyalkylenpolyamin ausgewählt ist, ein. Am meisten bevorzugt enthält das Filzreinigerprodukt ein Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensat. Am meisten bevorzugt enthält das Filzreinigerprodukt wenigstens ein Polymer, das durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit wenigstens einem Amin erhalten wird.
  • Jeder Filzreiniger oder Filzreinigerwirkstoff, der als Flüssigkeit auf einen Preßfilz auf einer Papiermaschine aufgetragen werden kann, während die Papiermaschine Papier erzeugt, so daß der Reiniger auf eine Substanz zur Entfernung und/oder Inhibierung ihrer Ablagerung auf oder innerhalb des Filzes wirken wird, fällt in den Umfang dieser Erfindung. Allgemein bevorzugte Filzreiniger umfassen Tenside und/oder kationische oder anionische Dispergiermittel oder Polymere. Beispiele für geeignete Filzreiniger und aktive Bestandteile für Filzreiniger, die in den Umfang dieser Erfindung fallen, werden offenbart in: US 4,715,931 (Schellhamer), WO 95/29292 (Duffy), US 4,895,622 (Barnett), US 4,861,429 (Barnett), US 5,167,767 (Owiti), CA 2,083,404 (Owiti), US 5,520,781 (Curham), US 6,051,108 (O'Neal), US 5,575,893 (Khan), US 5,863,385 (Siebott), US 5,368,694 (Rohlf), US 4,995,994 (Aston) und US 6,171,445 (Hendriks), deren gesamter Inhalt hier durch Verweis eingeführt wird.
  • Geeignete nichtionische Tenside schließen ohne Beschränkung verschiedene Kondensationsprodukte von Alkylenoxiden, bevorzugt von Ethylenoxid (EO), mit einem hydrophoben Molekül ein. Beispiele für geeignete hydrophobe Moleküle schließen Fettalkohole, Fettsäuren, Fettsäureester, Triglyceride, Fettamine, Fettamide, Alkylphenole, mehrwertige Alkohole und ihre partiellen Fettsäureester ein. Andere Beispiele für geeignete nichtionische Tenside schließen Polyalkylenoxid-Blockcopolymere, Ethylendiamin-tetra-Blockcopolymere von Polyalkylenoxid und Alkylpolyglycoside ein. Bevorzugte nichtionische Tenside sind Fettalkoholethoxylate, worin der Alkohol verzweigtes oder lineares ca. C10-18 ist, wie die Reihen Surfonic® L (Huntsman Corporation, Houston, TX) oder TDA, die Reihen Neodol® (Shell Chemical Company, Houston, TX) und die Reihen Tergitol® (Union Carbide Corporation, Danbury Connecticut). Andere bevorzugte nichtionische Tenside schließen Alkylphenolethoxylate, Polyethylenglykolester von langkettigen Fettsäuren, ethoxylierte Fettamine, Polymere, die Ethylenoxid- und Propylenoxidblöcke enthalten, und Alkylpolyglycoside ein.
  • Andere geeignete Filzreinigertenside schließen amphotere, kationische und anionische Tenside ein. Geeignete amphotere Tenside schließen Betaine, Sultaine, Aminopropionate und carboxylierte Imidazolin-Derivate ein. Bevorzugte amphotere Tenside haben Fettalkylketten mit ca. 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und schließen Alkylbetain, Alkylamidopropylbetain, Natriumalkylamphoacetat und Dinatriumalkylamphodiacetat ein. Geeignete kationische Tenside schließen Fettalkylamine, Fettalkylimidazoline, Aminoxide, Aminethoxylate und quaternäre Ammonium-Verbindungen mit 1 bis 4 Fettalkyl- Gruppen am quaternären Stickstoff oder quaternäres Dialkylimidazolin ein. Bevorzugte kationische Tenside haben Fettalkylketten mit ca. 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und schließen Fettalkylimidazolin, Alkylamidopropyldimethylamine, Dialkyldimethylammoniumchlorid und Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid ein. Geeignete anionische Tenside sind Sulfate, Sulfonate, Phosphatester und Carboxylate der zuvor für nichtionische Tenside beschriebenen hydrophoben Moleküle und ihrer Kondensationsprodukte mit Ethylenoxid. Bevorzugte anionische Tenside schließen Natrium-, Ammonium- oder Kaliumsalze von Alkylsulfat, Alkylethosulfat, Alkylbenzylsulfonat, Alkyldiphenyloxiddisulfonat und die Säure- oder Salzversionen von Phosphatestern von Alkoholethoxylaten oder Alkylphenolethoxylaten ein.
  • Geeignete anionische Polymere schließen ohne Beschränkung Polymere auf Basis von Acrylsäure, Methacrylsäure oder anderen ungesättigten Carbonyl-Verbindungen wie Fumarsäure, Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid und ihre neutralisierten Versionen ein. Diese Verbindungen können auch mit solchen Verbindungen wie Polyethylenglykolallylether, Allyloxyhydroxypropansulfonsäure, Alkenen wie Isobutylen und Vinyl-Verbindungen wie Styrol copolymerisiert werden. Solche Polymere können zusätzlich sulfoniert sein. Andere geeignete anionische Polymere schließen Polynaphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensate und sulfonierte Lignine ein. Bevorzugte anionische Polymere sind Lignosulfonate; Polynaphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensate mit Molekulargewichten von ca. 400 bis 4000 wie Tamol® SN (Rohm and Haas, Philadelphia, Pennsylvania); und Polyacryl- oder -methacrylsäurepolymere oder -copolymere mit Molekulargewichten von ca. 1000 bis 100 000 wie die Reihe Aquatreat® (Alco Chemical, A National Starch Company, Bridgewater, New Jersey).
