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Verfahren zur Entfernung von färbenden oder gefärbten Substanzen,
Druckerschwärze, Druckfarben o. dgi. aus in Breiform übergeführtem Altpapier oder
anderen- Fasermassen Die Wiedergewinnung von Fasermassen aus bedrucktem, beschriebenem
oder gefärbtem Altpapier usw. ist infolge des gewaltigen Verbrauches an Energie
und Rohmaterial bei der Herstellung sowie besonders infolge der @üindir schwieriger
werdenden Rohstofl'->eschaffung eine Aufgabe von höchster wirt-;chaftlicher und
technischer Bedeutung.
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Es ist daher u. a. vorgeschlagen word°n, aruckerschwärze u. dgl. aus
Altpapiermassen nit Hilfe von organischen Lösungsmitteln zu atferneir, welche durch
hydrotropische Subtanzen wasserlöslich gemacht werden.
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Auch hat man vorgeschlagen, mineralische ;toffe, wie Bentonit, Seifenstein,
Talk, Asbest, ;ieselgur usw., für dieEntfernung v onDrucker--h«-ärze, Druckfarben
u. dgl. aus Altpapierrassen dadurch verwendbar zu machen, daß Man derartige Mineralien
nach feinster Verrahlung zusammen mit organischen, ht-drohilen 5cliutzkolloiden
(Gelatine, Casein) in ässeriger, alkalischer Lösung auf Altpapierei zur Einwirkung
bringt.
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Derartige Verfahren sowie Arbeitsweisen 1f anderen Grundlagen zur
Regenerierenm bedruckten, beschriebenen oder gefärbten ltpapierinassen oder ähnlichen
gebrauchten asermassen zeih=en den 'Fachteil, dali die :zten Reste von z. B. au,
Druckerschwiii-ze herrührendem Kohlenstoff oder von sonst noch vorhandenen färbenden
oder gefärbten Substanzen aus den feinsten Verästelungen der Faser der Altpapiermasse
nicht restlos und billig genug entfernt werjen können. Außerdem treten hierbei erhebliche
Materialverluste, unerwünschte Veriärbungen sowie Strukturveränderungen der Faser
ein.
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Diese Nachteile werden durch das vorliegende Verfahren unter Wichster
Schonung d.er Faser in einfacher, billiger und schneller Weise überwunden, wobei
ein frischem Papierstoff völlig gleichendes Regenerat gewonnen. wird.
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Das Verfahren .beruht auf der Beobachtung, daß aus einem feuchten
Altpapierbrei bei B,lian.;llung mit geringen 'Mengen geeigrieter Kolloide oder Kolloidbiliner
oder ähnlicher Substanzen, welche in einem tiefunbrennbaren, mit Wasser nicht oder
wenig mischbaren organischen Lösungsniittel oder Lösungsmittelgeinisch Gelöst, eintilgiert,
dispergiert oder suspendiert sind, die vorhandenen 11Ien hei färbender oder gefärbter
Bestandteile bei gewöhnlicher oder einer hiilirren Temperatur schnell und praktisch
restlos ohne schädigende Verladerungen des Fasermaterials entfernt werden können.
Als
derartige, selektiv und absorbierend wirkende Kolloide oder holloidbildner, dispers
gelöste Substanzen, Organosole oder ähnliche Gebilde eignen sich solche, deren Oberflächenenergie
bzw. Absorptionsaffinität größer ist als die Haftenergiekräfte, mit denen die Faser
und die färbenden oder gefärbten @ubstaiizeli einander festhalten, oder solche,
deren elektrische Ladung derjenigen der noch auf der Faser haftenden, färbenden
oder gefärbten Substanzen entgegengesetzt und größer ist oder die sich i111 Zerlauf
des Verfahrens entgegengesetzt aufladen. Auch Gemische dieser als wirksam erkannten
Stoffe können Anwendung finden.
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Als Kolloide, Kolloidbildner, kolloiddisperse Stoffe in Lösungen,
Suspensionen oder Emulsionen usw. eignen sich z. B. Gummi, Guttapercha, Balata,
Ester und Äther oder gemischte Ester-Äther-Verbindungen von Sacchariden und Polv
sacchariden, z. B. Abkömmlinge der Stärke, der Cellulose o. d-1., Polvinerisationsprodukte
gesättigter und ungesättigter aliphatischer oder aromatischer Kohlenstoffverbindungen,
wie z. B. Derivate des Acetylens, des Stvrols, des Cumarons, des Inders usw., sowie
natürliche oder künstliche Harze, entweder für sich oder als Gemische, oder die
Analogen und Homologen solcher Stoffe oder ähnliche Substanzen, soweit sie. in den
dispersen Zustand @iberfüllrbar, bezüglich der elektrischen Ladung und Oberflächenenergie
günstige Eigenschaften aufweisen oder während des Verfahrens entwickeln und keine
störenden Eigenfärbungen aufweisen.
