DE3728474A1

DE3728474A1 - Recyclable paper, and process for the production and recycling thereof

Info

Publication number: DE3728474A1
Application number: DE19873728474
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Rathjen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1989-03-09

Abstract

The invention proposes a recyclable paper in which a fine-grained top layer absorbs the majority of the printing ink pigments. In order to recycle a paper of this type, there is no need, in contrast to conventional recycling of used paper, to dissolve the pigments of the paper constituents. Instead, the size and type of top layer particles should be selected during production of the recyclable paper in such a way that these particles can be deposited as completely as possible from the paper suspension together with the adhering pigments in as possible a separation process as possible. In the proposed process, virtually all deinking steps are superfluous. The valuable fibrous paper constituents are protected and can be employed in a larger proportion than hitherto in the production of relatively high-quality papers.

Description

Die Erfindung betrifft Papiere oder dergleichen Werk stoffe, welche nach ihrem Gebrauch als Träger von Druck- oder Schreibfarben wieder als Rohstoffe bei der Erzeugung dieser Werkstoffe eingesetzt werden sollen (Recycling).The invention relates to papers or the like substances which after their use as carriers of Printing or writing inks again as raw materials the production of these materials are used should (recycling).

Die Wiederverwendung von Altpapier wird seit langem betrieben und spielt auch heute eine wichtige Rolle bei der Rohstoffversorgung in der Papierindustrie. Die Strategie zur Altpapieraufbereitung läßt sich vereinfacht so zusammenfassen: Sortieren des Altpapiers zu möglichst homogenen Chargen hoher Qualität (d. h. ohne sachfremde Verschmutzungen wie Fett, Öl, Metall, Dreck usw.), mechanisches Zerkleinern und Auflösen des Altpapiers in seine Bestandteile im Stofflöser, Lösen der Bindemittel der Farbpigmente (Druckfarbe etc.) durch Chemikalien und anschließende Auswaschung der Pigmente mittels zusätzlicher fein verteilter Stoffe, an welche sich die Pigmente anlagern können (Deinking) sowie chemische Nachbehandlung der erhaltenen Suspensionen durch Bleichmittel etc.The reuse of waste paper has been around for a long time operated and still plays an important role today in the supply of raw materials in the paper industry. The strategy for waste paper processing can be simply summarized as follows: Sorting the waste paper batches of high quality that are as homogeneous as possible (i.e. without foreign contamination such as grease, oil, metal, Dirt, etc.), mechanical crushing and dissolving of the waste paper into its components in the pulper, Dissolving the binders of the color pigments (printing ink, etc.) through chemicals and subsequent washing out of the Pigments using additional finely divided substances, to which the pigments can attach (deinking) and chemical after-treatment of the suspensions obtained bleach, etc.

Weil die Farbpigmente aber auch eine starke Affinität zu den Papierbestandteilen haben und die herkömmliche Auswaschung der Pigmente deshalb nur unvollkommen sein kann, steigt der Aufwand mit zunehmenden Anforderungen an den Weißgehalt des Endproduktes, so daß Papiere hoher Qualität vorzugsweise aus frischen Rohmateri alien hergestellt werden bzw. der Anteil des Altpapiers begrenzt bleibt /1/.Because the color pigments also have a strong affinity to the paper components and the conventional one The pigment washout may therefore only be imperfect the effort increases with increasing requirements to the white content of the final product, so that papers high quality, preferably from fresh raw material alien or the proportion of waste paper remains limited / 1 /.

Dabei spielen nicht allein die hohen Kosten des regene rierten Papiers eine Rolle: unter der intensiven chemischen Behandlung während des Deinking und der Bleichung leiden auch die Fasern, welche die Beschaf fenheit eines Papiers wesentlich mitbestimmen /2/.The high costs of the rain don't just play a role here paper played a role: under the intensive chemical treatment during deinking and Bleaching also affects the fibers affecting the procurement co-determine the freedom of a paper / 2 /.

Gleichwohl kommt einer möglichst weitgehenden Schonung der natürlichen Rohstoffe nicht nur eine ethische, sondern auch eine volks- und betriebswirtschaftliche Bedeutung zu. Denn beim Einsatz von Altpapier entfallen alle Verfahrensschritte der Holzgewinnung und -verarbei tung. Die wirtschaftliche Bedeutung des Papier-Recyclings zeigt sich beispielsweise darin, daß versucht wird, die faserigen Bestandteile sogar aus Spezialpapieren zurück zugewinnen /3/.Nevertheless, the greatest possible protection comes of natural raw materials is not just an ethical, but also an economic and business management Meaning too. Because there is no need to use waste paper all process steps of wood extraction and processing tung. The economic importance of paper recycling shows, for example, that an attempt is made to fibrous components even from special papers win / 3 /.