  • Geeignete kationische Polymere schließen ohne Beschränkung wasserlösliche kationische Polymere ein, die Amine (primär, sekundär oder tertiär) und/oder quaternäre Ammonium-Gruppen enthalten. Beispiele für geeignete kationische Polymere sind diejenigen, die durch Reaktion zwischen einem Epihalogenhydrin und einem oder mehreren Aminen erhalten werden, Polymere, die aus ethylenisch ungesättigten Monomeren stammen, die eine Amin- oder quaternäre Ammonium-Gruppe enthalten, Dicyandiamid-Formaldehyd-Kondensate und nachträglich kationisierte Polymere. Nachträglich kationisierte Polymere schließen Mannich-Polymere ein, die Polyacrylamide sind, die mit Dimethylamin und Formaldehyd kationisiert sind, die dann mit Methylenchlorid oder Dimethylsulfat quaternisiert werden können. Bevorzugte Typen von kationischen Polymeren, die aus ungesättigten Monomeren stammen, schließen Polyvinylamin und Polydiallyldimethylammoniumchlorid ein. Besonders bevorzugte kationische Polymere schließen diejenigen ein, die durch Umsetzen von Epichlorhydrin (EPI) mit wenigstens einem Amin erhalten werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Dimethylamin (DMA), Ethylendiamin (EDA), Dimethylaminpropylamin und Polyalkylenpolyamin besteht. Triethanolamin und/oder Adipinsäure können auch in der Reaktion eingeschlossen werden. Solche Polymere können linear oder verzweigt und partiell vernetzt sein und haben bevorzugt einen Bereich des Molekulargewichts von ca. 1000 bis ca. 1 000 000. Beispiele für solche kationischen Polymere sind von Cytec erhältlich als die C-Reihe von Superfloc® (Cytec Industries, Inc., West Paterson, New Jersey).
  • Beispiele
  • Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen veranschaulicht, die zum Zweck der Darstellung bereitgestellt werden und nicht zur Beschränkung des Umfangs der Erfindung aufgefaßt werden sollen.
  • Filzreinigerleistung wurde unter Verwendung zweier unterschiedlicher Verfahren gemessen. Das erste Verfahren wurde zur Quantifizierung des Gewichtsgewinns und des Luftporositätsverlusts von neuen Filzen, die verschiedenen Verunreinigungssystemen ausgesetzt wurden, unter Verwendung von Testvorrichtung A verwendet. Das zweite Verfahren untersuchte den Flüssigkeitsstrom durch Preßfilze unter Verwendung von Testvorrichtung B. Bestimmte Verunreinigungen neigen dazu, mehr Raum zu besetzen, wenn sie naß sind, und können deshalb einen größeren nachteiligen Einfluß auf den Flüssigkeitsstrom durch Filz haben als er mit Gewichtsgewinnmessungen quantifiziert werden kann.
  • Vorrichtung A ist aus einem pneumatisch angetriebenen Kolben und abwechselnden Zentrifugenpumpen, die Verunreinigung und Produkt in eine Kolbenkammer führen, zusammengesetzt, die durch in der Kammer gehaltene neue Filzproben gepreßt werden. Jede Auf/Ab-Bewegung des Kolbens vollendet einen Zyklus, und eine vorgegebene Anzahl von Zyklen vollendet einen Testlauf. Nach dem Trocknen werden Messungen durchgeführt, um die Gewichtszunahme und den Porositätsverlust (gemessen unter Verwendung eines Frazier-Luftporosimeters) durch die Filzproben zu bestimmen, und werden verwendet, um die Fähigkeit der Behandlung zur Bewahrung des Gewebes in seinem ursprünglichen Zustand anzuzeigen. Geringe Werte für den prozentualen Gewichtsgewinn und den prozentualen Luftporositätsverlust sind Anzeichen für sauberere Filze.
  • Testvorrichtung B ist aus einer Testkammer zusammengesetzt, in der saubere Gewebeproben gehalten werden. Flüssigkeit wird mit einer konstanten Geschwindigkeit in ein Ende der Kammer gepumpt, so daß die Flüssigkeit durch den Filz und aus der anderen Seite heraus in ein Sammelgefäß gelangt. Wenn das Gewebe verstopft wird, verursacht Gegendruck in der Kammer eine Abzweigung eines Teils des Flüssigkeitsstroms aus einer Entlastungsleitung, wodurch der Filz umgangen wird. Ein hoher Entlastungsstrom ist ein Zeichen für einen größeren Verstopfungsgrad im Filz.