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Dabei «-erde überraschenderweise gefunden, daß die bisherige Kenntnis
der Größe der Oberflächenenergie oder des Charakters der Ladung des angewendeten
Kolloides usw. an sich über die Verwendbarkeit fier das Verfahren der Erfindung
noch nichts besagt, weil hierbei eine Reihe anderer Faktoren in Erscheinung treten.
So genügt die den Seifen, seifenähnlichen Stoffen oder wasserlöslichen Kolloiden
in bekannter Weise zugrunde liegende Wirkung zur restlosen Entfernung von färbenden
oder gefärbten Beimengungen an sich nicht, wie Versuche bewiesen haben.
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Behandelt man gemäß der Erfindung eine nur in Gegenwart von Wasser
in Breiforen übergeführte Altpaplernlasse, die einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa
5 bis 300 "' oder darüber aufivuist, reit in Wasser schwer oder nicht löslichen,
unbrennbaren, tiefsiedenden organischen Löstuirismitteln, wie z. 13. Di,chlorinethan,
Dichlor:ithan, Dich.lcrätliylen, Trichlorätllylen, 1'erchlorüthilen, Chlorclforin,
Tetrachloräthan, Tetrachlorkohlenstoft, Chlorbenzol o. dgl., oder mit Gemischen
dieser, in welchen eine geringe Teige eines geeigneten Kolloides oder Kolloidbildners
gelöst, emulgiert oder suspendiert ist, anfing -lieh bei Zimmertemperatur, später
gegebenenfalls nach Entfernung der ersten Anteile des Lösungsmittels bei erhöhten
Temperaturen unter lebhaftem Rühren -während einiger Stunden; so ergibt sich nach
l@ntfcrnung cles anfänglich völlig mldurchsichtigen, später mir noch schwach getrübten
Lösungsmittels oder . T_östulgstnittelgctnisches eitle weiße, weiche, nicht sperrige
?Hasse in der Art frischer Rohpapierinasse.
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Je nach Zusammensetzung und Herkunft des Altpapiermaterials oder der
Art der zu entfernenden färbenden oder gefärbten Stoffe kann sowohl die Art und
1lcnge des organischen Lösungsmittels oder des Kolloides, der kolloidalen Dispersion,
Emulsion oder der Lösung verändert werden. Inn Bedarfsfalle kann durch Anwendung
höherer Temperaturen eine teilweise oder . völlige aceotrope Entwässerungsdestillatiori
von Vorteil sein, wobei man - zweckmäßig Lösungsmittel oder Lösungsmittelgeinische
wählt, deren tiefster gemeinsamer Siedepunkt (aceotropes Gemisch) bei einer weder
die Faser noch das Kolloid schädigenden Temperatur liegt.
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Auf diese Weise «-erden auch die ursprünglich -dein Fasergemenge oder
gewissen Faserarten des heterogenen Fasergeinischcs anhaftenden Verunreinigungen,
störenden Eigenfärbungen us:w. restlos entfernt. Gegebenenfalls kann. man der Fasermasse
in bekannter Weise geringe Mengen eines geeigneten, die Denetzbarkeit giinstig beeinflussenden
Mittels (wie z. B. aromatische Sulfosäuren) zusetzen.
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Das während oder nach Beendigung des Verfahrens abgezogene organische
Lösungsmittel kann in bekannter "reise durch Filtration oder Destillation wiedergewonnen
werden, wobei z. B. bei Verwendung von Kautschtilc dieser infolge der Beladung mit
Kohlenstoff (Ruß aus der Druckerschwärze) in technisch veredelter Form wiedergewonnen
werden kann.
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Die geringen, dem Endprodukt anhaftenden Reste des Lösungsmittels
usw. können durch eilten ];reisenden Warinluftstroin, gegebenenfalls unter vermindertem
Druck, oder durch eine ähnliche 1`Ial@tl@th111e' Illlt alischlie-I.iender Kondensation
oder Absorption wiedergrwomicn werden. ' Beispiel 1 log zerkleinertes Altpapier
wird unter lebhaftem Rühren in Wasser zu einem Brei gerührt, gegebenenfalls unter
Zusatz eitles geclgneten, bekannten Bellet7.U11@@illlt-
tels,
wie z. B. von Verbindungen fler Ricinolstilfosiitire, der Naphthalin- bzw: \aphthylatninsuIfosüure..
