DE4417503C2

DE4417503C2 - Fasermaterial aus der Papieraufbereitung

Info

Publication number: DE4417503C2
Application number: DE19944417503
Authority: DE
Original assignee: Julius Schulte Soehne & C GmbH
Current assignee: Julius Schulte Soehne & C GmbH
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2014-05-20
Also published as: DE4417503A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbei tung von Fasermaterial aus der Papieraufbereitung, worin eine wäßrige Fasersuspension (a) als Siebdurchlauf durch Siebung mit einem Lochsieb und als Siebüberlauf durch Siebung mit einem Spaltsieb, oder (b) durch Siebung mit einem Lochsieb, erhalten wird, und die Verwendung des erhaltenen Produktes.

Recycling-Technologien kommen in der heutigen Zeit eine große Bedeutung zu. Der Grund dafür ist zum einen im zunehmenden öko logischen Bewußtsein der Verbraucher zu sehen, zum anderen las sen sich auf dem Wege des Recyclings der sogenannten Reststoffe deutliche Einsparungen hinsichtlich der Rohstoffe und insbeson dere der Deponiekosten erreichen.

Seit jeher wird Altpapier bei der Papierherstellung verwendet. Insbesondere zur Herstellung von Verpackungspapier, -karton und -pappe, aber auch von Zeitungsdruck- und Hygienepapieren werden heute in großen Mengen Altpapiere eingesetzt. Die Verfahren zur Papieraufbereitung sind dem Fachmann bekannt. Sie werden in technisch üblichen Anlagen zur Altpapier-Aufbereitung durchgeführt.

In den Verfahren aus dem Stand der Technik zur Altpapieraufbereitung, d. h. bei der Rückführung von Abfallpapier, also von Altpapier, in die Papierherstellung macht man von der Tatsache Gebrauch, daß sich die Faser-zu-Faser- Bindungen des Papiers in Wasser leicht lösen. Papier bzw. Karton und Pappe zerfallen daher bei Befeuchtung mit Wasser unter Einwirkung nur geringer Kräfte wieder in die Fasern, die erneut als Rohstoff für die Papierherstellung verwendbar sind.

Gemäß der Firmenschrift der Julius Schulte Söhne GmbH + Co., "Neupapier aus Altpapier. Seit über 100 Jahren. In Bild.", April 1991, wird bei der in wäßrigem Medium arbeitenden Altpapieraufbereitung das Altpapier in einem ersten Schritt in einem sogenannten Pulper aufgelöst, d. h. suspendiert und zerfasert. Der aufgelöste Faserstoff wird über eine entsprechende Vorrichtung abgesiebt, wobei größere Verunreinigungen zurück gehalten werden.

Die aus dem Pulper erhaltene Fasersuspension wird einer mehrstu figen Reinigung unterworfen, um formungeeignete und artfremde Verunreinigungen zu entfernen. Die Reinigungsaggregate sind Zen trifugal- und Siebkörper-Sortierer. In der Regel werden die bei der Reinigung ausgeschleusten Siebüberläufe nach erneuter Sie bung dem Verfahren in der entsprechenden Vorstufe wieder zuge führt, um den Verlust an Fasermaterial in der letzten Stufe mög lichst gering zu halten. Die Siebung erfolgt in der Regel über Loch- und Spaltsiebe.

Nach der Vorreinigung wird die Fasersuspension in einem Fraktionator in Lang- und Kurzfasern getrennt. Die Fasern werden in einem sog. Refiner verfeinert, d. h. entstippt und gemahlen, um eine möglichst einheitliche Faserstruktur zu erreichen.

Die aus dem Refiner stammende Fasersuspension wird anschließend einer Feinreinigung unterzogen. Die Feinreinigung wird ebenfalls über Siebmaschinen durchgeführt. Die Faserfraktion mit der geeigneten Faserlänge wird der Papiermaschine zugeführt.

Eine vollständige Rückführung des ausgesiebten Fasermaterials ist nach den Vorrichtungen des Standes der Technik jedoch nicht möglich, da es noch artfremde Verunreinigungen enthält, die die Qualität des hergestellten Papiers bzw. Kartons stark mindern. Diese Rückstände enthalten nicht nur artfremde Verunreinigungen, sondern auch Fasermaterial, welches eine für die Papierherstel lung ungeeignete Teilchengröße aufweist bzw. an den artfremden Verunreinigungen haftet. Dieses Material aus Zellstoff und art fremden Verunreinigungen wird als Reject bezeichnet.

