DE2143912C3

DE2143912C3 - Verfahren zum Entfärben von bedrucktem Altpapier

Info

Publication number: DE2143912C3
Application number: DE2143912A
Authority: DE
Inventors: Adolf 4000 Duesseldorf Asbeck; Rudi Dipl.-Chem. Dr. 4006 Erkrath Heyden
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1971-09-02
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2143912A1; DE2143912B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfärben von bedrucktem Altpapier, das sich insbesondere zur Regenerierung von gestrichenen Papieren eignet

Bei dem heutzutage hauptsächlich ausgeübten Verfahren zur Regenerierung von Altpapier werden die Farbpigmente durch ein Rotationsverfahren 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 Faserstoffsuspension 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 Abiauf der Flotation gestört Es findet keine einwandfreie Trennung von Fasern und Farbpigmenten mehr statt Die Folge davon sind erhebliche Faserverluste.

Die Schaumbildung wird stark durch die Qualität des verwendeten Altpapiers beeinflußt Vor allem gestrichene Papiere können die Schaumbildung in unerwünschter Weise fördern, da die zur Oberflächenveredlung des Papiers benutzten natürlichen und synthetischen Bindemittel häufig schaumstabilisierend wirken.

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 Stoffgemisches und ein Absinken des Weißgrades des daraus hergestellten Papiers in Kauf nehmen.

Für die Wirtschaftlichkeit einer Deinking-Anlage ist andererseits gerade die Mitverwendung eines möglichst hohen Anteils an gestrichenen bzw. teilweise gestrichenen Papieren, wie Illustrierten, Katalogen und Magazinen oft von ausschlaggebender Bedeutung.

Aus DE-AS 13 00 823 ist ein Verfahren zum Entfärben von bedruckten Papierprodukten unter Verwendung von wäßrigen Lösungen von oxalkylierten Alkoholen oder Phenolen, die mindestens 70% Alkylen-5 oxid enthalten, bekannt wobei die Temperaturen unterhalb von 50⁰C, vorzugsweise bei Zimmertemperatur, gearbeitet wird. Nach DE-AS 17 78 815 werden für den gleichen Zweck EthylenoxidAddukte an Alkylphenol eingesetzt In beiden Fällen enthalten die Addukte

ίο ausnahmslos entweder nur Ethylenoxid- oder Ethylenoxid-Propylenoxidgruppen mit hohem Ethylenoxidanteil. Die Trübungspunkte derartiger Addukte liegen hoch, so daß bei der Rotation unterhalb dieser Trübungspunkte gearbeitet wird. Nach diesen Verfah ren können nur geringe Anteile an gestrichenen Papieren bei der Altpapieraufarbeituiig mitverwendet werden.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die bei der Regenerierung von Altpapieren, insbesondere solchen mit einem Anteil an gestrichenen Papieren, auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden. ■ Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Entfärben von bedrucktem Altpapier durch Rotation in einer ein nichtionogenes Netzmittel auf der Basis von Epoxidaddukten enthaltenden wäßrigen Stoffdispersion, dadurch gekennzeichnet daß das in dem Verfahren verwendete Netzmittel ein schaumarmes Addukt von 3- 10 Mol Äthylenoxid und 3-20 Mol Propylenoxid im Molverhältnis 1:1 bis 1:4 pro Mol

ίο eines höheren Alkanols der Kettenlänge Q₁-Cm und/oder eines Alkylphenols der Kettenlänge C₆-Ci₂ mit einem Trübungspunkt von 5—35° C ist und daß die Flotation oberhalb des Trübungspunktes des Adduktes durchgeführt wird.

Es ist eine wesentliche Voraussetzung für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Flotation oberhalb der Trübungstemperatur der als Netzmittel verwendeten Addukte durchgeführt wird. Als Trübungstemperatur wird diejenige Temperatur bezeichnet bei der sich das betreffende Addukt aus einer l%igen wäßrigen Lösung gerade auszuscheiden beginnt Da die Flotation in der Praxis zumeist bei Temperaturen im Bereich von 30—15°C erfolgt werden solche Addukte ausgewählt die eine ausreichend niedrige Trübungstem peratur von etwa 5 —35° C, vorzugsweise 5 bis 20° C, besitzen.

Die 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 niedriger liegt je höher der Propylenoxid-Anteil im Verhältnis zum Äthylenoxid-Anteil im Molekül ist Die als Netzmittel verwendeten Alkylenoxidaddukte sind bekannte Stoffe. Sie werden erhalten durch Anlagerung von Äthylenoxid und Propylenoxid an höhere Alkanole oder Alkylphenole der genannten Kettenlängen, vorzugsweise in Gegenwart alkalisch reagierender Katalysatoren unter Druck und bei

bo 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. Im

bs 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 Äthylen-

oxid zu Propylenoxid 1:1 bis 1 :4 beträgt Niedrige Trübungspunkte erfordern im allgemeinen einen höheren molaren Überschuß an Propylenoxid.

