DE69025350T2 - Polyfunktionelle Polymere als Mittel zum Deinken - Google Patents

Polyfunktionelle Polymere als Mittel zum Deinken

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In den vergangenen paar Jahrzehnten ist, da sowohl die Holzressourcen als auch verfügbare Geländeauffüllungsstandorte in großem Umfang zurückgegangen sind, die Nachfrage nach dem Recycling von bedruckten Papieren, insbesondere Zeitungspapier, in die Höhe geschossen. Solche Recyclingbemühungen sind darauf gerichtet gewesen, Verfahren zu entwickeln, durch die zuvor verwendete Papiere wiederverarbeitet und der Verwendung wieder zugeführt werden können. Ein Hauptziel solcher Verfahren ist die Rückgewinnung von Fasern, die die physikalischen Eigenschaften und den Weißgrad von teurerem reinen Faserbrei besitzen. Endverbrauchsüberlegungen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung, welche Parameter für effizientes Recycling kritisch sind. So ist z.B. bei Zeitungspapier die Druckfarbenergiebigkeit von primärer Bedeutung, während bei Gewebe die Entfernung von Füllstoffen kritisch ist, um ein Endprodukt mit befriedigender Weichheit zu erhalten.
  • Ein Haupthindernis für das effiziente Recycling solcher Papiere sind die Schwierigkeiten, auf die man bei der Entfernung der Druckfarbe aus dem bedruckten Papier vor, während oder nach dem Aufschlußverfahren trifft. Dies ist besonders schwierig geworden bei neu entwickelten Druckfarben und Druckverfahren, die zu einer fester an die Fasern gebundenen Druckfarbe führen. Verbesserte Mittel zum Deinken sind erforderlich, um die Brauchbarkeit des Deinking-Verfahrens zu erweitern.
  • Das Deinking-Verfahren und Mittel zum Deinken sind in vielen Artikeln diskutiert worden (siehe z.B. Crow und Secor, Tappi Journal, Juli 1987, S. 101-100; Wasilewski, 1987 Pulping Conference Proceedings, S. 25-31; McCool und Silveri, 1987 Pulping Conference Proceedings, S. 33-39; und Gilkey et al., 1987 Pulping Conference Proceedings, S. 133-141). Kurz gesagt umfassen alle derartigen Verfahren die Entfernung der Druckfarbe aus dem recycelten Papier durch Verwendung von Mitteln zum Deinken, wie etwa Detergenzien oder Tenside, und die anschließende Abtrennung dieser entfernten Druckfarbe aus dem Faserbrei. Diese Abtrennung wird erreicht durch Waschen, wobei die Druckfarbe im wässrigen System dispergiert und mit dem Wasser unter Verwendung mechanischer Verfahren, wie etwa Zentrifugation oder Absieben, entfernt wird, durch Flotation, wobei die Druckfarbe im wässrigen System suspendiert, hydrophob gemacht und anschließend vom Faserbrei in einem Schaum wegflotiert wird (der Schaum wird dann durch ein Vakuum oder mechanisches Überlaufsystem abgezogen), durch mechanische Mittel (Flockungsbehandlung, Absieben, Zentrifugation, etc.) oder durch eine Kombination dieser Verfahren. Da keines dieser Systeme die gesamte Druckfarbe vollständig entfernen wird, müssen die Mittel zum Deinken auch Verbindungen oder funktionelle Gruppen enthalten, die die erneute Ablagerung der entfernten Druckfarbe auf den gereinigten Fasern verhindern.
