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Verfahren zum Entfärben von bedrucktem Altpapier Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Entfärben von bedrucktem Altpapier, das sich insbesondere zur
Regenerierung von gestrichenen Papieren eignet.
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Bei dem heutzutage hauptsächlich ausgeübten Verfahren zur Regenerierung
von Altpapier werden die Farbpigmente durch ein Flotationsverfahren vom Zellstoff
getrennt. Hierzu verwendet man üblicherweise flüssige Fettsäuren bzw. Seifen als
Sammler sowie insbesondere nichtionogene Netzmittel zur Schmutzablösung und Schaumbildung.
Mit dem Schaum werden die Farbanteile aus der Fasersttoffsuspension entfernt, während
die gereinigten Fasern zurückbleiben. Eine ausreichende Schaumentwicklung ist für
den ordnungsgemäßen Ablauf des Prozesses unbedingt notwendig. Durch übermäßiges
Schäumen bzw. durch zu hohe Schaumstabilität wird jedoch der Ablauf der Flotation
gestört. Es findet keine einwandfreie Trennung von Fasern und Farbpigmenten mehr
statt. Die Folge davon sind erhebliche Faserverluste.
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Die Schaumbildung wird stark durch die Qualität des verwendeten Altpapiers
beeinflußt. Vor allem gestrichene Papiere können die Schaumbildung in unerwünschter
Weise färdern, da die zur Oberflächenwereidlung des Papiers benutzten natürlichen
und synthetischen Bindemittel häufig schaumstabilisierend wirken.
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Man kann die Schaumbildung bis zu einem gewissen Grad dadurch steuern,
daß man die Menge des zugegebenen Netzmittels reduziert. Als Folge der verringerten
Netzmittelzugabe muß man aber in der Regel eine verminderte Reinigung des Stoffgemsiches
und ein Absinken des Weißgrades des daraus hergestellten Papiers in Kauf nehmen.
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Für die Wirtschaftlichkeit einer Deinkung-Anlage ist andererseits
gerade die Mitverwendung eiens möglichst hohen Anteils an getrichenen bzw. teilweise
gestrichenen Papieren, wie Illustrierten, Katalogen und Magazinen oft von ausschlaggebender
Bedeutung.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, die bei der Regenerierung von Altpapieren,
insbesondere solchen mit einem Anteil an gestrichenen Papieren, auftretenden Schwierigkeiten
zu vermeiden.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Vrerfahren zum Untfärben von
bedrucktem Altpapier durch Flotation in einer ein nichtionogenes Netzmittel enthaltenden
wäßrigen Stoffdispersion mit dem Kennzeichen, daß das in dem Verfahren verwendete
Netzmittel ein schaumarmes Addukt von 3 - 10 Mol Äthylenoxid und 3 - 20 Mol Propylenoxid
pro Mol eines höheren Alkanols der Kettenlänge C6 - C20 und/oder eines Alkylphenols
der Kettenlänge C6 - C12 mit einem Trübungspunkt von 5 - 35°, vorzugsweise 5 - 20°,
ist, und daß die Flotation oberhalb des Trübungspunktes des Adduktes durchgeführt
wird.
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Es ist eine wesentliche Voraussetzung für den Erfolg des erfindungsgemäßen
Verfahrens, daß die Flotation oberhalb der Trübungstemperatur der als Metzmittel
verwendeten Addukte durchgeführt wird. Als Trübungstemperatur wird diejenige Temperatur
bezeichnet, bei der sich das betreffende Addukt aus
einer 1 %igen
wäßrigen Lösung gerade auszuscheiden beginnt, Da die Flotation in der Praxis zumeist
bei Temperaturen im Bereich von 30 - 15° erfolgt, werden solche Addukt ausgewählt,
die eine ausreichend niedrige Trübungstemperatur von etwa 5 - 35° besitzen.
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Dic Trübungstemperatur der Addukte läßt sich durch Variieren des molaren
Verhältnisses von Äthylenoxid zu Propylenoxid wunschgemäß einstellen. Als Regel
gilt, daß bei gegebener Kohlenwasserstoff-Kettenlänge der Trübungspunkt um so niedrige
r liegt, je höher der Propylenoxid-Anteil irn Verhältnis zum Äthylenoxid-Anteil
im Molekül ist.
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Die als Netzmittel verwendeten Alkylenoxidaddukte sind bekanntc Stoffe.
