DE10215620B4

DE10215620B4 - Verwendung einer polymeren Wasserglasverbindung

Info

Publication number: DE10215620B4
Application number: DE2002115620
Authority: DE
Inventors: Angelo Scordialo; Peter Mugler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: CN1646763A; EP1492920A1; AU2003215494A1; WO2003085191A1; DE10215620A1

Abstract

Verwendung von Homo- und/oder Copolymerisaten auf der Basis von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und/oder deren Ester-, Nitril- und/oder Amidderivaten, die mit Wasserglas partiell oder total neutralisiert oder partiell oder total verseift wurden, als Deinkinghilfsmittel zur Altpapieraufbereitung insbesondere zur Reduktion von wasserlöslichen, roten Druckfarben.

Description

Gegenstand der Erfindung ist die die Verwendung einer sogenannten polymeren Wasserglasverbindung, die als Deinkinghilfsmittel zur Aufbereitung und Herstellung von Papierrohstoff aus Altpapier herangezogen wird, insbesondere zur Reduktion von wasserlöslichen, roten Druckfarben.

In der Zellstoff- und Papierindustrie wird aus ökologischen und ökonomischen Gründen Altpapier recycelt und dem Papierherstellungsprozess zur Verfügung gestellt. Neben der rein mechanischen Abtrennung unerwünschter Bestandteile, wie Metalle und Kunststoffe zum Beispiel, werden vorzugsweise im Nassverfahren beim Auflösen des Altpapiers durch Zugabe von chemischen Hilfsstoffen auch mechanisch nicht abtrennbare Störstoffe und Verunreinigungen ausgewaschen und die Druckfarbe entfernt. Zu diesen Hilfsmittel gehören verseifte Fettsäuren und Tenside als waschaktive Substanzen, die auch gleichzeitig das flotative Entfernen der Störstoffe unterstützen. Natronlauge und Wasserglas verstärken die Waschlauge und erhöhen das Schmutztragevermögen der Waschlauge, um eine Wiederverschmutzung de Rohstoffe zu unterbinden. Bleichhilfsmittel und Komplexbildner verbessern die Helligkeit und den Weissgrad der gewonnenen Zellstoff- und Füllstoffsuspension.

Kennzeichnend für das wirtschaftliche Deinkingverfahren ist die Tatsache, dass der Verbraucher höherwertige Papiersorten fordert, was nur mit sehr teurem, reinem Zellstoff oder sehr teuren Kreislaufprozessen, mit höheren Chemikaliendosierungen und grösseren Verlusten beim Deinken möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Deinkingverfahren, insbesondere die Reduktion von wasserlöslichen, roten Druckfarben, dahingehend zu verbessern, dass insbesondere eine Verstärkung der Waschlauge, eine Erhöhung des Schmutztragevermögens und/oder eine Verbesserung bei der Wiederverschmutzung der Rohstoffe erreichbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verwendung des im Anspruch 1 spezifizierten, im folgenden auch als „polymeres Wasserglas" spezifizierten Zwischenprodukts als Deinking-Hilfsmittel, insbesondere zur Reduktion von wasserlöslichen, roten Druckfarben.

Das der Erfindung zu Grunde liegende polymere Wasserglas reduziert den Chemikalienverbrauch, erhöht die Ausbeute an verwertbarem Papierrohstoff, reduziert die Verluste und die Kosten der Verlustverwertung und verringert die Ablagerungsneigung der Kreislaufwasserführung.

Zwar sind aus den Druckschriften DE 21 00 500 A1 , EP 55 055 A2 und DE 197 19 881 A1 Konzepte bekannt, nach denen die partielle oder totale Neutralisation der Homo- oder Copolymeren von ungesättigten Monomereinheiten mit bis zu drei Kohlenstoffatomen mit alkalischen Silikaten oder Metasilikaten bzw. eine Neutralisation von Polycarbonsäure mit Alkalisilikaten erfolgt. Diese Konzepte sind jedoch nicht für einen Einsatz im Zusammenhang mit Deinking vorgesehen.

Wasserglas für den Deinkingprozess ist vorzugsweise ein Natriumslikat, Kaliumslikat oder Mischsilikat, das als wässrige Lösung in unterschiedliche Konzentrationen angeboten und eingesetzt wird. Eine der Beschreibung zu Grunde liegende Lösung von Natriumsilikat in Wasser hat eine Dichte von 1,53g/ml, 14,7 % Na₂O, 28,6 % SiO₂ Das Verhältnis von Na₂O zu SiO₂ wird dem Deinkingprozess je nach gewünschtem Ergebnis und aus Kostengründen individuell angepasst.

