CH685744A5

CH685744A5 - Absorbent for interfering substances in paper mfr. from waste paper pulp

Info

Publication number: CH685744A5
Application number: CH528/92A
Authority: CH
Inventors: Walter Dubach
Original assignee: Oekophil Ag
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1995-09-29

Abstract

Absorbent (I) for interfering substances, which is in the form of an aq. dispersion, is used for removing adhesive, ppte.-forming and/or colouring constituents from the pulp in paper mfr. from waste paper. (I) contains (a) fatty acid deriv(s). (II) with at least 10 C atom in the hydrocarbon chain, which is insol. or hardly soluble in water; and (b) a nonionic, weakly basic polyadduct (III) of a N-contg. cpd. with an alkylene glycol. Also claimed is a method of preparing the (I) dispersion.

Description

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CH 685 744 A5 CH 685 744 A5

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen Störstoffabsorber für die Papierherstellung aus Altpapier und/oder Ausschusspapier gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a contaminant absorber for paper production from waste paper and / or scrap paper according to the preamble of claim 1.

Bei der Herstellung von Papier aus Altpapier und/oder Ausschusspapier treten zahlreiche Probleme und Störfaktoren auf, die zum Teil auf Verklebungen, die durch die Bildung von Polymer-Aggregaten bei der Venwendung von gestrichenem Papier hervorgerufen werden, und zum Teil auf Pigment- oder Farbstoffrückstände, die unerwünschte Verfärbungen zur Folge haben, zurückzuführen sind. Die Bildung von als «white pitches» (WP) bezeichneten Polymeraggregaten führt zu unerwünschten Ablagerungen an der Papiermaschine oder auf dem Papier, wodurch es zu einer Behinderung des Papierherstellungsprozesses kommt. Die Ablagerung von Polymer-Aggregaten auf den über Walzen laufenden Papierbahnen führt zur Bildung von Löchern in der Papierbahn oder zum Abreissen der Papierbahn, insbesondere bei schnell laufenden Walzen. Der Abriss der Papierbahnen führt dazu, dass der Herstellungsprozess unterbrochen werden muss, was auf Grund des erhöhten Arbeits- und Energieaufwandes die Papierherstellung aus Altpapier und/oder Ausschusspapier unwirtschaftlich gestaltet. Ausserdem kann durch die Ablagerung von Polymer-Aggregaten auf der Papierbahn die Bedruckbarkeit des fertigen Papieres beeinträchtigt werden. In the production of paper from waste paper and / or scrap paper, numerous problems and disturbing factors arise, which are partly due to gluing caused by the formation of polymer aggregates when using coated paper and partly due to pigment or dye residues, which cause undesirable discolouration. The formation of polymer aggregates called "white pitches" (WP) leads to undesirable deposits on the paper machine or on the paper, which impairs the paper production process. The deposition of polymer aggregates on the paper webs running over rollers leads to the formation of holes in the paper web or to the paper web tearing off, in particular in the case of high-speed rollers. The tearing of the paper webs means that the manufacturing process has to be interrupted, which makes the paper production from waste paper and / or scrap paper uneconomical due to the increased work and energy expenditure. In addition, the printability of the finished paper can be impaired by the deposition of polymer aggregates on the paper web.

Bei der Verwendung von Altpapier als Ausgangsmaterial begrenzen aufgrund von im Faserbrei verbliebenen Farbstoff- und Pigmentresten auftretende störende Verfärbungen die Verwendbarkeit des daraus hergestellten Papieres. Die Entfernung derartiger Farbstoff- und Pigmentreste aus dem im Stofflö-ser hergestellten Faserbrei erfordern die Anwendung aufwendiger Verfahren, da diese Reste nur entweder durch Bleichen oder durch De-Inking-Prozesse entfernt werden können. Sowohl Bleichverfahren als auch De-Inking-Prozesse stellen aber auf Grund der hierfür zu verwendenden Chemikalien und aufgrund des hohen Energie- und Wasserverbrauches eine erhebliche Belastung der Umwelt dar. When using waste paper as the starting material, due to the remaining dye and pigment residues in the pulp, disturbing discolorations limit the usability of the paper made from it. The removal of such dye and pigment residues from the fiber pulp produced in the fabric looser requires the use of complex processes, since these residues can only be removed either by bleaching or by de-inking processes. Both bleaching processes and de-inking processes, however, represent a considerable burden on the environment due to the chemicals to be used for this and due to the high energy and water consumption.