Seitens des Gesetzgebers und der Abfallwirtschaft bestehen Be strebungen, den Anteil von recycelbaren bzw. kompostierbaren Reststoffen am zu beseitigenden Abfall möglichst gering zu hal ten bzw. zu minimieren. Andererseits läßt sich in den letzten feinsten Stufen ein Fasergehalt der Rejecte nicht vermeiden, wenn man zu einem verunreinigungsfreien Grundstoff für die Pa pierherstellung gelangen will. So kann der Faseranteil in den Rejecten z. B. 90% betragen.

In der deutschen Patentanmeldung 40 42 225 A1 wird ein Verfahren zum Aufbereiten von Altpapier beschrieben, bei dem der in den einzelnen Trennstufen anfallende Fremdstoff einer separaten Auf bereitung unterworfen wird. Dazu wird der Fremdstoff in einer Stufe in vergleichmäßigte Flächenabschnitte, die in wäßriger Suspension förderbar sind, zerkleinert, die erhaltenen Flächen abschnitte werden anschließend in wäßriger Suspension weiter zerkleinert und in wäßriger Suspension disintegriert. Die Sus pension wird in eine im wesentlichen Faserstoff enthaltende Fraktion und eine im wesentlichen nicht disintegrierbare Rest stoffe enthaltende Fraktion aufgetrennt. Die Reststoffraktion wird zur Isolierung und Wiederverwertung der darin enthaltenden Thermoplaste aufbereitet. Dieses Verfahren befaßt sich im we sentlichen mit der Aufbereitung der im Altpapier enthaltenen Kunststoffe. Es kann dadurch aber nicht der Faserstoffanteil in den nicht für die Papierherstellung geeigneten Rejecten redu ziert werden.

Ausgehend von dem voranstehend beschriebenen Stand der Technik, lag der vorliegenden Erfindung demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, Fasermaterial aus der Papieraufbereitung, sog. Reject, welches für die Papierherstel lung ungeeignete Eigenschaften hat, aufzuarbeiten und einer ge eigneten Verwendung zuzuführen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Aufarbeitung von Fasermaterial aus der Papieraufbereitung, worin eine wäßrige Fasersuspension

(a) als Siebdurchlauf durch Siebung mit einem Lochsieb und als Siebüberlauf durch Siebung mit einem Spaltsieb, oder
(b) durch Siebung mit einem Lochsieb,

erhalten wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Siebung (a) mit Lochsieb mit einem Lochdurchmesser von 2 bis 5 mm und mit einem Spaltsieb mit einer Schlitzbreite von 0,15 bis 0,5 mm, und
die Siebung (b) mit einem Lochdurchmesser von 1,5 bis 2 mm, durchgeführt wird, und
die Fasersuspension mechanisch entwässert, mit einem Brecher oder Schredder zerpflückt und getrocknet wird.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Möglichkeit liefert, ein Abfallprodukt, nämlich die Rejecte, aus der Papieraufbereitung weiterzuverarbeiten und der wirtschaftlichen Verwertung zuzuführen. Die bei der Papier aufbereitung anfallende Abfallmenge kann dadurch um etwa 30 bis 40% reduziert werden.

Das erfindungsgemäß hergestellte Fasermaterial hat eine wattear tige Struktur. Es besteht aus lang- und kurzfaserigem Fasermate rial, welches beispielsweise nach der Zerfaserung unter Wasser in den feineren Stufen der Siebsortierung verschiedener Altpa piersorten anfällt. Altpapiersorten, die üblicherweise einge setzt werden, sind beispielsweise Zeitungspapier, Kaufhauspa pier, Wellpappenpapier, Deinking-Altpapier, Kraftpapiere, ge mischte Altpapiere usw.

Das erfindungsgemäß hergestellte Fasermaterial kann beispiels weise 84,5 bis 96,5 Gew.-% organisches Fasermaterial, 3 bis 15 Gew.-% Wasser und 0,5 bis 2 Gew.-% sonstige Bestandteile enthal ten, wobei die sonstigen Bestandteile im Altpapier üblicherweise enthaltene Verunreinigungen wie z. B. feine Kunststoff- und Me tallteile sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Fasersuspension eingesetzt, welche bereits eine grobe Siebsortierung durchlaufen hat, und einer erneuten, jedoch feineren Siebsortierung unter worfen wird. Besonders bevorzugt wird eine Fasersuspension ver wendet, die eine Siebfraktion darstellt, welche als Siebdurch lauf durch Siebung mit einem Lochsieb Lochdurchmeser 2 bis 5 mm und als Siebüberlauf durch Siebung mit einem Spaltsieb mit einer Schlitzbreite von 0,15 bis 0,4 mm oder oder durch Siebung mit einem Lochsieb mit einem Lochdurchmesser von 1,5 bis 2 mm erhal ten wird.