Als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Alkylenoxidaddukte kommen in erster linie gesättigte oder ungesättigte Fettalkohole der Kettenlängen C₆-C₂O, vorzugsweise C12—Cig, oder deren Gemische, in Betracht Ihre Herstellung erfolgt im allgemeinen durch Reduktion der aus natürlich vorkommenden Fetten und ölen gewonnenen Fettsäuren bzw. Fettsäuregemische. Die Kettenlängen-Verteilung entspricht den natürlichen Ausgangsstoffen oder kann durch Destillation oder sonstige Trenn vorgänge beliebig eingestellt werden. In gleicher Weise lassen sich auch synthetisch hergestellte gerad- oder verzweigtkettige, primäre oder sekundäre Alkanole des genannten Kettenlängen-Bereichs als Ausgangsmaieria! verwenden. Schließlich stellen aach Alkylphenole der Alkylkettenlängen Ce—Ci 2, vorzugsweise C-Ct₂, 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 Mol Propylenoxid bzw. 3 Mol Äthylenoxid und 10 Mol Propylenoxid an ein etwa 30 Gew.-% ungesättigte Anteile enthaltendes Kokosfettalkoholgemisch der Kettenlängen Cu- Cie, das Addukt von 4 Mol Äthylenoxid und 5 Mol Propylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlängen C12—C14, das Addukt von 5 Mol Äthylenoxid und 13MoI Propylenoxid an ein Talgfettalkoholgemisch der Kettenlängen so Cie—Cig, das Addukt von 7 Mol Äthylenoxid und 13 Mol Propylenoxid an Nonylphenol.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß man das gegebenenfalls vorgerissene Altpapier, das einen Anteil bis zu 70 Gew.-% an r> gestrichenen Papieren enthalten kann, in einer wäßrigen Flotte, die weniger als 10 Gew.-% Papier enthält, in Gegenwart von 0,05-0,5 Gew.-% eines der beanspruchten nichtionogenen Netzmittel anmacht und das Papier in dieser Flotte zerfasert Die Flotte wird bei mäßig erhöhten Temperaturen gehalten, also etwa bei 30—45° C, während die Trübungstemperatur des jeweils verwendeten Netzmittels im allgemeinen mindestens 10-15⁰C darunter liegt Zur Verbesserung des Flotations- und Abtrenneffektes werden in der Regel A^r> außer dem Netzmittel weitere bekannte Hilfsstoffe, wie Bleichmittel, Wasserglas und gegebenenfalls flüssige höhere Fettsäuren oder Seifen in der Flotte mitverwendet. Als Bleichmittel kommen vorzugsweise Peroxide, wie Natriumperoxid, in Betracht Die Menge dieser Hilfsstoffe 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

Tabelle I

l-3Gew.-% Natriumperoxid, 2-5Gew.-% Wasserglas und 0,5 -1,5 Gew.- % Fettsäure oder Seife betragen.

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 können. 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.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich die üblicherweise bei der Regenerierung von Altpapier mit einem mehr oder weniger hohen Anteil an gestrichenen Papieren, wie Illustrierten, Katalogen, Magazinen und dergleichen auftretenden Schwierigkeiten infolge übermäßigen Schäumens vollkommen vermeiden. Die beanspruchten Addukte besitzen trotz hervorragender Netz-, Reinigungs- und Dispergierwirkung nur eine geringe Neigung zur Schaumbildung. Sie wirken sogar in gewissem Umfang schaumdrückend auf Schäume, die von den bei der Oberflächenveredelung der Papiere verwendeten Hilfsmittel 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 Faserverlusten. Die Addukte selbst sind unterhalb ihrer Trübungstemperatur leicht und rückstandsfrei im Wasser löslich.

Beispiel 1

In einer 2-1-Labor-Flotationszelle wurde eine l°/oige Stoffsuspension, hergestellt aus gleichen Teilchen Zeitungs- und Illustriertenpapier, unter Zusatz der folgenden Hilfsmittel bei 32 - 35° C flottiert:

1,0% ölsäure

03% eines der in der nachfolgenden Tabelle

angeführten Netzmittels 5,0% Natronwasserglas 37°/40° Βέ 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.

Netzmittel

Trübungs temperatur C	Weißgrad %	Flotation	X
8,5	61,5	O	X
10,5	62,5	O	X
15,0	61,5	CXD