Sie werden erhalten durch Anlagerung von Atbylenoxid und Propylenoxid an höhere
Alkanole oder Alkylphenole der genannten Kettenlängen, vorzugsweise in Gegenwart
alkalisch reagierender Katalysatoren unter Druck uiid bei erhöhten Temperaturen.
Die Anlagerung kann mit einem Gemisch der Alkylenoxide erfolgen, oder aber in nacheinander
erfolgenden Verfahrensschritten, wobei vorzugsweise zunächst die gewünschte Menge
Äthylenoxid und danach das Propylenoxid addiert werden.
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In Sinne der Erfindung brauchbare Produkte erzielt man durch Anlagerung
von 3 - 10 Mol Äthylenoxid und 3 - 20 Mol Propylenoxid je Mol Alkanol bzw. Alkylphenol,
wobei das molare Verhältnis von Äthylenoxid zu Propylenoxid 1 : 9 bis 1 : 4 beträgt.
Niedrige Trübungspunkte erfordern im allgemeinen einen molaren Überschuß an Propylenoxid.
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Als Ausgangsmaterialen zur Herstellung der Alkylenoxidaddukte kommen
in erster Linie gesättigte oder ungesättigte Fetallalkohle
der Kettenlängen
C6 - C20, vorzugsweise c12 C C18, oder dercn Gemische, in Betracht. Ihre Herstellung
erfolgt im allgemeinen durch Reduktion der aus natürlich vorkommenden Fetten und
Ölen gewonnen Fettsäuren bzw. Fettsäuregemische.
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Die Kettenlängen-Verteilung entspricht den natürlichen Ausgangsstoffen
oder kann durch Destillation oder sonstige Trennvorgänge beliebig eingestellt werden
In gleicher Weise lassen sich anci; synthetisch hergestellte gerad- oder verzweigtkettige,
primäre oder sekundäre Alkanole der genannten Kettenlängen-Bereichs als Ausgangsmaterial
verwenden. Schließlich stellen auch Alkylphenole der Alkylkettenlängen C6 - C12,
vorzugsweise C9 - C12, ein ausgezeichnetes Ausgangsmaterial für die Herstellung
geeigneter Addukte dar. Als Beispiele für Addukte mit guter Netzwirkung und geringer
Schäumneigung sind zu nennen das Addukt von 3 Mol Äthylenoxid und 3 Mul Propylenoxid
bzw. 3 Mol Äthylenoxid und 10 Mol Propylenoxid an ein etwa 30 Gew.% ungesättigte
Anteile enthaltendes Kokos fettalkoholgemisch der Kettenlängen C12 - C18, das Addukt
von 4 Mol Äthylenoxid und 5 Mol Propylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlängen
C12 - C14, das Addukt von 5 Mol Äthylenoxid und 13 Mol.Propylenoxid an ein Talgfettalkoholgemisch
der Kettenlängen C16 - C. das Addukt von 7 Mol Äthylenoxid und 13 Mol Propylenoxid
an Nonylphenol.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß
man das gegebenenfalls vorgerissene Altpapier, das einen Anteil bis zu 70 Cew. %
an gestrichenen Papieren enthalten kann, in einer wäßrigen Flotte, die weniger als
10 Gew.% Papier enthalt, in Gegenwart von 0,05 - 0,5 Gew.% eines der beanspruchten
nichtionengenen Netzmittel anmacht und das Papier in dieser Flotte zerfassert. Die
Flotte wird bei mäßig erhöhten Temperaturen gehalten, also etwa bei 30 - 45°, während
die Trübungstemperatur
des jeweils verwendeten Netzmittels im allgemeinen
mindestens 10 - 15° darunter liegt. Zur Verbesserung des Flotations- und Abtrenneffektes
werden in der Regel außer dem Netzmittel weitere bekannte Hilfstoffe, wie Bleichmittel,
Wasserglas und gegebenenfalls flüssige höhere Fettsäuren oder Seifen on der Flotte
mitverwendet. Als Bleichmittel kommen vorzugsweise Peroxide, wie Natriumperoxid,
in Betracht. Die Menge dieser Hilfstoffe richtet sich im wesentlichen nach der Art
des verwendeten Papiers, insbesondere nach dessen Anteil an gestrichenen Papieren,
sowie nach dem gewünschten Reinheitsgrad. Sie kann beispielsweise etwa 1 - 3 Gew.%
Natriumperoxid, 2 - 5 Gew.% Wasserglas und 0,5 - 1,5 Gew.% Fettsäure oder Seife
betragen.
