DE2836805B1

DE2836805B1 - Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier

Info

Publication number: DE2836805B1
Application number: DE2836805A
Authority: DE
Inventors: Siegbert Dipl-Holzw Fischer; Lothar Dr-Ing Pfalzer
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2434233A1; FR2434233B3; JPS5530500A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier, das im wesentlichen aus Papier mit nicht verseifbaren Druckfarben, insbesondere aus nach dem Xerographiesystem bedruckten oder zinkoxidbeschichteten Papieren besteht.

Eines der Hauptprobleme bei der Altpapieraufbereitung liegt in der Ablösung der Druckfarbe von den Fasern. Druckfarbe besteht im allgemeinen aus löslichen oder unlöslichen, farbigen oder schwarzen Farbpigmenten, die durch Druckfarbenbindemittel an dem Papier haften. Die Druckfarbenbindemittel sind Gemische wechselnder Zusammensetzung. Hauptsächlich bestehen sie aus Harzen, Wachsen, Fetten, ölen, Teer, Pech, Bitumen, Asphalt und Kunstharzen oder Kunststoffen, welche nach dem Druckprozeß aushärten. Im allgemeinen hat man bisher am häufigsten als Druckfarbenbindemittel Harz- und Fettsäuren verwendet. Zu deren Ablösung von den Fasern hat man bisher im allgemeinen in einen Stofflöser, in den das Papier zur Auflösung eingebracht wurde, Natronlauge zugegeben. Durch Natronlauge wandelt sich die Fettsäure in eine Natriumseife um, sie verseift. Dadurch erweichen die Druckfarbenbindemittel auf den Fasern und durch Zugabe von weiterer Natronlauge in Überschuß werden die verseiften Druckfarbenbindemittel auf Harz- und Fettsäurebasis abgelöst. Die abgelösten Druckfarbenbindemittel wurden anschließend nach entsprechender Reinigung und Entstippung flotiert. Hierbei wurde Seife, im allgemeinen Natriumseife, zugegeben, die in Verbindung mit der Wasserhärte zu Kalziumseife umgewandelt wird. Die nicht wasserlösliche Kalziumseife ist ein guter Sammler und trägt zusammen mit Luftblasen Druckfarbe und Druckfarbenbindemittel in Schaum aus.

In zunehmendem Maße werden jedoch schnellhärtende Druckfarben verwendet. Weiterhin steigt die Zahl von Kopierpapieren an, z. B. von Papieren, die nach dem Xerographiesystem bedruckt sind, oder von zinkoxydbeschichteten Papieren. Diese Papiere enthalten nun im allgemeinen Druckfarben bzw. Druckfarbenbindemittel auf der Basis von Bitumen und Kunstharzen, die nicht mehr verseifbar sind. So enthält z. B. nach dem Xerographiesystem behandeltes Papier schwarzpigmentiertes Polyäthylen-Pulver. Das Xerographiesystem ist ein elektrostatisches Druckverfahren und arbeitet mit durch Belichtung hervorgerufenen elektrischen Aufladungen, an denen aufgestreutes Farbpulver haften bleibt. Dieses Pulver wird dann an das entgegengesetzt aufgeladene Druckpapier abgegeben und durch Wärmewirkung fixiert.

Diese Druckfarben lassen sich nun nicht mehr auf einfache Weise zerstören bzw. ablösen. Mit entsprechend aggressiven Mitteln würden gleichzeitig auch die Fasern zerstört werden. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbereiten von Altpapier zu schaffen, das mit nicht verseifbaren Druckfarben bzw. Druckfarbenbindemittel versehen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Papier in an sich bekannter Weise in einem Stofflöser aufgelöst und die Fasern mit Hilfe eines Elektrolyten vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 10 bis 30° C so stark zum Quellen gebracht werden, daß die Druckfarbe abplatzt, wonach die abgelösten Druckfarbeteilchen von den Fasern getrennt werden.

Es wurde nämlich festgestellt, daß sich auch die nicht verseifbaren Druckfarben von den Fasern entfernen lassen, wenn durch eine starke Quellung der Fasern ein Abplatzen der Druckfarbeteilchen von den Fasern bewirkt wird. Erfindungsgemäß muß somit dafür gesorgt werden, daß eine möglichst starke Faserquellung eintritt.

Die Faserquellung wird durch die Elektrolyte, die in die Suspension in den Stofflöser eingebracht werden, auf Grund des dadurch entstehenden osmotischen Gefälles zwischen der Suspension und den Fasern gezielt getätigt.

Erfindungsgemäß hat sich ferner herausgestellt, daß bei einer Behandlung des Altpapiers bei Raumtemperaturen von ca. 10 bis 30° C eine wesentlich bessere Quellung als bei erhöhten Temperaturen, wie sie sonst im Stofflöser üblich sind, erreicht wird. In der Regel laufen chemische Reaktionen bei erhöhten Temperaturen besser und schneller ab, so auch die Verseifung mit Natronlauge. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß bei niedrigeren Temperaturen eine bessere Quellung auftritt.

Die Elektrolyte können dabei saurer, alkalischer oder neutraler Natur sein.