Nachdem aber die Schritte vom Altpapier zur einsatz fähigen Papiersuspension ebenfalls kostenintensiv und im übrigen auch umweltbelastend sind, bzw. Kosten bei der Regenerierung oder Abfallbeseitigung der Hilfs stoffe verursachen, besteht die Aufgabe, Papiere oder dergleichen Werkstoffe und die benötigten Verfahren zur Herstellung und Wiederaufbereitung so zu schaffen, daß die Entfernung der Kontaminationen aus dem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Papiers (Druck farbe, Farbpigmente etc.) auf möglichst einfachem Weg unter geringstmöglichem Einsatz von Chemikalien und dadurch umweltfreundlich und kostengünstig gelingt.But after the steps from waste paper to use capable paper suspension also expensive and are also environmentally harmful, or costs at the regeneration or waste disposal of the auxiliary cause substances, the task is Papers or similar materials and the required Manufacturing and reprocessing processes to create that contaminant removal from the intended use of the paper (print color, color pigments etc.) in the simplest possible way with the least possible use of chemicals and it is environmentally friendly and inexpensive.

Diese Aufgabe wird für die Werkstoffe und Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die faserige Grundschicht (1) (vergleiche Fig. 1 des Zeichnungsblattes) des Papiers auf der zu bedruckenden Seite (bzw. den beiden Seiten) mit einer Deckschicht (2) überzogen wird, welche einen großen Teil der Farbpigmente (3) der Beschriftung aufnimmt. Diese Deckschicht muß so beschaffen sein, daß sie ebenso wie die faserige Grundschicht des Papiers in feine Partikeln bestimmter Größe zerfällt. Größe und Art dieser Partikeln sollen es zulassen, daß diese kon taminierten Partikeln in einem möglichst einfachen Trennprozeß von den meisten der übrigen Partikeln ab getrennt werden können.This object is achieved for the materials and methods according to the preamble of claim 1 in that the fibrous base layer ( 1 ) (see FIG. 1 of the drawing sheet) of the paper on the side to be printed (or the two sides) with a cover layer ( 2 ) is coated, which absorbs a large part of the color pigments ( 3 ) of the lettering. This cover layer must be such that, like the fibrous base layer of the paper, it breaks down into fine particles of a certain size. The size and type of these particles should allow these contaminated particles to be separated from most of the other particles in the simplest possible separation process.

Voraussetzung für die erfindungsgemäßen Vorteile ist, daß während des Stofflöse- und anschließenden Trenn prozesses die Bindung der Druckfarbpigmente an die Par tikeln der Deckschicht nicht oder in nur geringem Maß gelöst werden darf.A prerequisite for the advantages according to the invention is that during the fabric release and subsequent separation process the binding of the printing pigment to the par Particles of the top layer not or only to a small extent may be solved.

Wenn diese pigmentbehafteten Partikeln möglichst voll ständig aus der Suspension abgeschieden worden sind und damit möglichst große Teile des Altpapiers in mög lichst reiner Form zurückgewonnen worden sind, könnte man die abgetrennten Partikeln der Deckschicht einer herkömmlichen chemischen Behandlung unterwerfen.If these pigmented particles are as full as possible have been continuously separated from the suspension and thus as large a part of the waste paper as possible as pure as possible could have been recovered one the separated particles of the top layer subject to conventional chemical treatment.

Sinnvoller jedoch kann es sein, die Art der genannten Partikeln für die Deckschicht neben den Anforderungen an die drucktechnischen Eigenschaften danach auszu wählen, daß sie mitsamt den Farbpigmenten (z. B. den Rußpartikeln der Druckerschwärze) für andere techni sche Zwecke vorteilhaft eingesetzt werden können.However, it can make more sense to type the above Particles for the top layer in addition to the requirements to the printing properties afterwards choose that they include the color pigments (e.g. the Soot particles of the printing ink) for other techni cal purposes can be used advantageously.