  • Bisher haben Mittel zum Deinken, die in diesen Verfahren eingesetzt werden, alle diese Funktionen nicht befriedigend erfüllt. Zum Beispiel offenbaren U.S.-Patent Nr. 4,518,459, Kanadisches Patent Nr. 1,009,804, Deutsches Patent Nr. 2,903,150 und die Japanischen Patente Nr. 51,892/80, 117,690/82, 59,990/84, 155,794/85 und 117,690/82 herkömmliche Detergenzien und Tenside zur Verwendung beim Deinking, wohingegen die Verwendung einer Kombination von Tensiden und Polymeren in den Japanischen Patenten 75,889/86 und 85,089/87 und der UK-Patentanmeldung GB 2,178,079A (veröffentlicht am 4. Februar 1987) beschrieben ist. Die Mischungen ergeben einen befriedigenden Anstieg im Weißgrad des Faserbreis, aber der Faserbrei enthält immer noch Restdruckfarbe, einschließlich großer Flecken, die den Faserbrei zur Verwendung in vielen Anwendungen ungeeignet machen.
  • Außerdem besteht, da neue Druckfarbenformulierungen und Druckverfahren entwickelt werden und die Nachfrage nach dem Recycling anderer Arten von Abfallpapieren (einschließlich Folien, folienbeschichteten Papieren, in der Masse gefärbten Papieren) ansteigt, ein wirkliches Bedürfnis nach verbesserten Mitteln zum Deinken, die die aufgedruckte Druckfarbe effektiv aus diesem Papierrohstoff entfernen.
  • Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, verbesserte Mittel zum Deinken zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, Druckfarbe aus einem recycelbaren Papier effektiv zu entfernen, wobei sie von Druckfarben freien Faserbrei zurücklassen, der zur Einbeziehung in Anwendungen geeignet ist, die Papiere hoher Qualität erfordern. Es ist außerdem eine Aufgabe dieser Erfindung, Mittel zum Deinken zur Verfügung zu stellen, die mit einer Vielzahl von bedruckten Medien verwendet werden können, einschließlich Folien, folienbeschichteten Papieren und in der Masse gefärbten Papieren.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines polyfunktionellen Copolymers mit einem Molekulargewicht von oder oberhalb 20.200 mit den Formeln, wie sie in Anspruch 1 angegeben sind, als einem alleinigen Mittel zum Deinken.
  • Diese Mittel werden hergestellt durch die Reaktion eines ethylenisch ungesättigten Monomers mit wenigstens einem oberflächenaktiven Makromonomer oder hydrophoben Monomer und haben typischerweise ein Molekulargewicht im Bereich von 2.000- 100.000. Solche Mittel können der Papierrecyclingmischung vor, während oder nach dem Aufschlußverfahren zugesetzt werden und werden allgemein bei einem Behandlungsgehalt von 0,05 % - 1 % (gewichtsbezogen auf der Basis des Gewichts des trockenen Faserbreis) verwendet. Diese Mittel können in den Deinking- Verfahren mit Flotation und Waschung und mechanischer Trennung verwendet werden und werden zu einem Faserbrei mit herausragendem Weißgrad führen, unabhängig von dem verwendeten Deinking-Verfahren.
  • Die polyfunktionellen Mittel zum Deinken dieser Erfindung umfassen Copolymere von ethylenisch ungesättigten Monomeren vom anionischen Typ und einem oder mehreren funktionellen Makromonomere. Die Makromonomere fallen in drei breite Klassen und somit umfassen die Mittel zum Deinken drei Klassen von Verbindungen.
  • Ungeachtet der Klasse besitzen die ethylenisch ungesättigten Monomere vom anionischen Typ folgende Formel:
  • worin:
  • W, Y H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl sind,
  • Z ausgewählt ist aus -SO&sub3;&supmin;M&spplus;,
  • und
  • (wobei in diesem Fall Y=H und W=CH&sub3;), worin: R&sub6; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist, x eine positive ganze Zahl von mindestens 1 ist. W und Y können identisch oder verschieden sein und vorzugsweise H oder CH&sub3;.
  • Z ist vorzugsweise -O&supmin;M&spplus; oder
  • und M ist vorzugsweise Natrium (Na).
  • In der ersten Klasse von Mitteln zum Deinken ist das ethylenisch ungesättigte Monomer vom anionischen Typ mit wenigstens einem oberflächenaktiven Makromonomer copolymerisiert. Die oberflächenaktiven Macromonomere besitzen eine der drei folgenden Formeln:
  • worin:
  • R C&sub3;-C&sub2;&sub2;-Alkenyl oder Karboxyalkenyl ist;
  • R&sub4; H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist;
  • R&sub5; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder Phenyl ist.