  • Die Enzymlösungen, handelsübliche Filzreiniger und Filzreinigungsformulierungen, auf die in den Beispielen Bezug genommen wird, sind in den Tabellen 1 bis 3 beschrieben. Tabelle 1 In den Beispielen verwendete handelsübliche flüssige Enzyme*
    Figure 00170001
    • * Erhältlich von Novozymes North America, Franklin, North Carolina
    Tabelle 2 In den Beispiele verwendete handelsübliche Filzreiniger*
    Figure 00170002
    • * Erhältlich von Hercules Incorporated, Wilmington, DE, unter dem Markennamen Presstige®
    Tabelle 3 Beispielformulierungen
    Figure 00180001
    Tabelle 3 (Fortsetzung)
    Figure 00190001
  • Beispiel 1
  • Vorrichtung wurde zur Untersuchung verwendet, wie schnell Enzyme Verunreinigung entfernen konnten, das gerade einen Preßfilz verstopft hatte, eine wichtige Eigenschaft für eine wirksame kontinuierliche Filzreinigungsbehandlung. Für diese Untersuchung wurde eine Lösung von kationischer Kartoffelstärke (0,1 % STA-LOK®400, A.E. Staley Manufacturing Company, Decatur, Illinois), die typisch für den in der Herstellung von Papier verwendeten Typ ist, durch Proben von sauberem Preßfilz mit einer Fließgeschwindigkeit von 1000 ml/min geleitet. Der Entlastungsstrom und Fluß durch den Filz wurden kombiniert und durch die Vorrichtung rezirkuliert, bis sich der Verstopfungsgrad stabilisiert hatte, und zu diesem Zeitpunkt wurden Enzyme in den Rezikulierungstank gegeben und die Fließgeschwindigkeiten überwacht. Die Enzyme verursachten eine Abnahme der Entlastungsströmungsgeschwindigkeit und eine Zunahme der Fließgeschwindigkeit durch den Filz, die im wesentlichen linear im Zeitverlauf war. Die Steigung der Fließgeschwindigkeit (ml/min) durch den Filz als Funktion der Zeit (min) nach der Enzymzugabe ist in Tabelle 4 aufgeführt. Die Untersuchungen wurden bei Raumtemperatur durchgeführt, wenn nicht anders angegeben. Tabelle 4 Wirkung von Amylasen und Pullulanasen auf Stärkeverunreinigung in Filzen
    Figure 00200001
  • Die Daten in Tabelle 4 zeigen, daß Enzyme eine Verunreinigung wie Stärke aus einem Preßfilz schnell entfernen können, wodurch der Flüssigkeitsstrom durch den Filz wiederhergestellt wird. Die größeren Steigungen zeigen, daß die Behandlung die Stärke schneller entfernen konnte, die den Strom durch den Filz verstopfte. Die Daten zeigen auch, daß Pullulanase (E-4), ein Stärkeentzweigungsenzym, nicht wirksam im Vergleich mit den unterschiedlichen untersuchten Amylasen war.
  • Beispiel 2
  • Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde verwendet, um den Einfluß von typischen Filzreinigungsadditiven auf mit Stärke verstopfte Filze zu untersuchen. Die Wirkung dieser Additive in Kombination mit Amylase, Enzym E-1, wurde auch untersucht. Zusätzlich wurde der Einfluß von Produktformulierungen, die Enzym E-1 enthielten, in Dosierungen untersucht, die 3 ppm der Amylase entsprachen. Die Ergebnisse sind in Tabellen 5a bzw. 5b gezeigt. Tabelle 5a Wirkung von typischen Filzreinigeradditiven mit Amylase auf mit Stärke verstopften Filz
    Figure 00210001
    Tabelle 5b Wirkung von Formulierungen, die Amylase enthalten, auf mit Stärke verstopften Filz
    Figure 00210002
  • Die Daten in den Tabellen 5a und 5b zeigen, daß typische Filzreinigeradditive wenig bis keinen Einfluß auf die Stärkeauffüllung hatten, jedoch hatten Mischungen aus Filzreinigeradditiven mit Enzym eine gleiche oder manchmal überlegene Leistung gegenüber dem Enzym allein hatten.
  • Beispiel 3
  • Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde verwendet, um den Einfluß einer Protease (Enzym E-9) auf mit proteinhaltigem Material verstopften Filz zu untersuchen, das in Filzen aufgrund biologischer Aktivität in Papierherstellungsstoffsystem vorhanden sein könnte. Eine Lösung, die 100 ppm Sojaproteinkonzentrat enthielt, wurde als repräsentatives Protein anstelle der zuvor verwendeten kationischen Stärke verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 enthalten. Tabelle 6 Wirkung von Protease auf mit Protein verstopften Filz
    Figure 00220001
  • Die Daten zeigen, daß Protease auch durch Protein verursachte Verstopfung schnell entfernen kann, wodurch Flüssigkeitsfluß durch den Filz wiederhergestellt wird.
  • Beispiel 4
  • Zur Untersuchung, ob Enzyme die Verstopfung eines Filzes durch Verunreinigung minimieren oder verhindern könnten, wurden die gleiche Vorrichtung und der in Beispiel 1 verwendete kationische Stärketyp eingesetzt, außer daß in diesem Fall die Proben nicht durch die Vorrichtung rezirkuliert wurden. Statt dessen wurden zwei Testkammern mit dem gleichen Behälter von Stärke verwendet, der beide Kammern versorgte. T-Verbindungen in der Rückseite jeder Einheit erlaubten eine Vermischung der Behandlungszufuhr mit der Verunreinigung gerade zum Betreten der Zelle. Wasser wurde als Behandlungszufuhr für die unbehandelte Testkammer verwendet, und eine Enzymlösung wurde als Zufuhr für die behandelte Kammer verwendet. Bei dieser Testanordnung hatten das Enzym und die Stärke weniger als 1 Sekunden Reaktionszeit vor dem Erreichen des Filzes. Der Prozentwert des Gesamtflusses, der aus dem Entlastungsrohr führte, ist in Tabelle 7 für Zeiträume von 1, 3 und 9 Minuten nach dem Testbeginn aufgezeichnet. Tabelle 7 Wirkung von Amylase in der Verhinderung der Filzverstopfung durch Stärke
    Figure 00230001
  • Die Daten in Tabelle 7 zeigen, daß die mit Enzym behandelte Testkammer am häufigsten weniger verstopft als die mit Wasser behandelte Blindtestkammer war. In manchen Fällen konnten bei der Enzymbehandlung 100 % des Flusses durch den Filz gelangen. Dies zeigt, daß Enzyme wie Amylase die Filzauffüllung verhindern oder signifikant reduzieren können, wenn sie auf einer kontinuierlichen Basis mit dem Papierherstellungsfilz eingesetzt werden.