Die Siebsortierung findet bevorzugt in einem Stoffdichtebereich von beispielsweise zwischen 1 und 4% Trockensubstanz statt, wo bei der Rückstand bis auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 20% eingedickt werden kann. Die eingesetzte wäßrige Fasersus pension weist bevorzugt einen entsprechenden Trockensubstanzge halt auf.

Die weitere Entwässerung dieser Fasersuspension kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise erfolgt die Entwässerung mechanisch, beispielsweise in einer Schnecken presse, Siebbandpresse oder Zentrifuge.

Die mechanisch entwässerte Fasersuspension kann einen Wasserge halt von 35 bis 60 Gew.-%, insbesondere von 45 bis 55 Gew.-%, haben.

Es ist möglich, der Fasersuspension vor dem Entwässern Additive zuzusetzen, um dem erfindungsgemäßen Fasermaterial bestimmte Ei genschaften zu verleihen. Beispielsweise können diese Additive Bindemittel, Flammfestmittel, hydrophobierende oder hydrophilie rende Mittel, Farbstoffe, und/oder Staubbinder sein.

Das Zerpflücken bzw. Zerlegen des aus der Entwässerung erhalte nen Fasermaterials kann in einem sogenannten Brecher oder Sch redder mittels Druck oder Schlag erfolgen. Als Brecher sind Backenbrecher, Kegelbrecher, Hammerbrecher, Prallbrecher und Wal zenbrecher geeignet, wobei eine sogenannte Hammermühle bevorzugt eingesetzt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das erhal tene, entwässerte Fasermaterial weiter getrocknet werden. Die Trocknung des Fasermaterials kann in an sich bekannter Weise thermisch und in einer beliebigen Verfahrenstufe erfolgen. Bei spielsweise kann das Fasermaterial vor dem Zerpflücken oder gleichzeitig mit dem Zerpflücken getrocknet werden, das Trocknen in einer dem Zerpflücken nachgeschalteten Verfahrensstufe ist ebenfalls möglich. Ein besonders saugfähiges Fasermaterial kann erhalten werden, wenn das Zerpflücken und das Trocknen gleich zeitig durchgeführt werden.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Fasermaterial aus der Papieraufbereitung ein sehr hohes Volumen aufweist. Durch Einsatz von verschiedenen Sieblochungen beim Zerpflücken können unterschiedliche Volumina (spezifische Ge wichte) erhalten werden. Trotz des hohen Volumens und der Anwe senheit von artfremden Teilchen ist der Faserverbund im erfin dungsgemäßen Fasermaterial so gut, daß das Material nicht in Einzelfasern zerfällt. Durch diese Eigenschaften ist das Mate rial gut formbar und kann in Verarbeitungsmaschinen leicht transportiert werden.

Durch das hohe Volumen des erfindungsgemäßen Fasermaterials und seine besondere Struktur bietet dieses Material eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten. Demgemäß ist ein weiterer Gegen stand der vorliegenden Erfindung die Verwendung des Fasermateri als als Füllstoff, Isoliermaterial, Dämmstoff, Saugmittel, Pol stermaterial und/oder als Zuschlag bzw. als Hilfsstoff bei der Betonkörperextrudierung.

Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Material als Dämm stoff bei der Schall- und Wärmeisolierung hervorragende Eigen schaften aufweist.

Eine weitere mögliche Verwendung ist der Einsatz als Polsterma terial für Verpackungen und in gefütterten Briefumschlägen.

Das erfindungsgemäße Material zeigt außerordentliche Saugeigen schaften und ist als hervorragendes Saugmaterial für Öle, Lacke und Farben geeignet. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß das aufgesaugte Material leicht und nahezu vollständig wieder abgegeben werden kann. Diese Eigenschaft ermöglicht es bei spielsweise, Öle, Lacke und Farben mit Hilfe des erfindungsgemä ßen Fasermaterials aufzusaugen, das mit dem Öl, Lack bzw. der Farbe vollgesogene Fasermaterial abzutransportieren und das auf gesaugte Öl, den Lack oder die Farbe an geeigneter Stelle wieder durch einfaches mechanisches Pressen vom Fasermaterial abzutren nen und die dabei entstehenden Fraktionen getrennten Weiterbe handlungsschritten zu unterziehen.

