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Verfahren zum Regenerieren von teer-und bzw. oder bitumenhaltigen
Papierabfällen oder Altpapieren Die Verarbeitung bituminierter oder geteerter Altpapiere
bildet nach wie vor ein wirtschaftliches Problem. Bei der Aufarbeitung solcher Abfälle
und Altstoffe zu Papier oder Pappen zeigen sich bedeutende Schwierigkeiten, von
denen das Kleben an Sieben, Filzen und Walzen die wichtigsten sind, abgesehen von
den entstehenden Flecken in den Endprodukten.
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Im Kollergang, Holländer oder Refiner bleibt das Bitumen hängen, und
auf den Sieben oder Filzen kommt es zu Verklebungen, so daß Reinigungen sehr häufig,
meistens alle 3 bis 4 Tage (je nach der Menge verarbeiteten Bitumens) erforderlich
werden. Dabei ist die Reinigung sehr mühsam, denn nur mit Wasser und Bürste lassen
sich die klebenden Klümpchen nicht entfernen. Man benötigt entweder organische Lösungsmittel,
oder aber man muß mit Dampf in Kombination mit Emulgatoren usw. arbeiten. Die für
solche Reinigungsarbeiten aufgewendete Zeit ist sehr beträchtlich. Gleich zu Beginn
der Verarbeitung wird durch partielle Verstopfung der Siebe oder Verkleben der Filze
eine ungleiche Entwässerung herbeigeführt, und auf Trockenzylindern, bei der Herstellung
von Wickelpappen auf der Formatwalze, bleibt das Bitumen, welches in der Regel einen
Erweichungspunkt von 40 bis 50° C hat, kleben. Auch bei der Luftrocknung in Hängetrocknern
ohne oder mit nur wenig zusätzlicher Heizung zerfließt das Weichbitumen zu klebrigen
Punkten und beeinflußt die Qualität des Endproduktes sehr nachteilig.
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Es wurden daher schon verschiedene Verfahren zur Entbituminierung
von Altpapier vorgeschlagen. So ist es bereits bekannt, zu diesem Zweck das bitumenhaltige
Ausgangsmaterial 1 bis 2 Stunden mit 211%iger Natronlauge bei 40 bis 90° C bzw.
mit 20%iger Sodalösung bei 70° C oder unter weiterem Zusatz eines organischen Lösungsmittels
bei 50 bis 80° C und jeweils großem Reaktionsvolumen zu behandeln. Dabei findet
eine Abscheidung des Bitumens an der Oberfläche des Reaktionsgefäßes statt, von
der es sodann entfernt werden kann. Bei diesem bekannten Verfahren kann auch ein
Netzmittel, wie Natriumoleat, Polyphosphate, Sulfonate od. dgl., zugesetzt werden.
Auch ist es bekannt, das bitumenhaltige Material mehrere Stunden in alkalischer
Lösung zu weichen, sodann zu zerkleinern und anschließend das mit Wasser verdünnte
Gemisch so lange bei einer über 50° C liegenden Temperatur zu halten, bis sich das
Bitumen an der Oberfläche abgeschieden hat und von dort entfernt werden kann.
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Zur Entfernung von Druckfarben wurde auch bereits vorgeschlagen, das
zerkleinerte Papier bei z. B. 60 bis 70° C in alkalischer Lösung zu behandeln, die
dabei von der Faser gelöste Druckfarbe auszusalzen oder durch Zusatz von Säure auszuflocken
und anschließend durch Flotation abzutrennen.
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Die genannten Verfahren benötigen jedoch verhältnismäßig größere Alkalimengen
und haben insbeson dere einen hohen Energiebedarf zur Aufrechterhaltung der erhöhten
Temperaturen. Auch der gegebenenfalls notwendige Zusatz organischer Lösungsmittel
ist vom wirtschaftlichen Standpunkt aus nachteilig.
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Es wurde nun gefunden, daß die Aufarbeitung bitumenhaltiger Papierabfälle
und Altpapiere auf folgendem Wege in sehr wirtschaftlicher Weise erfolgen kann,
indem man erfindungsgemäß das im aufzuarbeitenden Altmaterial enthaltene Weichbitumen
in einen Zustand mit hohem Erweichungspunkt überführt, so daß es bei der Verarbeitungstemperatur
nicht mehr klebt, und gegebenenfalls sodann vom Fasermaterial trennt.
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Dies erfolgt zweckmäßig dadurch, daß bitumenhaltige Abfälle oder Altstoffe
in üblicher Weise in einem Kocher, Kneter, Kollergang od. dgl. mit Wasser angeteigt
werden. Diesem Wasser setzt man solche Mengen Alkali zu, daß der pHWert der Masse
über 7 liegt, d. h., bis eine schwach alkalische Reaktion vorliegt. Vorteilhaft
und aus wirtschaftlichen Gründen wird die Alkalität nicht über einem pH-Wert von
8,5 gehalten. Man erhält so eine Masse, in welcher das Bitumen sich leicht von den
Fasern löst. Bei der anschließenden Zerfaserung ges Rohmaterials trennen sich Bitumen
und Fasern sehr leicht.