  • Beispiel 5
  • Vorrichtung B wurde verwendet, um den Einfluß von Enzymen und Filzreinigern, bei Zugabe als separate Produktzuführungen, auf Komponenten zu untersuchen, die Filze in Papiermaschinen verstopfen könnten, die alkalisches Druck- und Schreibpapier herstellen. Ein wäßriges System aus Komponenten, die typischerweise für diese Papierqualität verwendet werden, wurde mit dem folgenden Verhältnis von aktiven Stoffen kombiniert: 1 Teil kationisches Retentionsmittel, jeweils 2 Teile von Alaun und Alkylketendimer (AKD-Leimung), 20 Teile kationische Kartoffelstärke und 400 Teile gefälltes Calciumcarbonat (PCC) als Füllstoff. 30 g des Komponentensystems wurden zu Wasser gegeben, das durch saubere Filze rezirkulierte. Handelsübliche Filzreinigerprodukte wurden hinzugegeben, nachdem sich die Fließgeschwindigkeiten durch den Filz und die Entlastung stabilisiert hatten. Nach 30 Minuten wurde Enzym E-1 hinzugegeben. Die Daten für den prozentualen Fluß, der den Filz umging, am Ende jeder Phase des Experiments sind in Tabelle 8 enthalten. Tabelle 8 Wirkung von separater Zufuhr von Amylase und Filzreinigern auf die Auffüllung aus alkalischen Druck- und Schreibqualitätkomponenten
    Figure 00240001
    Tabelle 8 (Fortsetzung)
    Figure 00250001
  • Die Daten in Tabelle 8 zeigen, daß das Enzym die Leistung aller unterschiedlichen untersuchten Filzreiniger durch Reduzierung des Flusses, der den Filz umging, und dadurch Erhöhung des Flusses durch den Filz verbessern konnte. In manchen Fällen, insbesondere bei den Produkten P-1 und P-2, ergab die separate Zufuhr von Enzym und Filzreiniger eine bessere Zunahme des Flüssigkeitsstroms durch den Filz als diejenige des Enzyms allein.
  • Beispiel 6
  • Das in Beispiel 5 beschriebene Verunreinigungssystem für alkalische Druck- und Schreibqualität wurde zur Messung des Einflusses der Vermischung von Enzym mit Filzreinigerprodukten vor der Zugabe zum Filz verwendet. Messungen von Gewichtszunahme und Luftporositätsverlust wurden unter Verwendung von 250 Testzyklen durch Testvorrichtung A durchgeführt. Flüssigkeitsströmungsuntersuchungen wurden unter Verwendung von Testvorrichtung B mit der zu Beginn der Untersuchung kombinierten Behandlung und Verunreinigung durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 enthalten. Tabelle 9 Wirkung von Amylase und Filzreinigern auf Auffüllung aus Komponenten für alkalische Druck- und Schreibqualität
    Figure 00260001
    Tabelle 9 (Fortsetzung)
    Figure 00270001
  • Die Daten in Tabelle 9 zeigen, daß das mit den Filzreinigern vermischte Enzym die Leistung aller untersuchten Filzreiniger verbesserte, indem der Flüssigkeitsstrom durch den Filz erhöht wurde. In manchen Fällen verbessert das Enzym auch die Leistung des Filzreinigers durch weitere Reduzierung der Trockengewichtszunahme und des Luftporositätsverlusts über den Wert, den der Filzreiniger bereitstellen konnte.
  • Beispiel 7
  • Zur Untersuchung des Einflusses von Lipasen auf die Pechablagerung in Filzen wurde Vorrichtung A mit einem Verunreinigungssystem verwendet, das ein synthetisches Pech mit hohem Fettester- und Harzsäuregehalt enthielt, der typisch für denjenigen ist, den man in einem Zeitungspapierstoff findet, der aus Holzschliff oder thermomechanischem Zellstoff hergestellt wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 enthalten. Tabelle 10 Wirkung von Lipase auf die Bekämpfung von Pechablagerung in Filzen
    Figure 00280001
  • Die Daten in Tabelle 10 zeigen, daß Lipasen die Pechablagerung in Preßfilzen reduzieren können und in manchen Fällen die Leistung der Filzreiniger verbessern können.