Als eine Stoffklasse, welche in unüberschaubarer Viel falt sowohl in der Papierherstellung als auch in völlig anderen Industriezweigen eingesetzt wird, kommt native oder denaturierte Stärke in Betracht /4/. Stärken un terschiedlicher Herkunft sind in sehr unterschiedlichen Partikelgrößenverteilungen verfügbar, deren Beschaffen heit kann auf vielfältige Weise an die oben erwähnten Erfordernisse angepaßt werden. Daneben können aber auch alle anderen Stoffe für diese Zwecke eingesetzt werden, sofern sie den gestellten Anforderungen gerecht werden. Zur Auswahl geeigneter Stoffe wird auf die Erfahren und das Wissen der Fachleute verwiesen. Ebenso bedarf es zur Herstellung und Wiederaufbereitung der erfin dungsgemäßen Werkstoffe eigentlich keiner Maschinen oder Einzelverfahren (z. B. beim Aufbringen der Deck schicht /5/ oder der Trennung der Suspension /1/), die dem Fachmann nicht geläufig wären. Somit sollte es ohne weiteres möglich sein, die in den Ansprüchen 1 bis 4 genannten Zielsetzungen zu verwirklichen.As a substance class, which in an unmanageable amount folds both in papermaking and in full other industries is used comes native or considering denatured starch / 4 /. Strengths and different origins are in very different Particle size distributions available, their procurement Unit can be linked to the above in a variety of ways Requirements are adjusted. In addition, can also all other substances are used for these purposes, provided that they meet the requirements. Experiences are selected to select suitable substances and referred to the knowledge of the professionals. Also needed it for the manufacture and reprocessing of the inventions materials according to the invention actually no machines or individual processes (e.g. when applying the deck layer / 5 / or the separation of the suspension / 1 /) that would not be familiar to the expert. So it should be without be further possible, which in claims 1 to 4 to achieve the stated objectives.

Quellensources

/1/ Hentschel, H. Chemische Technologie der Zellstoff- und Papierherstellung VEB Verlag Technik, Berlin, 1959
/2/ Dr. Weidenmüller Holtzmann Papier AG, Weisenbach persönliche Mitteilung, 1987
/3/ Fibre Recovery From Carbonless Paper Broke European Patent Application 00 89 169, 1983
/4/ Verfahren zur Herstellung von Papier oder dergleichen Werkstoffe Europäische Patentanmeldung 00 97 371, 1983
/5/ Verfahren zur Herstellung eines fasrigen, adsorp tionsfähigen Zellulosematerials und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Deutsche Patentschrift 16 11 786, 1968./ 1 / Hentschel, H. Chemical technology of pulp and paper production VEB Verlag Technik, Berlin, 1959
/ 2 / Dr. Weidenmüller Holtzmann Papier AG, Weisenbach personal communication, 1987
/ 3 / Fiber Recovery From Carbonless Paper Broke European Patent Application 00 89 169, 1983
/ 4 / Process for the production of paper or similar materials European patent application 00 97 371, 1983
/ 5 / Process for the production of a fibrous, adsorbable cellulose material and device for carrying out the process German Patent 16 11 786, 1968.

Claims

1. Paper or similar materials, in particular recycled paper and processes for their production and reprocessing, characterized in that a fibrous base layer ( 1 ) (cf. FIG. 1) to be produced by known processes on the (the) to be printed or labeled Side (s) is provided with a cover layer ( 2 ), which absorbs as large a part of the color pigments ( 3 ) as possible, that the cover layer consists of particles in the manner of a coating slip, dry or otherwise, which consists of particles which dissolve in the fabric as well as the Part of the fibrous base layer can be largely dispersed that the individual particles of the top layer differ in at least one physical, chemical or other property from most of the other particles, so that in a subsequent separation of the material solution using this property Particles of the top layer together with the pigments adhering to it n can be separated from most of the other particles, especially the fibrous particles of the base layer.

2. The method according to claim 1, characterized in that the particles of the top layer ( 2 ) are fine flours of vegetable origin, for example native or denatured starch or protein particles of cereals or legumes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that it is in the property mentioned in claim 1 the particle size or more precisely the difference sink rate of the different particles acts in the surrounding fluid.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the sizing of the material according to the invention on the one hand and the conditions in the pulper on the other hand so matched to the expected binder used means of printing or writing inks that these binders besides the Color pigments also hold the individual particles of the top layer ( 2 ) together after the substance solution in such a way that such conglomerates differ from most of the other dispersed particles, so that the inventive separation of the contaminated particles can be carried out even more selectively than during the separation all particles of the top layer is possible.