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Bei der Zerteilung der Masse in Einzelfasern in irgendeinem der bekannten
Aufschlaggeräte (Holländer, Desintegrator, Pulper, Refiner usw.) wird nun die Masse
mit reinem oder leicht angesäuertem Wasser verdünnt, wodurch der pH Wert sinkt und
auf 7 oder wenig darunter eingestellt wird. Durch diese Erniedrigung
der
Alkalität tritt eine überraschende Änderung in der Beschaffenheit des Bitumens ein.
Während letzteres bei der Einweichung und während der alkalischen Reaktion immer
noch klebt, verliert es bei der Senkung des p11-Wertes auf 7 oder wenig darunter
diese Eigenschaft praktisch vollständig. Man konnte beobachten, daß der Erweichunspunkt
des Bitumens durch diese Behandlung steigt.' Praktische Versuche haben ergeben,
daß der Erweichungspunkt des gewöhnlich in bituminierten Papieren verwendeten Bindemittels
von 40 bis 50° C auf 70 bis 80° C, in gewissen Fällen bis 90° C angestiegen ist.
Zufolge dieser Erhöhung der Erweichungsgrenze sinkt die Klebrigkeit bei der bei
10 bis 20° C erfolgenden Verarbeitung, und bei der Trocknung in Hängetrocknern bei
Temperaturen bis zu 50° C verschmilzt das Bitumen nicht mehr zu den bekannten und
gefürchteten Flecken. Siebe, Filze und Walzen verkleben nicht mehr, das Bitumen
liegt in Form feiner harter Körnchen vor, die sich leicht mit einer trockenen oder
nassen Bürste Wegbürsten lassen. Bei der Verformung auf Lang- oder Rundsiebmaschinen
treten auch bei monatelangem Arbeiten keine Verklebungen mehr auf.
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Wie bereits beschrieben, kann durch vorsichtige Trocknung ein Endprodukt
erhalten werden, welches frei von verschmolzenen Bitumenflecken ist. Andererseits
kann man aber durch Anwendung von Wärme jeden Grad der Verschmelzung (natürlich
je nach dem Gehalt an Bitumen) oder Imprägnierung erreichen.
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Wird bei der Zerfaserung des Materials dafür Sorge getragen, daß fier
Mahlgrad nach Schopper-R i eg 1 e r (S. R.) nicht über 25 bis 30° ansteigt, so fällt
das Bitumen in größeren griesigen und ebenfalls harten Körnchen an und kann durch
geeignetes gchwetnmen oder durch Auswaschen auf Sieben zu über 900/m abgetrennt
werden. Wird das aufgearbeitete Altmaterial zu Papier oder Pappen verarbeitet, bei
welchen das Bitumen nachträglich als Bindemittel oder Imprägnierungsmittel Verwendung
finden soll, so ist darauf zu achten, daß die Reaktion vor dem Trocknen neutral
ist, denn ein pH-Wert über 7 begünstigt im Endprodukt die Oxydation der Celulose
zu Oxycellulose, besonders dann, wenn das Produkt dem Sonnenlicht ausgesetzt wird.
Bei saurer Reaktion findet unter Umständen eine partielle Hydrolyse der Cellulose
statt. Sowohl Oxydation wie auch Hydrolyse verringern die Bruch- und Zugfestigkeit
und vergrößern die Wasseraufnahme der Produkte, was sich besonders dann nachteilig
auswirkt, wenn es sich beim Fabrikat um ein Isoliermaterial od. dgl. handelt.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist bei dem erfindungsgemäßen
Aufarbeitungsverfahren die Entfernung des Bitumens nicht unbedingt erforderlich,
das das Bitumen durch die Erhöhung des Erweichungspunktes seine bei der Verarbeitung
nachteilig wirkenden Eigenschaften verliert; in dieser Tat-Sache ist ein weiterer
wesentlicher Vorteil gegenüber den bisher bekannten Aufarbeitungsverfahren zu erblicken.
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Ausführungsbeispiel 1000 kg gebrauchtes Bitumenpapier und alte Kunstdüngersäcke
(Bitumengehalt des Rohmaterials etwa 10%) werden in einem Kugellocher mit 1,5 m3
kaltem Wasser und 200 g Natriumhydroxyd während einer Stunde eingeweicht. Die Masse
wird nun 20 Minuten gekollert und anschließend in den Holländer eingetragen.
Dem Wasser, welches man für die Zerfaserung beigeben muß, setzt man so viel verdünnte
Salzsäure zu, bis der PH-Wert der Masse auf 6,5 zustehen kommt. Den so angesäuerten
Brei schlägt man während 20 Minuten im Holländer auf (ohne zu mahlen) und führt
den so erhaltenen Stoff, der einen Mahlgrad von weniger als 30° Schopper-Riegler
aufweist, der Verformung auf der Lang- oder Rundsiebmaschine zu, bei welcher die
harten Bitumenkörner auf einer Walze mit Bürsten entfernt werden. Auf diese Weise
werden etwa 900/m des ursprünglichen Bitumengehaltes entfernt.