  • Beispiel 8
  • Zur Untersuchung des Einflusses von Hemicellulase, Cellulase und Amylase auf die Filzauffüllung aufgrund von Kohlehydraten, die im Filz vorhanden sein können, wurden die in den Beispielen 5 und 6 verwendeten Verfahren unter Verwendung verschiedener Siebwasserproben und einer Xylanlösung (300 ppm) eingesetzt. Xylan wurde als Darstellung einer typischen Hemicellulose verwendet, die in Papierherstellungszellstoffen gefunden werden kann. Siebwasser ist die Flüssigkeit, die aus dem Stoff in der Bahnbildungspartie abläuft. Als solche wäre es typisch für die Flüssigkeit, die in der Papierbahn verbleibt, wenn sie die Pressenpartie betritt. Siebwasser 1 wurde aus einem Pilotpapiermaschinenlauf für Karton mit hohem Gewicht mit einem Flächengewicht von 72,6 g kg/279 m2 (160 lbs/3000 ft2) als Probe entnommen. Die Faser war eine Mischung aus Laubholz- und Nadelholzfasern. Additive waren Naßfestmittel mit 2,72 kg/907 kg (6 lbs/ton), AKD-Leimungsmittel mit 2,27 bis 4,54 kg/907 kg (5 bis 10 lbs/ton) und Alaun mit 0,45 kg/907 kg (1 lbs/ton), alle auf Basis von aktiven Stoffen. Siebwasser 2 wurde aus einem Pilotpapiermaschinenlauf für die weiße obere Schicht für Karton mit weißer Oberfläche als Probe entnommen. Das Flächengewicht betrug 19,1 kg/92,9 m2 (42 lbs/1000 ft2). Die Faser war ebenfalls eine Laubholz/Nadelholz-Mischung, die 20 % PCC enthielt. Additive auf Basis aktiver Stoffe waren 18,1 kg/907 kg (40 lbs/ton) kationische Stärke, 1,36 kg/907 kg (3 lbs/ton) synthetisches Trockenfestigkeitsmittel, 0,45 bis 1,59 kg/907 kg (1 bis 3,5 lbs/ton) ASA-Leimungsmittel, 0,45 kg/907 kg (1 lb/ton) kationisches Polymer mit geringem Molekulargewicht, 0,18 kg/907 kg (0,4 lb/ton) anionisches Retentionsmittel und 0,23 kg/907 kg (0,5 lb/ton) kolloidale Kieselerde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 enthalten. Tabelle 11 Wirkung von Hemicellulase, Cellulase und Amylase auf Filzauffüllung
    Figure 00290001
    • * Mischung in gleichen Verhältnissen von E-1, E-2 und E-3
  • Die Daten in Tabelle 11 zeigen, daß die Hemicellulase die Verstopfung von Filzen aufgrund einer typischen Hemicellulose entfernen und reduzieren oder verhindern konnte. Die Hemicellulase und Cellulase konnten auch den Flüssigkeitsstrom durch die mit den zwei Proben von Siebwasser verstopften Filze erhöhen. Die Enzyme und insbesondere die Enzymmischung waren ebenfalls wirksam in der Reduzierung der Gewichtszunahme des Filzes, der dem Siebwasser unterworfen worden war.
  • Beispiel 9
  • Mit Amylase formulierte Produkte wurden mit Verunreinigungssystemen getestet, die typisch für diejenigen sind, die Papier von Druck- und Schreibqualität erzeugen, unter Verwendung der Verfahren aus Beispiel 6. Verunreinigungssystem A enthielt 500 ppm der in Beispiel 5 beschriebenen Komponenten und Verhältnisse, außer daß Stärke mit den anderen Komponenten nach Verdünnung kombiniert wurde und entweder zum Zeitpunkt 0 oder zum Zeitpunkt 2 Minuten vor dem Beginn des Tests hinzugegeben wurde. Verunreinigungssystem B enthielt 600 ppm der in Beispiel 6 beschriebenen Komponenten, jedoch wurde die Stärke in einem Verhältnis von 1 Teil auf jede 24 Teile der anderen Komponenten hinzugegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 enthalten. Tabelle 12 Wirkung von formulierten Produkten, die Amylase enthalten, auf die Auffüllung von Komponenten für alkalische Druck- und Schreibqualität
    Figure 00300001
    Tabelle 12 (Fortsetzung)
    Figure 00310001
  • Die Ergebnisse in Tabelle 12 zeigen, daß die mit Amylase formulierten Filzreinigerprodukte wirksam sowohl in der Reduzierung der Verunreinigungsanreicherung auf den Preßfilzen als auch in der Erhöhung des Flüssigkeitsstroms durch die Filze waren.
  • Beispiel 10
  • Der Filz wird während der Papierherstellung mit einem flüssigen Amylase-Produkt und der folgenden Filzreinigerformulierung behandelt:
    15–30 % Naphthalinsulfonat
    5–20 % Phosphatester
    0,01 % Antischaummittel
    Wasser
  • Die zwei Komponenten werden zusammen kombiniert und dann auf den Filz über eine wäßrige Berieselung aufgetragen, wobei die Amylasemenge in der Berieselung zwischen 1 und 500 ppm ist. Das Verhältnis von Amylase zu Filzreinigerformulierung ist 1 zu 100 Gew.-Teile.