A KOkOSaIkOhOlC₁₂-Ci₈ + 3 ÄO + 10 PrO

B Kokosalkohol C₁₂-Ci₈ + 3 ÄO + 8 PrO

C Kokosalkohol C₁₂-C,₈ + 3 ÄO + 3 PrO

5	Fortsetzung	21 43912	Schaumentwicklung: Faserverluste: O = ausreichend X = gering OO = gut XX = stark OOO = zu stark XXX = sehr stark	Weißgrad	6	X
Netzmittel			%		X
	Trübungs temperatur	Beispiel 2	61,0	Flotation	X
D Kokosalkohol C₁₂-C₁₄ + 4 ÄO + 7 PrO	C		60,8		XX
E Vorlaufalkohol C₆-C₁₂ + 4 ÄO + 5 PrO	17,7		61,0	OO	X
F Kokosalkohol C₁₂-C₁₈ + 5 ÄO + 13 PrO	16,5	61,8	OO	XXX
G Kokosalkohol C)₂-C₁₈ + 5 ÄO + 8 PrO	11,5	61,5	O	XXX
H Nonylphenol + 7 ÄO + 13 PrO	20,0	61,7	OO	XXX
J Oleylalkohol + 10 ÄO	17,0	61,4	OO	XXX
K Nonylphenol + 9 ÄO	68,0	61,3	OOO
L Nonylphenol + 15 ÄO+ 11 PrO	62,0	60,4	OOO
M Talgalkohol + 10 ÄO + 5 PrO	42,0		OOO
Zeichenerklärung	51,0		OOO

In der gleichen 2-1-Labor-Flotationszelle wurde eine 1 %ige Stoffsuspension, hergestellt aus 60% gestriche- -to nem, holzartigem Altpapier und 40% bedrucktem Kunstdruckpapier unter Zusatz folgender Hilfsmittel bei 32-35° C flotiert.

(Die Prozent-Angaben beziehen sich auf das Gewicht des trockenen Papiers.)

0,75% ölsäure

0,10% Netzmittel

5,00% Wasserglas 37°/40° Be

2,00% Natriumperoxid

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.

Tabelle II	Trübungs temperatur	Weißgrad	Flotation	X
Netzmittel	C	%		X
	11,5	71,3	OO	XXX
A KOkOSaIkOhOlC₁₂-Ci₈ + 5 ÄO + 13 PrO	17,0	71,8	OO	XXX
B Nonylphenol + 7 VJ -! 13 PrO	68,5	70,3	OOO
C Oleylalkohol + 10 ÄO	62,0	70,9	OOO
D Nonylphenol + 9AO

Zeichenerklärung: wie Tabelle I Beispiel 3

In einer 30 Tagestonnen-Flotationsanlage 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° Be
1,50% Natriumperoxid
0,05% Nonylphenol + 9 ÄO
(Trübungspunkt 62° C)

(Die Prozent-Angaben beziehen sich auf das Gewicht des trockenen Altpapiers.)

bei einer Flotationstemperatur von etwa 35° C verarbeitet. Die Schaummenge war gerade noch tragbar. Eine Erhöhung des Illustriertenanteils sowie eine Steigerung der Netzmittelmenge führte sofort zum Überschäumen der gesamten Zellenanlage. Es wurde ein Weißgrad von 60,5% erreicht.

Durch Einsatz von 0,05% Kokosalkohol + 5 ÄO + 13 PrO (Trübungspunkt 11,5° C) anstelle von Nonylphenol -I- 9 ÄO konnte der Illustriertenanteil auf 65% erhöht werden, ohne daß eine zu starke Schaumbildung auftrat. Gleichzeitig erhöhte sich der Weißgrad auf 61,5%.

Eine weitere Verbesserung des Weißgrades auf 62,5% ließ sich durch Erhöhung des Netzmittelanteils auf 0,1% erreichen, ohne daß sich die Schaummenge merklich veränderte.

Beispie! 4

In einer Flotationsanlage für 20 Tagestonnen mit Straßen zu je 6 Primär- und 2 Sekundärzellen wurde ein Altpapiergemisch aus

40,0% Illustrierten

40,0% Zeitungen

20,0% gestrichenen Katalogen

bei 35 -38°C flotiert, unter Zusatz von

0,75% Ölsäure

4,50% Wasserglas 37°/40°

1,35% Natriumperoxid

Be

Eine Nachbleiche wurde mit 0,85% Natriumhydrosulfit durchgeführt und ein Weißgrad von 63-64% erreicht. Eine Erhöhung des Anteils an gestrichenen Katalogen oder ein üblicher Netzmittelzusatz zur Erhöhung des Weißgrades war wegen zu starker Schaumentwicklung nicht möglich.

Durch Zusatz von 0,05% Kokosalkohol + 5 ÄO + 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%.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfärben von bedrucktem Altpapier durch Flotation in einer ein nichtionogenes Netzmittel auf der Basis von Epoxid-Addukten enthaltenden wäßrigen Stoffdispersion, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Verfahren verwendete Netzmittel ein schaumarmes Addukt von 3-10 Mol Äthylenoxid und 3-20 Mol Propylenoxid im Molverhältnis 1:1 bis 1:4 pro Mol eines höheren Alkanols der Kettenlänge Q—Cm und/oder eines Alkylphenols der Kettenlänge Ce-Cu mit einem Trübungspunkt von 5—35° C ist, und daß die Flotation oberhalb des Trübungspunktes des Adduktes durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotation i;n Temperaturbereich von 30—45°C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch Ϊ oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von 0,05—03 Gewichtsprozent eines der beanspruchten Netzmittel, bezogen auf das Gewicht des trockenen Altpapiers.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, gekennzeichnet durch die Mitverwendung von Bleichmitteln, Wasserglas und flüssigen Fettsäuren oder Seifen.