In der Vergangenheit wurden zahlreiche Versuche, die Bildung unerwünschter Polymer-Agglomerate zu verhindern, unternommen, die jedoch zum Teil zu unbefriedigenden Ergebnissen führten. So wird beispielsweise von P. Hänschel [Wochenblatt für Papierfabrikation, 15 (1991) 569-575] ausführlich die Untersuchung zahlreicher Additive hinsichtlich ihrer Wirksamkeit als Mittel zur Verhinderung der Bildung von Polymer-Agglomeraten untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die besten, jedoch nicht vollkommen befriedigenden Ergebnisse mit Produkten auf der Basis von Dicyandiamid-Formaldehyd-Kondensat, basischem Aluminiumchlorid oder hochmolekularem, kationisch modifiziertem Polyacrylamid erzielt wurden. Dabei wird hervorgehoben, dass insbesondere kationische Additive einen positiven Effekt auf die Verminderung von Polymer-Aggregaten zeigten, während nichtionische Additive als unwirksam bezeichnet wurden. Ferner wird in der EP-A1 0 220 001 die Wirksamkeit von Vinylakohol-Gruppierungen aufweisenden Polymeren, welche mindestens einige hydrophobe Gruppierungen aufweisen, zur Verhinderung der Bildung von Niederschlägen und Verklebungen durch in Altpapier und/oder Ausschusspapier enthaltenen adhesiven Materialien beschrieben. In the past, numerous attempts have been made to prevent the formation of undesirable polymer agglomerates, but some of these have led to unsatisfactory results. For example, P. Hänschel [Wochenblatt für Papierfabrikation, 15 (1991) 569-575] has studied extensively the study of numerous additives for their effectiveness as a means of preventing the formation of polymer agglomerates, and found that the best, but not completely satisfactory results were achieved with products based on dicyandiamide-formaldehyde condensate, basic aluminum chloride or high molecular weight, cationically modified polyacrylamide. It is emphasized that cationic additives in particular had a positive effect on the reduction of polymer aggregates, while nonionic additives were described as ineffective. Furthermore, EP-A1 0 220 001 describes the effectiveness of polymers containing vinyl alcohol groups, which have at least some hydrophobic groups, for preventing the formation of precipitates and adhesions by adhesive materials contained in waste paper and / or scrap paper.

Da einerseits weltweit aus Gründen der Rohstoff- und Energieersparnis ein zunehmendes Interesse daran besteht, Altpapier und/oder Ausschusspapier einer Wiederverwendung bei der Papierherstellung zuzuführen und andererseits die bisher bekannten zur Absorption von Störstoffen verwendeten Additive den an sie gestellten Anforderungen grossenteils nur in unbefriedigtem Masse genügten, bestand eine zunehmende Nachfrage nach Additiven, welche als Störstoffabsorber bei der Papierherstellung eingesetzt werden können. Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, einen für die Verwendung bei der Herstellung von Papier aus Altpapier und/oder Ausschusspapier verwendbaren Störstoffabsorber zu schaffen, mit dessen Hilfe die Bildung von Polymer-Agglomeraten in wirksamer Weise verhindert werden kann und der einerseits kostengünstig ist und andererseits eine minimale Belastung der Umwelt darstellt. Since, on the one hand, there is increasing interest worldwide for reasons of raw material and energy savings in recycling waste paper and / or scrap paper for reuse in paper production and, on the other hand, the additives known hitherto used for absorbing contaminants largely met the requirements placed on them to an unsatisfactory extent, there was an increasing demand for additives which can be used as contaminant absorbers in paper production. Accordingly, it is an object of the invention to provide a contaminant absorber which can be used for the production of paper from waste paper and / or reject paper, with the aid of which the formation of polymer agglomerates can be effectively prevented and which is inexpensive on the one hand and on the other hand one represents minimal pollution of the environment.

Die gestellte Aufgabe wird mittels des im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Störstoffabsorbers gelöst. The object is achieved by means of the contaminant absorber defined in the characterizing part of patent claim 1.