Die Saugeigenschaften gegenüber Wasser bieten ebenfalls zahlrei che Verwendungsmöglichkeiten. Das erfindungsgemäße Fasermaterial nimmt Wasser bis zu einem hohen Anteil auf, ohne daß es sich selbst "naß anfühlt". Diese Eigenschaft wirkt sich besonders vorteilhaft beim Einsatz als Saugmittel für Hygieneartikel wie z. B. Wegwerfwindeln aus.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit bietet der Einsatz des er findungsgemäßen Fasermaterials als Zuschlag bzw. als Hilfsmittel bei der Betonkörperextrudierung. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Fasermaterial dem Beton, ins besondere Beton, welcher zur Herstellung von Betonformkörpern extrudiert wird, besonderes gute Wasserbindeeigenschaften ver leiht. Wird das erfindungsgegmäße Fasermaterial beispielsweise einer Betonmasse zugesetzt, so bindet das Fasermaterial gewisse Mengen des im Beton vorhandenen Wasser. Wird die Betonmasse nach dem Transport durch den Extruder durch die Extruderdüse ge drückt, wird die Betonmasse komprimiert, was bewirkt, daß das Fasermaterial einen Teil des Wassers wieder abgibt. Das abgege bene Wasser tritt aus der Betonmasse heraus und bildet auf der Betonoberfläche einen dünnen Film, was das Gleiten des Be tonstranges durch die Extruderdüse verbessert. Ein weiterer Vor teil des im Beton vorhandenen Fasermaterials ergibt sich da durch, daß dieses Fasermaterial gemäß der das Wasser aus dem Be ton gleichmäßig bindet und beim Trocknen auch gleichmäßig wieder abgibt. Dadurch wird ein sehr gleichmäßiger Trocknungs- und Ab bindevorgang des Betons erreicht, was sich positiv auf die Ei genschaften des Betons auswirkt.

Beispiel

Eine Faserstoffsuspension, erhalten als ausgeschleuste Siebfrak tion aus der Papierherstellung, welches als Siebdurchgang bei einer Siebung mit einem Lochsieb mit einem Lochdurchmesser von 2 mm und als Siebüberlauf bei einer weiteren Siebung mit einem Spaltsieb mit einer Schlitzbreite von 0,2 mm erhalten wurde, wurde in einer Schneckenpresse mechanisch entwässert. Dieses entwässerte Material enthielt ca. 48 Gew.-% Wasser. Das erhal tene Material wurde mit einer Hammermühle zerkleinert und an schließend thermisch getrocknet.

Das erhaltene Fasermetarial hatte ein spezifisches Gewicht von 0,1 g/cm³. Die Saugeigenschaften dieses Fasermaterials wurden mit einem handelsüblichen technischen Öl getestet. Dieser Ver such ergab, daß 4,92 g des Fasermaterials 100 ml (ca. 75 g) Öl aufsaugen konnte.

Claims

1. Verfahren zur Aufarbeitung von Fasermaterial aus der Papieraufbereitung, worin eine wäßrige Fasersuspension

a) als Siebdurchlauf durch Siebung mit einem Lochsieb und als Siebüberlauf durch Siebung mit einem Spaltsieb, oder
b) durch Siebung mit einem Lochsieb,

erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Siebung (a) mit Lochsieb mit einem Lochdurchmesser von 2 bis 5 mm und mit einem Spaltsieb mit einer Schlitzbreite von 0,15 bis 0,5 mm, und
die Siebung (b) mit einem Lochdurchmesser von 1, 5 bis 2 mm, durchgeführt wird, und
die Fasersuspension mechanisch entwässert, mit einem Brecher oder Schredder zerpflückt und getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Siebung (a) die Schlitzbreite des Spaltsiebes 0,15 bis 0,4 mm beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasersuspension eine Stoffdichte von 1 bis 4% Trockensubstanz aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung gleichzeitig mit dem Zerpflücken durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brecher eine Hammermühle ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial nach dem Zerpflücken mit Additiven aus der Gruppe beste hend aus Bindemitteln, Flammfestmitteln, hydrophobierende und hydrophilie renden Mitteln, Farbstoffen und/oder Staubbindern versehen wird.

7. Verwendung des nach einem der Ansprüche 1 bis 6 erhaltenen Fasermaterials als Füllstoff, Isoliermaterial, Dämmstoff, Saugmittel, Polstermaterial, Zuschlag und/oder Hilfsmittel bei der Herstellung von Betonformkörpern.

8. Verwendung nach Anspruch 7 als Saugmittel für Öl, Lacke und Farben.

9. Verwendung nach Anspruch 7 als Saugmittel für Hygieneartikel.