  • worin:
  • R&sub5; dasselbe wie oben ist;
  • R&sub3; H oder eine gerade oder verzweigte Kette von C&sub1;-C&sub2;&sub2;- Alkyl oder Alkylphenol ist;
  • Y H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist.
  • worin:
  • R&sub5;, R&sub3; dieselben wie oben sind.
  • In allen obigen Formeln:
  • n ist eine positive ganze Zahl von 10-100, vorzugsweise 20-50.
  • m ist 0 oder eine positive ganze Zahl von 0-50, vorzugsweise 4-20.
  • n/m ist wenigstens 1,5, wenn m ≠ 0, vorzugsweise 2-3.
  • In dieser Klasse von Polymeren beträgt die Menge an oberflächenaktivem Makromonomer, das mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer copolymerisiert ist, wenigstens 10 %, gewichtsbezogen, vorzugsweise 25-60 %.
  • In der zweiten Klasse von funktionellen Polymeren, die in dieser Erfindung betrachtet werden, werden die Polymere durch die Copolymerisation von wenigstens einem (1) hydrophilen oberflächenaktiven Makromonomer, wenigstens einem (1) hydrophoben Monomer und wenigstens einem (1) ethylenisch ungesättigten Vinylmonomer vom anionischen Typ hergestellt.
  • Die hydrophilen obenflächenaktiven Makromonomere haben die drei folgenden Formeln:
  • worin R = C&sub3;-C&sub2;&sub2;-Alkenyl oder Carboxyalkenyl
  • R&sub5; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder Phenyl ist.
  • worin R&sub3; H oder eine gerade oder verzweigte Kette von C&sub1;-C&sub2;&sub2;- Alkyl oder Alkylphenol ist und R&sub5; wie oben ist.
  • worin Y=H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl und R&sub5; wie oben ist.
  • Die hydrophoben Monomere besitzen die vier folgenden Formeln:
  • 3) CH&sub2;= - -NH-R&sub7;
  • 4) CH&sub2;= - -O-R&sub7;
  • worin R, R&sub5; und Y wie oben sind,
  • R'&sub3; gerad- oder verzweigtkettiges C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist,
  • R'&sub4; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl und R&sub7; gerades oder verzweigtes C&sub6;-C&sub2;&sub2;-Alkyl ist.
  • In dieser Klasse von Polymeren sind m und n, wie oben definiert, beträgt die Menge an hydrophobem Monomer, das copolymerisiert ist, wenigstens 1 Gew.-% und die Menge an hydrophilem Makromonomer, das copolymerisiert ist, wenigstens 10 Gew.-%. Vorzugsweise umfassen die Polymere 2-5 % hydrophobes Monomer und 20-60 % hydrophiles Makromonomer.
  • Die dritte Klasse von funktionellen Polymeren, die in dieser Erfindung betrachtet werden, umfaßt Copolymere von wenigstens einem (1) hydrophoben Makromonomer und wenigstens einem (1) ethylenisch ungesättigten Monomer vom anionischen Typ. Die hydrophoben Monomere besitzen dieselben Formeln wie die hydrophoben Monomere der zweiten Klasse und m und n sind wie in der ersten Klasse. Die Menge an hydrophobem Makromonomer, das mit dem ethylenisch ungesättigten Monomer copolymerisiert ist, beträgt wenigstens 1 Gew.-%, vorzugsweise 5-15 %.