  • Beispiel 11
  • Der Filz wird, während Papier hergestellt wird, mit einem Zweikomponentensystem behandelt, wobei die erste Komponente ein flüssiges Amylaseprodukt ist und die zweite Komponente die folgende Filzreinigerformulierung ist:
    15–30 % Polyacrylsäure, Molekulargewicht ∽5000
    15–30 % nichtionische Tenside, entweder Nonylphenolethoxylat oder Alkoholethoxylate mit 9–12 Molen EO
    0–1 % Lignosulfonat
    1–2 % Natriumhydroxid
    0,025–0,1 % Biozid
    Wasser
  • Die zwei Komponenten werden auf den Filz separat an unterschiedlichen Orten auf dem Filz aufgetragen. Jede wird über eine wäßrige Berieselung aufgetragen. Die Amylasemenge in der Berieselung ist zwischen 1 und 500 ppm. Das Verhältnis von Amylase zur Filzreinigerformulierung ist 1 zu 100 Gew.-Teile.
  • Beispiel 12
  • Der Filz wird, während Papier hergestellt wird, mit einem Zweikomponentensystem behandelt, wobei das erste Produkt flüssige Amylase enthält und das zweite Produkt die folgende Formulierung enthält:
    5–15 % aktive Stoffe von kationischem linearen oder verzweigtem Polyamin mit niedrigem Molekulargewicht, MW ∼13 000 bis ∼600 000.
    5–15 % Alkoholethoxylat, lineares oder verzweigtes C12-14, 8–9 EO.
    0–5 % Phosphatester
    0,025–0,1 % Biozid
    Wasser
  • Die zwei Komponenten werden zusammen kombiniert und dann auf den Filz über eine wäßrige Berieselung aufgetragen, wobei die Amylasemenge in der Berieselung zwischen 1 und 200 ppm ist. Das Verhältnis von Amylase zur Filzreinigerformulierung ist 1 zu 50 Gew.-Teile.
  • Beispiel 13
  • Der Filz wird, während Papier hergestellt wird, mit folgendem behandelt:
    5–20 % (aktive Stoffe) lineares oder verzweigtes Polyamin, MW
    ∽10 000–50 000 (erhalten durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit Dimethylamin und gegebenenfalls Ethylendiamin, falls verzweigt)
    5–20 % lineares primäres oder sekundäres Alkoholethoxylat, C11-15, 9–12 Mole EO
    0–5 % (aktive Stoffe) Dinatriumlauroamphodiacetat
    0–10 % Propylenglykol
    0,01–0,10 % (aktive Stoffe) 1,2-Benzisothiazolin-3-on
    3–10 % flüssige alpha-Amylase
    Wasser
  • Die Formulierung wird auf den Filz über eine wäßrige Berieselung aufgetragen, wobei die Amylasemenge in der Berieselung zwischen 1 und 200 ppm ist.
  • Beispiel 14
  • Der Filz wird, während Papier hergestellt wird, mit folgendem behandelt:
    5–10 % Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensat
    10–20 % Alkoholethoxylat(e), C11-15, linear, primär, sekundär oder verzweigt, mit 8 bis 12 Molen EO
    0–10 % (aktive Stoffe) Dinatriumlauroamphodiacetat
    0–15 % ethoxyliertes Cocoamin
    0–10 % Propylenglykol
    0,01–0,05 % (aktive Stoffe) 1,2-Benziosothiazolin-3-on
    3–10 % flüssige alpha-Amylase
    Wasser
  • Die Formulierung wird auf den Filz über eine wäßrige Berieselung aufgetragen, wobei die Amylasemenge in der Berieselung zwischen 1 und 200 ppm ist.
  • Beispiel 15
  • Der Filz wird, während Papier hergestellt wird, mit folgendem behandelt:
    5–20 % (aktive Stoffe) lineares oder verzweigtes Polyamin, MW ∼10 000–50 000 (erhalten durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit Dimethylamin und gegebenenfalls Ethylendiamin, falls verzweigt)
    5–20 % lineares primäres oder sekundäres Alkoholethoxylat, C11-15, 9–12 Mole EO
    0–5 % (aktive Stoffe) Natriumlaurylsulfat
    0–10 % Propylenglykol
    0,01–0,10 % (aktive Stoffe) 1,2-Benzisothiazolin-3-on
    3–10 % flüssige alpha-Amylase
    Wasser
  • Die Formulierung wird auf den Filz über einen wäßrige Berieselung aufgetragen, wobei die Amylasemenge in der Berieselung zwischen 1 und 200 ppm ist.
  • Beispiel 16
  • Der Filz wird, während Papier hergestellt wird, mit folgendem behandelt:
    3–8 % (aktive Stoffe) Polyacrylsäure, MW ∼1000–5000
    5–10 % Triethanolamin
    5–15 % lineares oder sekundäres Alkoholethoxylat, C11-15, 9–12 Mole EO
    5–10 % Propylenglykol
    0–5 % Phosphatester
    0,01–0,10 % (aktive Stoffe) 1,2-Benzisothiazolin-3-on
    3–10 % flüssige alpha-Amylase
    Wasser
  • Die Formulierung wird auf den Filz über eine wäßrige Berieselung aufgetragen, wobei die Amylasemenge in der Berieselung zwischen 1 und 200 ppm ist.
  • Beispiel 17
  • Mit Amylase formulierte Filzreinigerprodukte wurden mit üblicherweise verwendeten Filzreinigern verglichen, die kein Enzym enthalten, unter Verwendung unterschiedlicher Typen von Verunreinigungssystemen und Preßfilzen. Zwei unterschiedliche Typen von Filzen wurden verwendet. Filztyp A hatte ein relativ offenes Webmuster und war ein typischerweise in der Herstellung von Verpackungsqualitäten verwendeter Typ. Filztyp B war der in der Feinpapierherstellung verwendete Typ und enthielt eine polymere Membran als eine seiner Schichten. Die Verunreinigungssysteme wurden wie in Beispiel 9 für System A hergestellt, jedoch wurden der Typ von Retentionsmittel und die Leimung wie folgt modifiziert:
    System 1 ist AKD-Leimung und kationisches Retentionspolymer
    System 2 ist AKD-Leimung und anionisches Retentionspolymer
    System 3 ist ASA-Leimung und anionisches Retentionspolymer und
    System 4 ist ASA-Leimung und kationisches Retentionspolymer
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 enthalten.