Nal)litlieiisulfos:iuresalzell. stickstoffhaltigen Verbindungen, Chloral o. dgl.
Vorteilhaft kann inan dein Wasser zur Alistuniliftilig der natürlichen Härte geringe
:@Ic tigcn von Weirhinachungsmitteln, wie Soda. Pottasche. Ätzalkalie n. 13icarbonate,
Borate usw., oder ähnlich wirkende Jlittel zusrtzen.
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Je nach der Art der Rührung und Beschaffenheit der Altpapiermasse
ist diese innerhalb 'j, bis '1_ Stun.le bis zur Einzelfaser zerfallen. Eine kurze
Erwärmung bis unterhalb des Kochpunktes in Gegenwart von geringen Mengen der zur
Beseitigung der Härte des Wasser: zugesetzten Stoffe begünstigt den Zerfall der
Papiermasse und die Loslösung der färbenden oder gefärbten Substanzen in bekannter
Weise. Der Papierbrei wird sodann in überschüssiges Wasser eingerühr#, absitzen
gelassen, worauf die gefärbten Beimengungen abgeschweinnit werden. wobei inan sich
zweckmäßi,- kegelförmiger Gefäße bedient, in welche am oberen verengten Ende die
Zuleitung für Frischwasser einmündet. uni die färbenden oder gefärbten 13citnengungen
größtenteils fortzuspülen. Der sonst boobaclitete Faserverlust wird auf diese Weise
auf ein 'Mindestmaß verringert. Sodann wird der Papierbrei bis zum Zwei- bis Dreifachen
des Gewichtes der angewandten Papiermenge abgesaugt.
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Die feuchte, etwa 3o bis 35 g schwere Masse wird sodann bei gewöhnlicher
Temperatur und unter lebhaftem Rühren allmählich in eine Lösung von o,o4 g transparentem
Crepegummi in 25o g Trichloräthyleti eingetragen. Nach etwa i o .finuten wird die
gefärbte Lösung allmählich abgelassen und in gleichem Maße durch frische Lösung
ersetzt. Alsdann steigert man die Temperatur unter sonst unveränderten Versuchsbedingungen
auf etwa 4o bis ;o3 unter zeitweiser Unterbrechung des dauernden Zu- bzw. Ablaufs
des Lösungsmittels. Das jeweils ablaufende Trichloräthylen wird filtriert und neuerlich
benutzt.
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Bei Temperaturen von etwa .4o° C ist der Reinigungsvorgang unter höchster
Schonung der Faser nach etwa r bis il/, Stunden beendet. Die geringen, dem Fasergut
noch anhaftenden Löstniesmittelniengen gewinnt null . in bekannter Weise wieder
zurück. Die so erhaltene Papiermasse ist vollkommen entfärbt und in keiner Weise
in ihrer Struktur i und in ihrem Aussehen 1)eeintriiclitigt; sie hat einen weichen,
an-enehinen, nicht sperrigen Grite und kann, gegebenenfalls nach einer kurzen Bleichung,
für die Papierfabrikation wieder verwendet «erden. Beispiele An Stelle einer kolloidalen
Lösung von C r(*1)ef,-tunnii in 1"ricliloriitliylen gemäß Beispiel r wird eine solche
von Guttapercha in Chloroform gewählt, wobei inan in iooo g Chloroform etwa o.8
-bis t r Guttapercha auflöst und damit die feuchte Papiermasse entsprechend den
Angaben des Beispiels I behandelt. Das Lösungsmittel kann nian statt durch Filtration
durch Destillation derart wiedergewinnen, daß matt das Destillat kontinuierlich
zur Papiermasse hinzufließen liiiit, wobei die Kühlung des Destillates so eingestellt
wird, daß dieses mit etwa .4o° in die stark gerührte Papiermasse einfließt, wodurch
der an sich geringe Wärmeverbrauch des Verfahrens noch weiter ,verringert wird.
Beispiel3 Handelt es sich um die Verarbeitung von noch stark gefärbten Altpapiermassen,
in denen nach er Vorbehandlung im feuchten Papierbrei noch Farbstotireste usw. zti
er--kennen . sind, so arbeitet man gemäß Beispiel r und 2 mit Lösungsmittelgemischen,
in denen entweder ein oder mehrere Kolloide oder Kolloidbildner gelöst, dispergiert
oder suspendiert sind.