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Der Flotationsvorgang erfolgt durch Einblasen von Luft in die Flotte.
Dabei schwimmen die Schmutzteilchen von Luftbläschen getragen an die Oberfläche
und werden mit dem Schaum abgezogen, während die gereinigten Papierfasern in der
Flotte zurückbleiben und daraus gewonnen werden köniion. Nach einer abschließenden
Wäsche liegt der Papierstoff in relativ hohem Reinheitsgrad vor und kann unmittelbar
zur Papiererzeugung verwendet werden. Die Verluste an Papierfasern sind sehr gering
und liegen bei etwa 3 - 5 % des eingesetzten Materials.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich die iiblicherweisc
bei der Regenerierung von Altpapier mit einem mehr oder weniger hohen Anteil an
gestrichenen Papieren, wie I lltlstrierten, Katalogen, Magazinen und dergleichen
auftretenden Schwierigkeiten infolge übermäßigen Schaäumens vollkommen vermeiden.
Die beanspruchten Addukte besitzen trotz hervorragender Netz-, Renigungs- und Dispergierwirkung
ntir eine geringe Neigung zur Schaumbildung. Sie wirken sogar in gewissem Umfange
schaumdrückend auf Schäume, die von den bei der Oberflächenveredelung
der
Papiere verwendeten Hilfsmitteln herrühren. Infolge dessen läßt sich das Flotationsverfahren
leicht und einfach steuern und führt auch bei solchen Altpapiermischungen, die normalerweise
schwierig zu verarbeiten sind, zu einem bemerkenswert hohen Reinheitsgrad bei geringen
Fassertverlusten.
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Die Addukte selbst sind unterhalb ihrer Trübungstemperatur leicht
unr rückstandsfrei im Wasser löslich.
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Beispiel 1 In einer 2 l Labor-Flotationszelle der Firma Denver Equipment
Company wurde ein 1 %ige Staffsuspension, hergestellt aus gleichen Teilchen Zeitungs-
und Illustriertenpapier, unter Zusatz der foglenden Hilfsmittel bei 32 - 35° flotiert:
1,0 % Ölsäure 0,3 % eines der in der nachfolgenden Tabelle angeführten Netzmittels
5,0 % Natronwasserglas 37°/40° Bé 2,0 % Natriumperoxid (Die Prozent-Angaben beziehen
sich auf das Gewicht des trockenen Papiers.) Die nachfolgende Tabelle zeigt die
Ergebnisse hinsichtlich Flotation und Weißgrad für verschiedene Netzmittel. Die
zum Vergleich gebrachten Netzmittel I - M, die keinen oder einen zu geringen Anteil
an Propylenoxid enthalten und dementsprechend einen hohen Trübungspunkt haben, führen
zu hohen Faserverlusten bei zu starker Schaumentwicklung.
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Tabelle I Trübungs- Weiß-Netzmittel temperatur °C grad % Flotation
A Kokosalkohol C12-C18 8,5 61,5 o x + 3 ÄO + 10 PrO B Kokosalkohol C12-C18 10,5
62,5 o x + 3 ÄO + 8 PrO C Kokosalkohol C12-C18 15,0 61,5 oo x + 3 ÄO + 3 PrO D Kokosalkohol
C12-C14 17,7 61,0 oo x + 4 ÄO + 7 PrO Vorlaufakohol C6-C12 16,5 60,8 oo x + 4 ÄO
+ 5 PrO F Kokosalkohol C12-C18 11,5 61,0 o x + 5 A0 + 13 PrO G Kokosalkohol C12-C18
20,0 61,8 oo x + 5 ÄO + 8 PrO II Nonylphenol 17,0 61,5 oo x 7 7 A0 + 13 PrO J Oleylalkohol
68,0 61,7 ooo xxx + 10 ÄO L Nonylphenol 62,0 61,4 ooo xxx + 9 ÄO L Nonylphenol 42,0
61,3 000 XXX + 15 ÄO + 11 PrO M Talgalkohol 51,0 60,4 ooo xxx + 10 ÄO + 5 PrO Zeichenerklärung
Schaumentwicklung: Faserverluste: o = ausreichend + = gering oo = gut ++ = stark
ooo = zu stark +++ = sehr stark
Beispiel 2 In der gleichen 2 l
Denver-Labor-Flotationszelle wurde eine 1 %ige Stoffsuspension, hergestellt aus
60 % gestrichenem, holzhaltigem Altpapier und 40 % bedreucktem Kunstdruckpapier
unter Zusatz folgender Hilsmittel bei 32 - 35° flotiert.