  • Die Daten in Tabelle 13 zeigen, daß die mit Enzym formulierten Filzreinigerprodukte wirksamer als Filzreiniger sind, die kein Enzym enthalten, indem mehr Flüssigkeitsfluß durch den Filz gelangt, statt ihn zu umgehen, und/oder indem die Menge des Gewichtsgewinns durch den Filz reduziert wird.
  • Figure 00360001
  • Figure 00370001

Claims (41)

  1. Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Pressfilzen durch kontinuierliches oder unterbrochenes Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge einer Zusammensetzung auf den Filz, die ein oder mehrere Enzyme enthält, während Papier gleichzeitig hergestellt wird.
  2. Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das eine oder die mehreren Enzyme aus denjenigen ausgewählt sind, die entweder Materialien, die sich in oder auf Filzen ablagern, zu kleineren, weniger problematischen Materialien abbauen werden, oder die sich ablagernde Materialien von der Gelierung oder Vernetzung oder Komplexierung oder Anhaftung an anderen Materialien innerhalb des Filzes oder an dem Filz selbst abhalten werden.
  3. Verfahren gemäss Anspruch 1, worin wenigstens ein Enzym des einen oder der mehreren Enzyme aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Lipasen, Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen und Proteasen besteht.
  4. Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, kontinuierlich oder unterbrochen als wässrige Berieselung aufgetragen wird.
  5. Verfahren gemäss Anspruch 4, worin die Enzymkonzentration in der wässrigen Berieselung ca. 0,1 bis ca. 1.000 ppm ist.
  6. Verfahren gemäss Anspruch 4, worin die wässrige Berieselung auf den Filz mit einer Rate von ca. 0,038 bis 0,568 l (0,01 bis 0,15 Gallonen) pro Minute pro 2,54 cm (Zoll) Breite des Filzes aufgetragen wird.
  7. Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Abscheidungen auf oder innerhalb von Pressfilzen durch kontinuierliches oder unterbrochenes Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge (a) einer Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, und (b) eines nicht-enzymatischen flüssigen Filzreinigers auf den Filz, während Papier gleichzeitig hergestellt wird.
  8. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, in flüssiger und/oder fester Form ist und zur Bildung einer Flüssigkeit vor dem Auftragen auf den Filz vermischt wird.
  9. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, mit dem Filzreiniger vor der Auftragung vereinigt und auf den Filz durch das gleiche Auftragungssystem aufgetragen wird.
  10. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, an einem anderen Ort entlang des Filzes als der Filzreiniger aufgetragen wird.
  11. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin das eine oder die mehreren Enzyme aus denjenigen ausgewählt sind, die entweder Materialien, die sich in oder auf Filzen ablagern, zu kleineren, weniger problematischen Materialien abbauen werden, oder die sich ablagernde Materialien von der Gelierung oder Vernetzung oder Komplexierung oder Anhaftung an anderen Materialien innerhalb des Filzes oder an dem Filz selbst abhalten werden.
  12. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin wenigstens ein Enzym eine Lipase ist.
  13. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin wenigstens ein Enzym aus Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen und/oder Proteasen ausgewählt ist.
  14. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin wenigstens ein Enzym eine Amylase ist.
  15. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, kontinuierlich oder unterbrochen in einer wässrigen Berieselung auf den Filz aufgetragen wird.
  16. Verfahren gemäss Anspruch 15, worin die Enzymkonzentration in der wässrigen Berieselung ca. 0,1 bis ca. 1.000 ppm ist.
  17. Verfahren gemäss Anspruch 15, worin die Enzymkonzentration in der wässrigen Berieselung ca. 1 bis ca. 200 ppm ist.
  18. Verfahren gemäss Anspruch 15, worin die wässrige Berieselung auf den Filz mit einer Rate von ca. 0,038 bis 0,568 l (0,01 bis 0,15 Gallonen) pro Minute pro 2,54 cm (Zoll) Breite des Filzes aufgetragen wird.
  19. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, auf den Filz in einem Gewichtsverhältnis zu demjenigen des Filzreinigers von ca. 1.000:1 bis ca. 1:1.000 aufgetragen wird.
  20. Verfahren gemäss Anspruch 7, worin die Zusammensetzung, die ein oder mehrere Enzyme enthält, auf den Filz in einem Gewichtsverhältnis zu demjenigen es Filzreinigers von ca. 1:1 bis ca. 1:100 aufgetragen wird.
  21. Verfahren zur Inhibierung von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Pressfilzen durch kontinuierliches oder unterbrochenes Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge einer Zusammensetzung, die (a) ein oder mehrere Enzyme und (b) ein oder mehrere nicht-enzymatische Filzreinigeradditive umfasst, auf den Filz, während Papier gleichzeitig hergestellt wird.
  22. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin die Zusammensetzung ca. 0,001 bis 99 Gew.% Enzyme und 1 bis 99,9 Gew.% Filzreinigeradditive enthält.
