AT222478B - Verfahren zum Aufbereiten von durch Kunstharze naßfest gemachtem Papier - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Aufbereiten von durch Kunstharze nassfest gemachtem Papier 
Bekanntlich wird ein grosser Teil des heute hergestellten Papieres aus Altpapier gewonnen. Die Auf- bereitung des letzteren ist aber immer dann mit Schwierigkeiten verbunden, wenn es sich um nassfeste
Papiere handelt. Diese Sorten enthalten   Melamin- oder Harnstoffaldehydharzüberzüge   oder sind mit die- sen oder andern Harzen oder Kunststoffen imprägniert. 



   Soll Altpapier auf neues Papier verarbeitet werden, so wird es im Wasser in geeigneten Geräten, wie z. B. Kugelkochern, unter Durchleiten von heissem Dampf behandelt. Es ist verständlich, dass diese Um- wandlung des festen Papierblattes in einen Papierbrei umso schwieriger ist, je wasserfester das zu verar- beitende Altpapier ist. Zur Unterstützung des Auflösevorganges gab man bisher dem Wasser entweder Alu- miniumsulfat oder Alkalien zu. Trotzdem dauerte die Behandlung eines solchen Altpapieres im Kugel- kocher 3-6 Stunden. Es ist weiterhin bekannt, zum Aufschluss von nassfestem Altmaterial freie Phosphorsäure zu verwenden. Bei dem damit verbundenen, sehr niedrigen PH-Wert der Stoffsuspension ist mit erheblicher Korrosion der Aufbereitungsanlage zu rechnen.

   Ferner ist auch bekannt, dass dieses Aufbereitungsmittel unerwünschte Faserschädigung hervorruft, so dass das aus solchem Altmaterial auf diese Weise hergestellte Endprodukt von minderer Qualität ist. 



   In der USA-Patentschrift Nr. 1, 628, 931 ist ein Verfahren beschrieben, nach welchem gewachstes Papier einem Deinking-Prozess unter Verwendung von Trinatriumphosphat unterworfen wird. Demgegenuber wird beim   erfindungsgemässen   Verfahren nicht gewachstes Papier, sondern mit Kunstharzen nassfest gemachtes Papier aufbereitet. 



   Aus der USA-Patentschrift Nr.   1, 925, 372   ist der Vorschlag bekannt, für das Deinking-Verfahren von bedrucktem Altpapier alkalische Mittel, wie Natriumhydroxyd, Natriummetasilikat und Trinatriumorthophosphat zu verwenden. Das erfindungsgemässe Verfahren zielt hingegen darauf ab, bei geringerem Alkalitätsgrad zu arbeiten und dabei eine erhöhte Wirksamkeit zu erzielen. 



   Gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 394, 273 wird nassfestes Altpapier unter Anwendung saurer Mittel, wie   Schwetel-,   Salz- und Phosphorsäure bzw. Aluminiumsulfat, zerfasert. Bei diesem bekannten Verfahren ist auf Grund der erheblichen Acidität der   Behandl1Tnflüssigkeit   ein beträchtlicher Angriff sowohl auf die Cellulosefaser als auch auf die Apparaturen feststellbar. Nach der Erfindung soll ein rascherer Aufschluss mit Chemikalien verminderter Aggressivität erreicht werden. 



   Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die Aufbereitung von Papiersorten, die durch Kunstharze nassfest gemacht worden sind, schneller und gründlicher verläuft, wenn man dem zur Aufbereitung dienenden Wasser an Stelle der oben genannten, bisher gebräuchlichen Chemikalien   Alkali- einschliess-   lich Ammoniumpolyphosphate, insbesondere Alkalipyrophosphat, Alkalitripolyphosphat, Alkalitetrapolyphosphat, Grahamsalz   usw.,   oder auch Mischungen von verschiedenen Natrium-, Kalium- bzw. Ammoniumpolyphosphaten zusetzt. Eine wesentliche Modifizierung der bisher üblichen Arbeitsgänge wird wegen des Phosphatzusatzes nicht nötig. 



   Man hat zwar schon polymere Phosphate zur Entfernung von Druckerschwärze und Tinte von Altpapier eingesetzt, jedoch ist dieser Vorgang, chemisch gesehen, etwas völlig anderes als die Aufbereitung von mit Kunststoffen imprägnierten, nassfesten Papieren. Es war also keinesfalls vorauszusehen, dass auch hiebei Polyphosphate mit sehr gutem Erfolg eingesetzt werden können. Der erfindungsgemässe Effekt 

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 konnte dabei auch nicht etwa zufällig erhalten werden, da in der Technik der Aufbereitung von Altmaterial das nassfeste Altmaterial von dem gewöhnlichen Altpapier getrennt und somit dem üblichen Verfahren zum Entfernen von Druckerschwärze und Tinte gar nicht unterworfen wird. 