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30 g feuchte. aus der l-orbehandlung stainmendeAltpapierniasse.
entlialtend'rogPapierstoff und 2o g 'Wasser. werden bei etwa 30° mit 25o g eines
Lösungsmittelgetnisches, bestehend aus 622g Tetrachloräthan und
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Dichloräthylen, (technisch) behandelt, in welchem o,, g CreI)egumnii
und o., g Guttapercha gelöst sind. Unter ununterbrochenem Ablassen des getrübten
Lösungsmittelgemisches und aleiclizeiti-er-Zugabe der entsprechenden Menge Frischlösung
wird die Temperatur auf annähernd 5o° gesteigert. Nach 1/.,- bis rstündiger Behandlung
bei dieser Temperatur ergibt sich nach Entfernung des Lösungsmittelgeinisches usw.
eine völlig entfärbte, weiche. weiße Papiermasse. Beispiel.' Bei einigen Altpapiersorten
hat es sich als z 'k einigen N%,ec mäßig erwiesen, nach der Vorbehandlung, d. h.
nach Vberführung in den breiförmigen Zustand, nur die erste Behandlung in Gegenwart
eines oder mehrerer Kolloide g emi äß Bei spiel r bis 3 bei Zimmertemperatur durchzuführen,
währen,' bei ansteigenden Temperaturen um etwa 4.o bis 5o' die :\nwesenheit von
Kolloiden usw. nicht reinigungsfördernd wirken kann. Man behandelt dtilier gemäß
Beispiel r bi; 3 die feuchte Pa-1» erinasse nach einer der dort beschriebenen .Methoden
bei Ziininerteinperatur und wäscht
bei einer höheren Temperatur
mit einem reinen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch nach.
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Beispiel 5 An. Stelle von Guni,nii oder Guttapercha @eiuäß Beispiel
i bis -1 kann man mit gleich gutem Erfolge auch Balata verwenden. 0,15,- Balata
werden mit einer zur Auflösung hinreichenden Menge Chloroform bzw. Trichloräthylen
versetzt, worauf man mit Tetrachlorkohlenstoff auf i ooo g auffüllt. Mit dieser
Lösung wird gemäß Beispiel i bis 4 verfahren. Beispiel 6 Zeigt die gemäß Beispiel
i vorbehandelte feuchte Altpapiermasse je nach Art und Herkunft noch unerwünschte
Mengen von färbenden oder gefärbten Substanzen, so werden diese mittels einer teilweisen
oder völligen aceotropen Entwässerung aus dem Fasergemisch folgendermaßen entfernt.
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30 g einer gemäß Beispiel i vorbehandelten Altpapiermasse,
enthaltend i o g Papierstoff und etwa 2o g Wasser, werden nach mehrmaliger Behandlung
bei Zimmertemperatur gemäß Beispiel i bis 5 mit einer Lösung von gleichen Teilen
Chloroform und Dichloräthvlen,entlialtendo,i l-Creliel;uniniiauf iooog des. Lö sungsinittelgemisches,
unter ständigem Rühren in einem Destillierapparat zum Sieden erhitzt. Im Destillat
wind durch einen Scheider das Wasser kontinuierlich abgetrennt und das Lösungsmittelgemisch
-fortlaufend in die Destillierblase zurückgeführt. Nachdem etwa 15 bis i B g Wasser
aus dem Destillat abgeschieden sind, wird die Destillation unterbrochen, abgesaugt,
gegebenenfalls mit reinem Lösungsmittel kurz nachgewaschen und die nunmehr völlig
gereinigte und entfärbte Papiermasse getrocknet, wobei .das Lösungsmittel in bekannter
Weise wiedergewonnen wird.
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Die in den Beispielen-gemannten Feuchtigkeitsgrade der Fasermassen,
Lösungsmittel, Behandlungsarten und Temperaturen, Arten von Kolloiden und Kolloidbildnern,
Mengenverhältnisse usw. können selbstverständlich verändert werden; auch lassen
sich als dispersoncle Gebilde mit gleich gutem Erfolg die Analogen, Homologen und
Umwandlungsprodukte von Säcchariden und Polysacchariden von Harzen, Kunstharzen
usw. oder andere Polynierisationsprodulcte Besä ttigter oder ungesättigter Natur
an Stelle von Kaut schule o. dgl. verwenden.