  23. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin die Zusammensetzung ca. 0,1 bis 30 Gew.% Enzyme und 10 bis 60 Gew.% Filzreinigeradditive enthält.
  24. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin die Zusammensetzung 1 bis 20 % Enzym und 15 bis 50 % Filzreinigeradditive enthält.
  25. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin das eine oder die mehreren Enzyme aus denjenigen ausgewählt sind, die entweder Materialien, die sich in oder auf Filzen ablagern, zu kleineren, weniger problematischen Materialien abbauen werden, oder die sich abscheidende Materialien von der Gelierung oder Vernetzung oder Komplexierung oder Anhaftung an anderen Materialien innerhalb des Filzes oder an dem Filz selbst abhalten werden.
  26. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin wenigstens ein Enzym des einen oder der mehreren Enzyme eine Lipase ist.
  27. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin wenigstens ein Enzym des einen oder der mehreren Enzyme aus Amylasen, Hemicellulasen, Cellulasen und/oder Proteasen ausgewählt ist.
  28. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin wenigstens ein Enzym aus dem einen oder den mehreren Enzymen eine Amylase ist.
  29. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin wenigstens eines der nicht-enzymatischen Filzreinigeradditive aus Tensiden, anionischen Polymeren oder kationischen Polymeren ausgewählt ist.
  30. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin das eine oder die mehreren Enzyme 1 bis 20 % Amylase umfasst; worin das eine oder die mehreren nicht-enzymatischen Filzreinigeradditive 1 bis 45 % von einem oder mehreren Tensiden und 1 bis 30 % von einem oder mehreren anionischen oder kationischen Polymeren umfassen.
  31. Verfahren gemäss Anspruch 29, worin wenigstens eines der Tenside aus Alkoholethoxylaten, Alkylphenolethoxylaten, Blockcopolymeren, die Ethylenoxid und Propylenoxid enthalten, Alkylpolyglycosiden, Polyethylenglykolestern von langkettigen Fettsäuren, ethoxylierten Fettaminen, Betainen, Amphoacetaten, Fettalkylimidazolinen, Alkylamidopropyldimethylaminen, Dialkyldimethylammoniumchlorid, Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid, Alkylsulfat, Alkylethosulfat, Alkylbenzolsulfonat, Alkyldiphenyloxiddisulfonat und/oder Phosphatestern ausgewählt ist.
  32. Verfahren gemäss Anspruch 29, worin wenigstens eines der anionischen oder kationischen Polymere aus Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensaten, Acrylsäurepolymeren oder -copolymeren, Lignosulfonaten, Polyvinylamin, Polydiallyldimethylammoniumchlorid oder Polymeren ausgewählt ist, die durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit wenigstens einem Amin erhalten werden, das aus Dimethylamin, Ethylendiamin, Dimethylaminpropylamin und Polyalkylenpolyamin ausgewählt it.
  33. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin die Zusammensetzung wenigstens ein Tensid enthält, das aus Alkoholethoxylaten, Alkylphenylethoxylaten, ethoxylierten Fettaminen, Alkylpolyglycosiden, Amphoacetaten, Phosphatestern und/oder Alkoholethosulfaten ausgewählt ist.
  34. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin wenigstens eines der einen oder mehreren nicht-enzymatischen Filzreinigeradditive ein Alkoholethoxylat umfasst.
  35. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin das eine oder die mehreren nicht-enzymatischen Filzreinigeradditive ein Naphthalinsulfonat umfasst.
  36. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin das eine oder die mehreren nicht-enzymatischen Filzreinigeradditive ein Polymer umfasst, das durch Umsetzen von Epichlorhydrin mit wenigstens einem Amin erhalten wird, das aus Dimethylamin, Ethylendiamin, Dimethylaminpropylamin und Polyalkylenpolyamin ausgewählt ist.
  37. Verfahren gemäss Anspruch 21, worin die Zusammensetzung kontinuierlich oder unterbrochen als wässrige Berieselung auf den Filz aufgetragen wird.
  38. Verfahren gemäss Anspruch 37, worin die Enzymkonzentration in der wässrigen Berieselung ca. 0,1 bis ca. 1.000 ppm ist.
  39. Verfahren gemäss Anspruch 37, worin die Enzymkonzentration in der wässrigen Berieselung ca. 1 bis ca. 200 ppm ist.
  40. Verfahren gemäss Anspruch 37, worin die wässrige Berieselung auf den Filz mit einer Rate von ca. 0,038 bis 0,568 l (0,01 bis 0,15 Gallonen) pro Minute pro 2,54 cm (Zoll) Breite des Filzes aufgetragen wird.
  41. Verfahren zum Inhibieren von Substanzen an der Auffüllung oder Bildung von Ablagerungen auf oder innerhalb von Pressfilzen durch Auftragen einer wirksamen inhibierenden Menge einer wässrigen Zusammensetzung auf den Filz, während Papier hergestellt wird, wobei die Zusammensetzung 1 bis 20 % Amylase, 1 bis 45 % von einem oder mehreren Tensiden, 1 bis 30 % von einem oder mehreren anionischen oder kationischen Polymeren umfasst, wobei die Zusammensetzung auf den Filz unter Verwendung einer wässrigen Berieselung aufgetragen wird, so dass die Amylasekonzentration in der Berieselung gewichtsbezogen ca. 1 bis ca. 200 ppm ist.
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