Ähnliche Schmutztragekraft wie Wasserglas haben polymere Polyelektrolyte auf der Basis von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und deren Derivate mit einer poly merisationsfähigen Doppelbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen. Durch Polymerisation einer einzigen Monomerenart entstehen Homopolymerisate oder bei der Verwendung mehrerer verschiedenartiger Monomere sogenannte Copolymerisate. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Polymerisate werden durch die eingesetzten Monomere und den Polymerisations- und Reaktionsbedingungen bestimmt.

Die möglichen Variationen der Parameter sind:
Ladung der Monomeren, wie anionisch oder kationisch oder neutral,
Art der ionischen Monomere, wie Acrylsäure, Methacrylsäure,
Art der nichtionischen Comonomere, wie hydrophobe oder hydrophile Comonomere, Mengenverhältnis der verschiedenen Monomere,
Polymerisationsgrad und
Molekülstruktur, wie linear, verzweigt oder vernetzt.

Der Einsatz dieser Produkte allein im Deinkingprozess scheitert an der unzureichenden Wirkung wegen ungewollter Nebenreaktionen, an den zusätzlichen Störstoffbelastungen im Kreislaufwasser und an den hohen Kosten.

Bei der Neutralisation oder Verseifung von wasserlöslichen oder als Dispersion vorliegender Polyelektrolyte auf der Basis der oben beschriebenen Acrylsäure – oder Methacrylsäure und deren Derivate mit alkalischem Wasserglas wurden erfindungsgemäss polymere Wasserglasverbindungen erhalten, die auf den Deinkingprozess vorteilhaft wirken.

Für die Neutralisation und Verseifung gibt es die Möglichkeit der totalen oder partiellen Reaktion im Reaktor und Unterstützung durch Temperatur und Druck. Vorzugsweise wird die Polyelektrolytlösung in das vorgelegte Wasserglas unter Rühren eingebracht. Die meist leicht exotherme Reaktion führt zu einer Temperaturveränderung, die der Reaktion positiv entgegegenkommt. Alternativ kann die Auflösung von festem Wasserglas mit einer verdünnten Polyelektrolytlösung geschehen.

Beispiel 1
100 g einer Wasserglaslösung mit einer Konzentration von 50 % im Verhältnis 14,7 % Na₂O und 28,6 % SiO₂ werden bei 20 Grad C gerührt. Kontinuierlich werden 3 g einer 50 % igen Polyacrylsäure mit einer Molmasse von 150000g/mol zugesetzt. Nach Abschluss der Reaktion wird das polymere Wasserglas dem Deinkingprozess zugeführt.
Beispiel 2
In die Auflösetrommel einer Deinkinganlage werden kontinuierlich Altpapier und die Deinkinghilfsmittel zugeführt. Der Anteil an Wasserglas beträgt 1,2 %. 3 % des Wasserglases werden im statischen Mischer und Reaktionsrohr durch eine Polyacrylsäure mit 50 % Polymergehalt und einer Molmasse von 150000 g/mol ersetzt und direkt dem Deinkingprozess zu geführt.
Beispiel 3
Im Vergleich zu einem nichtpolymeren Wasserglas wurden in einem Deinkingprozess ein polymeres Wasserglas gemäss Beispiel 1 eingesetzt. Die Deinkingrezeptur enthält 0,4 % Fettsäure, 0,25 % NaOH – Verseifung, 0,5 % NaOH, 1,2 % polymeres Wasserglas, 0,7 % Wasserstoffperoxid.
Die verlustbereinigten Werte betrugen nach der Flotation:

Claims

Verwendung von Homo- und/oder Copolymerisaten auf der Basis von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und/oder deren Ester-, Nitril- und/oder Amidderivaten, die mit Wasserglas partiell oder total neutralisiert oder partiell oder total verseift wurden, als Deinkinghilfsmittel zur Altpapieraufbereitung insbesondere zur Reduktion von wasserlöslichen, roten Druckfarben.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Neutralisation oder die Verseifung im diskontinuierlichen Reaktionsbehälter durchgeführt wurde.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Neutralisation oder die Verseifung in situ direkt vor der Anwendung durchgeführt wurde.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei festes Wasserglas in einer verdünnten Lösung oder Dispersion von Homo- und/oder Copolymerisaten auf der Basis von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und/oder deren Ester-, Nitril- und/oder Amidderivaten gelöst wurde.