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0,75 % Ölsäure 0,10 % Netzmittel 5,00 % Wasserglas 37°/40° Bé 2,00
% Natriumperoxid (Die Prozent-Angaben bezichehn sich auf das Gewicht des trockenen
Papiers.) Die folgende Tabelle enthält die mit erfindungsgemäßen Netzmitteln erhaltenen
Ergebnisse hinsichtlich Flotation und Weißgrad (A + B). Zum Vergleich die Ergebnisse
mit zwei propylenoxidfreien Netzmitteln mit hohem Trübungspunkt (C + D), die starke
Schaumbildung und sehr starke Faserverluste verursachten.
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Tabelle II Trübungs- Weiß-Netzmittel temperatur °C grad % Flotation
A Kokosalkohol C12-C18 11,5 71,3 oo x + 5 ÄO + 13 PrO B Nonylphenol 17,0 71,8 oo
x + 7 ÄO + 13 PrO C Oleylalkohol 68,5 70,3 ooo xxx + 10 ÄO D Nonylphenol 62,0 70,9
ooo xxx + 9 ÄO Zeichenerkleidung wie Tabelle I
Besipiel 3 In einer
30 Tagestonnen-Flotationsanlage der Firma Voith, Heidenheim, mit 8 Primär- und 2
Sekundärzellen wurde eine Stoffsuspension aus 70 % Zeitungen und 30 % französischen
Illustrierten mit zum Teil stark gestrichenem Papier unter Zusatz von 1,00 % Ölsäure
4,00 % Wasserglas 37°/40° Bé 1,50 % Natriumperoxid 0,05 % Nonylphenol + 9 ÄO (Trübungspunkt
62°) (Die Prozent-Angaben beziehen sich auf das Gewicht des trockenen Altpapiers.)
bei einer Flotationstemperatur von etwa 35 verarbeitet.
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Die Schaummenge war gerade noch tragbar. Eine Erhöhung des Illustriertenanteiles
sowie eine Steigerung der Netzmittelmenge führte sofort zum Überschäumen der gesamten
Zellenanlage.
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Es wurde ein Weißgrad von 60,5 % erreicht.
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Durch Einsatz von 0,05 % Kokosalkohol + 5 ÄO - 13 PrO (Trübungspunkt
11,5°) anstelle von Nonylphenol + 9 ÄO konnte der Illustriertenanteil auf 65 % erhöht
werden, ohne daß eine zu starke Schaumbildung auftrat. Gleichzeitig erhöhte sich
der Weißgrad auf 61,5 %.
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Eine weitere Verbesserung des Weißgerades auf 62,5 % ließ sich durch
Erhöhung des Netzmittelanteils auf 0,1 % erreichen, ohne daß sich die Schaummenge
merklich veränderte.
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Beispiel 4 In einer von der Firma Voith gebauten Flotationsanlage
für
20 Tagestonnen mit 2 Straßen zu je 6 Primär und 2 Sekundärzellen
wurde ein Altpapiergermisch asus 40,0 %Illustrierten 40,0 % Zeitragen 20,0 % gestrichenen
Katalogen bei 35 - 38° flotiert, unter Zusatz von 0,45 % Ölsäure 4,50 % Wasserglas
37°/40° Bé 1,35 % Natriumperoxid Eine Nachbleiche wurde mit 0,85 % Natroumhydrosulfit
durchgeführt und ein Weißgrad von 63 - 64 % erreicht. Eine Erhöhung des Anteils
an gestrichenen Katalogen oder ein ein üblicher Netzmittelzusatz zur Erhöhung des
Weißgrades war wegen zu starker Schaumetnwicklung nicht möglich.
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Durch Zusatz von 0>05 t Kokosalkohol + 5 + 13 PrO konnte die Altpapiermischung
geändert werden in: 40,0 % Zeitungen 20,0 % Illustrierten 40,0 % gestrichenen Katalogen
Die Schaumentwicklung blieb normal, der Weißgrad stieg auf 65 %.