   Um zu zeigen, dass die Nassreissfestigkeit des Papieres durch Einweichen in Lösung von Phosphaten bzw. Polyphosphaten mehr herabgesetzt wird als durch die üblichen Mittel, wurden folgende Versuche gemacht : Ein Bogen eines nassfesten Altpapieres wurde in mehrere gleichgrosse Streifen geschnitten ; einige derselben wurden 60 Minuten in Wasser von Raumtemperatur eingelegt. Die übrigen wurden unter denselben Bedingungen mit Wasser behandelt, das 1% Alaun bzw.   10/0   Natriumtripolyphosphat enthielt. Die folgende Tabelle 1 zeigt, dass die Reissfestigkeit erfindungsgemäss behandelter Streifen am niedrigsten ist. 



   Tabelle 1 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Nassreissfestigkeit <SEP> nach <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> mit <SEP> : <SEP> 
<tb> reinem <SEP> Wasser <SEP> : <SEP> Alaunlösung <SEP> : <SEP> Natriumtripoly- <SEP> 
<tb> phosphatlösung <SEP> : <SEP> 
<tb> in <SEP> Längsrichtung <SEP> 335 <SEP> g <SEP> 335 <SEP> g <SEP> 205 <SEP> g
<tb> in <SEP> Querrichtung <SEP> 332 <SEP> g <SEP> 307 <SEP> g <SEP> 152 <SEP> g
<tb> 
 
Die beobachtete stärkere Herabsetzung der Reissfestigkeit von nassfestem Papier ist nicht etwa ein blosser pH-Effekt, beruht also nicht nur auf einer Verschiebung des pH-Wertes.

   Das beweist folgender Versuch :
Es wurden Proben von je 25 g ein und desselben nassfesten Papiers in 300 ml Wasser mit folgenden Zusätzen 1 Stunde unter Einhalten eines pH-Wertes von 4 gekocht :
1.   Probe-Schwefelsäure  
2.   Probe-0, 6   g Grahamsalz mit Schwefelsäure
3.   Probe-0, 6g   Natriumtripolyphosphat und Schwefelsäure
4. Probe-0, 6 g Natriumpyrophosphat und Schwefelsäure. 



   Wäre nun   die Herabsetzung der Reissfestigkeit   ein vom pH-Wert abhängiger Effekt, so dürften im vorliegenden Falle keine oder nur sehr geringe Unterschiede in den Messergebnissen zu beobachten sein, da ja der pH-Wert bei allen Proben auf den Wert 4 eingestellt wurde. Die folgende Tabelle 2 zeigt jedoch, dass beträchtliche Unterschiede vorhanden sind. 



   Tabelle 2 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Probe <SEP> : <SEP> Reissfestigkeit <SEP> in <SEP> g <SEP> : <SEP> 
<tb> 1 <SEP> 215 <SEP> 
<tb> 2 <SEP> MO
<tb> 3 <SEP> 180
<tb> 4 <SEP> 160
<tb> 
 
Beim Arbeiten nach dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung lässt sich nicht nur ein sehr homogener Papierbrei darstellen, aus dem ein ebenfalls homogenes und stippenfreies Blatt gewonnen werden kann. Vielmehr liegt die besondere Bedeutung des Verfahrens in der   20- bis 50 oigen Verkürzung   des im Kugelkocher stattfindenden Auflösevorganges von nassfestem Papier. 



   Die Überlegenheit des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber der Verwendung von Orthophosphat ergibt sich aus den nachstehenden Vergleichsversuchen : a) Bei sämtlichen Versuchen wurde darauf geachtet, dass der pH-Wert gleich eingestellt wurde, um vergleichbare Werte zu schaffen. Der PH-Wert betrug in allen Versuchen 3, 2, er wurde, wenn notwendig, mit   Schwefelsäure   eingestellt. 

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   Als nassfestes Altmaterial wurden Landkarten verwendet. Diese wurden zunächst mit der Schere in Stücke von etwa 1 bis 5 cm2 Grösse geschnitten und dann bis zu einer Stoffdichte von   alg   mit Wasser versetzt. Zu diesem Gemisch aus Altmaterial und Wasser wurde Schwefelsäure zugegeben, bis ein pH-Wert von 3, 2 erreicht wurde, nachdem zuvor noch 4% Pentanatriumtripolyphosphat zugegeben worden waren. -Daraufhin wurde das Material in einem Aufschlaggerät zerkleinert und aus dem zerfaserten Stoff Blätter gebildet.