Der aus den Komponenten A und B gebildete Störstoffabsorber verhindert in wirksamer Weise die Bildung von zu Niederschlägen und Verklebungen führenden Polymer-Agglomeraten und ermöglicht so eine effiziente und reibungslose Herstellung von Papier aus Altpapier und/oder Ausschusspapier. Es wird angenommen, dass das die Komponente A bildende Fettsäurederivat mit dem die Komponente B bildenden Polyaddukt einen Komplex bildet, der in Wasser dispergiert ist. Durch diesen Störstoffabsorber werden aufgrund seiner hydrophoben Natur, die Störstoffteilchen in wirksamer Weise gebunden und ihre Agglomeration verhindert. Es ist anzunehmen, dass die in der wässrigen Dispersion enthaltenden feintei-ligen Partikeln des aus den Komponenten A und B gebildeten Komplexes im Faserbrei enthaltene oder auf dem Papier oder an der Papiermaschine niedergeschlagene Störstoffteilchen nach Art eines Puders umgeben und so deren Verkleben und damit die Bildung von Agglomeraten verhindern. Auf diese Weise gelingt es, die Bildung von Löchern oder Abrissen in den über die Walzen der Papiermaschine laufenden Papierbahnen zu verhindern. Dieses Ergebnis ist überraschend und war nicht vorherzusehen, da bei den in der Vergangenheit durchgeführten Untersuchungen stets festgestellt wurde, dass mit Hilfe von nichtionischen Additiven die Agglomeratbildung nicht in wirksamer Weise verhindert werden kann. The contaminant absorber formed from components A and B effectively prevents the formation of polymer agglomerates that lead to precipitation and sticking, and thus enables efficient and smooth production of paper from waste paper and / or scrap paper. It is believed that the fatty acid derivative forming component A forms a complex with the polyadduct forming component B which is dispersed in water. Due to its hydrophobic nature, this impurity absorber effectively binds the impurity particles and prevents their agglomeration. It can be assumed that the fine-particle particles contained in the aqueous dispersion of the complex formed from components A and B are contained in the pulp or deposited on the paper or on the paper machine in the manner of a powder, and thus their sticking and thus the formation prevent agglomerates. In this way it is possible to prevent the formation of holes or tears in the paper webs running over the rollers of the paper machine. This result is surprising and could not have been foreseen, since it has always been found in the investigations carried out in the past that the formation of agglomerates cannot be effectively prevented with the aid of nonionic additives.

Da der nichtionische oder schwach kationische Störstoffabsorber der eingangs erwähnten Art in Form einer wässrigen Dispersion vorliegt und keine organischen Lösungsmittel oder Emulgatoren enthält, ist Since the nonionic or weakly cationic impurity absorber of the type mentioned at the outset is in the form of an aqueous dispersion and contains no organic solvents or emulsifiers

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das Auftreten giftiger Lösungsmitteldämpfe am Arbeitsplatz ebenso auszuschliessen wie eine Belastung der Umwelt durch in das Abwasser gelangende schädliche Substanzen. Ausserdem können die Inhaltsstoffe weitgehend biologisch abgebaut werden und verursachen bei der Verbrennung von unter ihrer Verwendung hergestelltem Papier keine Luftverschmutzung. Exclude the occurrence of toxic solvent vapors in the workplace as well as pollution of the environment by harmful substances that enter the wastewater. In addition, the ingredients can largely be biodegraded and do not cause air pollution when burning paper produced using them.

Vorteilhafte Ausbildungen des nichtionischen oder schwach kationischen Störstoffabsorbers sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 umschrieben. Advantageous designs of the nonionic or weakly cationic impurity absorber are described in claims 2 to 7.

Die Herstellung des Störstoffabsorbers der eingangs erwähnten Art erfolgt mittels des im Patentanspruch 8 definierten Verfahrens, wobei eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dieses Verfahrens im Patentanspruch 9 umschrieben ist. The production of the impurity absorber of the type mentioned at the outset takes place by means of the method defined in claim 8, a particularly advantageous embodiment of this method being described in patent claim 9.

Das Herstellungsverfahren zeichnet sich durch Einfachheit und geringen Energieaufwand aus und ist demzufolge kostengünstig. Bei der Durchführung des Verfahrens, ist lediglich darauf zu achten, dass das Vermischen der Komponenten solange fortgesetzt wird, bis eine homogene lagerfähige Dispersion vorliegt. Sollte während einer länger dauernden Lagerung ein Absetzen der Dispersion oder eine leichte Krustenbildung stattfinden, so genügt ein einfaches Aufrühren, um die Dispersion wieder in den gewünschten homogenen Zustand überzuführen. Falls ein Zusatz an einem inerten anorganischen Material, wie beispielsweise Bentonit, erwünscht ist, so kann dieses entweder von Anfang an den Komponenten A und B zugesetzt werden oder nachträglich in die bereits bestehende wässerige Dispersion eingemischt werden. The manufacturing process is characterized by simplicity and low energy consumption and is therefore inexpensive. When carrying out the process, it is only necessary to ensure that the mixing of the components is continued until a homogeneous, storable dispersion is obtained. If the dispersion settles or a slight crust formation occurs during a longer period of storage, simply stirring it up is sufficient to bring the dispersion back into the desired homogeneous state. If an addition of an inert inorganic material, such as bentonite, is desired, it can either be added to components A and B from the beginning or subsequently mixed into the already existing aqueous dispersion.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des Ausführungsbeispiels beschrieben. The invention is described below using the exemplary embodiment.