Erfindungsgemäß kann als Elektrolyt eine Säure verwendet werden, so z. B. Phosphorsäure (H₃PO₄) oder Salpetersäure (HNO₃). Der Abplatzvorgang kann dabei durch entsprechend mechanische Kraft-

einwirkung, wie ζ. B. Entstippung durch den Rotor des Stoff lösers oder durch einen dem Stofflöser nachgeschalteten Entstipper, gefördert werden.

Sehr gute Wirkungen werden erfindungsgemäß auch erreicht, wenn als Elektrolyt eine Lauge verwendet wird. In gleicher Weise kann als Elektrolyt auch ein Salz bzw. eine Salzlösung verwendet werden. So lassen sich z. B. Kochsalz (NaCl), Zinkchlorid (ZnCl₂) oder Metallhydroxidbasen, z. B. Cuoxam ([Cu(NHj)₄](OH)₂) verwenden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Trennung der abgelösten Druckfarbeteilchen von den Fasern durch Flotation mittels Sammler erfolgt.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform besteht dabei darin, daß zur Flotation Kalkseifen verwendet werden, die durch Zugabe von Kalium- oder Natriumseifen in die Suspension in Gegenwart von Kalziumionen entsteht, wobei die Zugabe der Kalium- oder Natriumseifen erst kurz vor der Flotation erfolgt.

Durch die an sich bekannte Flotation mittels Kalkseifen wird eine gute Abscheidung der Druckfarbeteilchen erreicht. Überraschenderweise hat sich durch die Seifenzugabe erst kurz vor der Flotation bei zinkoxidbeschichteten Kopierpapieren ein bedeutender Zusatzeffekt eingestellt. Durch eine erst kurz vorher erfolgte Seifenzugabe läßt sich der Aschegehalt in der Suspension um 80 bis 90% reduzieren. Wird hingegen die Seife wie üblich in den Stofflöser eingegeben, so findet keine nennenswerte Entaschung während der Flotation statt.

Nachfolgend ist an Hand von zwei Beispielen das erfindungsgemäße Verfahren prinzipmäßig beschrieben:

1. Beispiel - Dünnstoffverfahren

Das Altpapier wird in einen Stofflöser eingegeben und dort bei Temperaturen vonl0bis30° C und einer

Verweilzeit von 10-30 Minuten aufgeschlagen. Die Stoffdichte in dem Stofflöser beträgt 2-5%. Gleichzeitig wird 1 bis 4% Kalium hydroxid (bezogen auf Altpapier) in den Stofflöser eingegeben. Anschließend gelangt die Suspension, in der die Druckfarbeteilchen im wesentlichen bereits von den Fasern gelöst sind, zum Verbleib in eine Reaktionsbütte für 30-90 Minuten. Nach einer Reinigung und Entstippung wird die Suspension in einer Flotationsanlage bei ca. 1 % Stoff dichte flotiert. Ca. 1 % Natriumseife und gegebenenfalls weitere Chemikalien zur gleichzeitigen Bleiche, z. B. Wasserstoffperoxid, Wasserglas u. dgl., wird vor der Entstippung oder nach der Entstippung, d. h. kurz vor der Flotation, zugegeben.

2. Beispiel - Dickstoff verfahren

. Das in gleicher Weise in einem Stofflöser mit Kalilauge behandelte Altpapier gelangt nach einer Vorreinigung in einen Eindicker zur Eindickung auf ca. 20% Stoff dichte, von wo aus die Suspension, gegebenenfalls unter weiterer Laugenzugabe, in einem Reaktionsturm bei ca. 20° C während einer Verweilzeit von 30-120 Minuten weiter aufgeschlagen wird. Nach dem Reaktionsturm wird die Suspension auf 4% Stoff dichte verdünnt. In einem Entstipper werden anschließend noch unaufgelöste Faserbündel aufgeschlagen und an Fasern haftende Druckfarbeteilchen abgelöst, bevor die Suspension flotiert wird. Die zur Bildung der notwendigen Kalziumseifen erforderliche Natrium- oder Kaliumseifenzugabe findet ebenfalls kurz vor der Flotation entweder vor oder nach dem Entstipper statt.

Statt Lauge kann zur Faserquellung in den Stofflöser auch eine Säure oder ein Salz eingegeben werden. Bei Zugabe einer Säure ist es jedoch erforderlich, durch anschließende Laugenzugabe eine Neutralisation durchzuführen, damit anschließend mit Seifen flotiert werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von Altpapier, das im wesentlichen aus Papier mit nicht verseifbaren Druckfarbenbindemitteln, insbesondere aus nach dem Xerographiesystem bedruckten oder zinkoxidbeschichteten Papieren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier in an sich bekannter Weise in einem Stofflöser aufgelöst und die Fasern mit Hilfe eines Elektrolyten vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 10-30° C so stark zum Quellen gebracht werden, daß die Druckfarbe abplatzt, wonach die abgelösten Druckfarbeteilchen von den Fasern getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Quellung der Fasern eine Säure zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Quellung der Fasern eine Lauge zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Quellung der Fasern ein Salz zugegeben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei der Flotationsaufbereitung zinkoxidbeschichteter Papiere, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Druckfarbeteilchen von der Suspension durch Flotation mittels Sammler erfolgt, wobei als Sammler Kalkseifen verwendet werden, die kurz vor der Flotation zugegeben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalkseifen durch Zugabe von Kalium- oder Natriumseifen in Gegenwart von Kalziumionen gebildet werden.

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