   Dies geschah in üblicher Weise. b) Es wurde wie unter a) gearbeitet, jedoch wurde an Stelle von Pentanatriumtripolyphosphat 4%
Grahamsalz hinzugegeben. c) Zu Vergleichszwecken wurde wie unter a) gearbeitet, mit dem Unterschied jedoch, dass an Stelle von Pentanatriumtripolyphosphat Trinatriumorthophosphat zugesetzt wurde. d) Es wurde wie unter a) gearbeitet, jedoch ohne Phosphatzusätze. 



   Um vergleichbare Werte zu schaffen, wurden alle Versuche bei gleichen Bedingungen durchgeführt. 



  Die Aufschlagszeit betrug bei allen Versuchen 2 Minuten, die Temperatur des Stoffes zu Beginn des Aufschlagens   18 C.   Die Zugabe an aufschlussfördernden Mitteln betrug 4%, auf trockenes Altpapier berechnet ; die aus dem Material der Versuche a) und b) erhaltenen Papierblätter waren völlig stippenfrei und hatten ein wesentlich homogeneres Gefüge. 



   Aus diesen Versuchen geht eindeutig hervor, dass der alleinige Zusatz von Säure bei der Aufbereitung von nassfestem Altpapier (USA-Patentschrift Nr. 2, 394, 273) dem erfindungsgemässen Verfahren wesentlich unterlegen ist. Das Ergebnis der Einwirkung von Schwefelsäure allein ist im Vergleich mit einer Kombination aus Polyphosphaten und Säure etwa um 1/3 schlechter. 



   Ein Versuch zum Aufschluss von nassfestem Altpapier unter Verwendung von Orthophosphat in saurer Losung hatte folgendes Resultat ergeben. 



   Es wurde eine Probe von 25 g eines nassfesten Papieres in 300 ml Wasser mit einem Zusatz von 5 g Trinatriumorthophosphat 1 Stunde unter Einhaltung eines PH-Wertes von 4 gekocht. Die Probe mit Trinatriumorthophosphat hatte eine Reissfestigkeit von 213 g. 



   Aus diesem Versuch ist unter Berücksichtigung der Ergebnisse, die bei Zusatz von Schwefelsäure erhalten werden, klar ersichtlich, dass die Ergebnisse bei Schwefelsäure und Orthophosphat gleich ausfallen. 



  Im Vergleich mit der Anwendung von Polyphosphat und Säure ist die Kombination von Orthophosphat und Schwefelsäure oder die Schwefelsäure allein wesentlich weniger wirksam. 



   Die zum Einsatz gelangenden Phosphatmengen hängen von der Art des aufzuschliessenden Altpapieres ab ; vorzugsweise werden die Phosphate in Mengen von 0, 01 bis   5%,   insbesondere 0, 5 bis 2%, bezogen auf den trockenen Faserstoff, zugesetzt. Wurde das Altpapier mit Melamin und bzw. oder Harnstoffharzen nassfest gemacht, so genügt ein Zusatz von 0, 1 bis 1% Phosphat, wenn heiss aufgeschlossen wird. Beim Arbeiten mit kaltem Wasser werden bis zu   51o   benötigt, in hartnäckigen Fällen bei mit gehärteten Eiweissstoffen imprägniertem Papier verwendet man   1-21o.   



   Beispiel : 150 kg nassfestes Altpapier,   1, 5   kg Natriumtripolyphosphat,   0, 1   kg Netzmittel auf Basis einer äthoxylierten Fettsäure werden mit Wasser angefeuchtet und dann im Kollergang 1, 5 Stunden zerfasert. 



   Das zerkleinerte Material wird   im Hollander für   sich allein oder zusammen mit anderem Rohmaterial aufgeschlossen und nachher in üblicher Weise zu Papier verarbeitet. Der gleiche Ansatz ohne Polyphosphat lässt sich in der gleichen Zeit nicht verarbeiten. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zum Aufbereiten von durch Kunstharze nassfest gemachtem Papier, dadurch   gekenn-   zeichnet, dass man dem zur Aufbereitung dienenden Wasser Alkalisalze einschliesslich der Ammoniumsalze der kondensierten Phosphorsäuren zusetzt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Alkalipyrophosphat verwendet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Alkalitripolyphospharverwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Alkalitetrapolyphosphat verwendet wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Grahamsalz verwendet wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphate in Mengen von 0, 01 bis 5%, vorzugsweise 0, 5 bis 21o, bezogen auf den trockenen Faserstoff, zugesetzt werden. Druck : Ing. E. Voytjech. 1