BEISPIEL EXAMPLE

Zusammensetzung: Composition:

Komponente A Erdalkalimetallsalz einer Fettsäure mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Kohlenwasserstoffkette oder deren Gemische, 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt; Component A alkaline earth metal salt of a fatty acid with 14 to 20 carbon atoms in the hydrocarbon chain or mixtures thereof, 80 to 95% by weight, based on the solids content;

Komponente B Polyaddukt eine Amins oder Amids mit einem Ethylenglykol; 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt; Component B polyadduct of an amine or amide with an ethylene glycol; 5 to 20 wt .-%, based on the solids content;

Feststoffgehalt 30 bis 50 Gew.-% als Trockensubstanz, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion; Solids content 30 to 50 wt .-% as dry matter, based on the total weight of the dispersion;

Lösungsmittel Wasser; Solvent water;

Eigenschaften pH (2g/l H20) Properties pH (2g / l H20)

Aussehen Dichte bei 20°C Dampfdruck bei 20°C Löslichkeit in Wasser Viskosität bei 20°C Thermische Zersetzung Gefährl. Zersetzungsprodukte Ladung der Dispersion Appearance density at 20 ° C vapor pressure at 20 ° C solubility in water viscosity at 20 ° C thermal decomposition Hazardous. Decomposition products Charge the dispersion

~9; ~ 9;

weisse, leicht viskose Dispersion; white, slightly viscous dispersion;

1,05 ± 0,05 [g/cm3]; 1.05 ± 0.05 [g / cm3];

ca 20 mbar; about 20 mbar;

unlöslich bei 20°C; insoluble at 20 ° C;

ca 500 mPa.s; about 500 mPa.s;

keine; no;

leicht kationisch. slightly cationic.

Anstelle der erwähnten Erdalkalimetallsalze können auch andere, in Wasser schwerlösliche oder unlösliche, Salze und/oder Ester der genannten Fettsäuren, oder deren Gemische verwendet werden. Instead of the alkaline earth metal salts mentioned, other salts and / or esters of the fatty acids mentioned, or mixtures thereof, which are sparingly soluble or insoluble in water, can also be used.

Die Dispersion ist frostempfindlich und sollte bei 5 bis 30°C gelagert werden. Falls bei längerdauernder Lagerung ein Absetzen der Dispersion erfolgt oder sich an der Oberfläche eine Kruste bildet, so genügt ein Aufrühren, um wieder eine homogene Dispersion zu erhalten. The dispersion is sensitive to frost and should be stored at 5 to 30 ° C. If the dispersion settles after a long period of storage or if a crust forms on the surface, stirring is sufficient to obtain a homogeneous dispersion again.

Claims

1. In the form of an aqueous dispersion of impurity absorbers for paper production from waste paper and / or scrap paper for removing adhesive, precipitation-forming and / or coloring components of the pulp, characterized by a content of

3rd

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A at least one water-insoluble or insoluble derivative of a fatty acid with at least ten carbon atoms in the hydrocarbon chain; and

B a nonionic, weakly basic polyadduct of a nitrogen-containing compound with an alkylene glycol.

2. Impurity absorber according to claim 1, characterized in that the fatty acid derivative mentioned under A is salt and / or an ester of a fatty acid having 14 to 20 carbon atoms in the hydrocarbon chain.

3. Impurity absorber according to claim 1, characterized in that the polyadduct mentioned under B is a polyadduct of an amine with ethylene glycol.

4. Impurity absorber according to claim 1, characterized in that the polyadduct mentioned under B is a polyadduct of an amide with ethylene glycol.

5. impurity absorber according to one of claims 1 to 4, characterized in that it contains a highly dispersed inert inorganic material, preferably bentonite.

6. impurity absorber according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is in the form of a slightly viscous aqueous dispersion with a solids content of 10 to 80 wt .-% as dry substance, based on the total weight of the dispersion, and a pH There is a value in the basic range, the component A component being a multiple of the component B component.

7. contaminant absorber according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is non-toxic and practically completely biodegradable.

8. A process for the production of an impurity absorber according to claim 1, characterized in that an aqueous dispersion of at least one water-insoluble or insoluble fatty acid derivative with at least 10 carbon atoms in the hydrocarbon chain of the fatty acid or fatty acids as component A with a nonionic, present as an aqueous dispersion a weakly basic polyadduct of a nitrogen-containing compound is mixed with an alkylene glycol as component B and the mixing process is continued with vigorous stirring until complex formation has taken place between the fatty acid derivative and the polyadduct and a homogeneous, storable dispersion is present.

9. The method according to claim 8, characterized in that a highly disperse inert inorganic material, preferably bentonite, is mixed into the mixture of components A and B.

4th