  • Ungeachtet der verwendeten Monomere müssen die hergestellten Polymere ein Molekulargewicht von wenigstens 20.200 besitzen. Es wird jedoch erkannt, daß die Molekulargewichte erhöht werden können, wie es die bestimmten Anwendungen diktieren, und daß insbesondere Polymere mit Molekulargewichten weit über 100.000 hergestellt und in Deinking-Verfahren verwendet werden können. Die Polymere können mit jeder geeigneten wässrigen Polymerisationsmethode hergestellt werden, einschließlich Lösungspolymerisation in der Gegenwart eines geeigneten Lösungsvermittlers, Mizellenpolymerisation oder Emulsionspolymerisation. Es wird weiter in Betracht gezogen, daß Pfopf- Copolymerisationsmethoden verwendet werden können, um funktionelle Polymere zu erhalten, die zur Verwendung beim Deinken geeignet sind. Das tatsächliche verwendete Verfahren wird von der persönlichen Präferenz, der Materialverfügbarkeit und Aktivität sowie den Eigenschaften der besonderen eingesetzten Monomere diktiert werden.
  • Das hergestellte Polymer kann in jedem herkömmlichen Deinking- Verfahren verwendet werden, einschließlich Flotation, Waschen und mechanische Trennung. Ungeachtet des verwendeten Verfahrens wird das Polymer zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Deinking-Verfahrens zugesetzt. Behandlungskonzentrationen liegen im Bereich von 0,001 bis 1 % (gewichtsbezogen, auf der Basis des Gewichts des trockenen Papierbreis), vorzugsweise 0,01 bis 0,7 Gew.-%. Diese Gehalte können jedoch in Abhängigkeit von dem bestimmten eingesetzten Verfahren, dem bestimmten Papierrohstoff und dem bestimmten funktionellen Polymer variieren.
  • Die funktionellen Polymere dieser Erfindung können mit allen Papierrohstoffen verwendet werden, die üblicherweise recycelt werden (wie etwa Zeitungspapier), sowie anderen Papierrohstoffen, wie etwa laserbedruckten Papieren, flexographisch bedruckten Papieren, in der Masse gefärbten Papieren, folienbeschichteten Papieren, kunststoffbeschichteten Papieren, etc.. Eine Liste von üblicherweise recycelten Papieren ist angegeben im Circular PS-86 des Paper Stock Institute of America (April 1986, S. 4-8), das hierin durch Bezugnahme miteinbezogen wird.
    • BEISPIELE
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen bestimmte bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung und sind nicht so gedacht, daß sie alle Ausführungsformen zeigen.
    • BEISPIEL I HERSTELLUNG VON POLYMEREN ZUM DEINKEN
  • Repräsentative Polymere zum Deinken dieser Erfindung wurden hergestellt, wie unten beschrieben.
    • Polymer A
  • In diesem Beispiel wurde ein funktionelles Polymer, das ein oberflächenaktives Makromonomer, Monomethacrylat PEG 2000, und ein Vinylmonomer (Acrylsäure) umfaßt, hergestellt.
  • Kurz gesagt wurden eine Mischung aus 450 g entionisiertem Wasser und 20 g Isopropylalkohol in einen 2 l-Glasreaktor eingebracht, der mit einem Rückflußkühler, Rührer, Thermometer und zwei Einlaßöffnungen für die Zugabe von Monomer und Katalysator ausgerüstet war. Nachdem die Mischung für 10 Minuten bei 90ºC unter Rückfluß gekocht worden war, wurden 300 g einer Monomermischung, die jeweils 100 g Acrylsäure, Monomethacrylat PEG (Polyethylenglykol) 2000 (ungefähr 40 EO, Molekulargewicht = 2000) und entionisiertes Wasser umfaßte, und 80 g 1,875%ige wäßrige Natriumpersulfatlösung kontinuierlich in den Reaktor gepumpt, während die Temperatur bei etwa 90 ± 2ºC gehalten wurde. Das System wurde dann bei 90 ± 2ºC für zusätzliche 3 Minuten inkubiert, wonach eine 40 g-Charge 2,5%iges wässriges Natriumpersulfat zugegeben wurde. Die Reaktionsmischung wurde anschließend bei 90 ± 2ºC für eine zusätzliche Stunde gehalten und dann mit 50 %igem Ätznatron auf pH 7 neutralisiert. Das neutralisierte Produkt wurde anschließend vakuumdestilliert, wodurch 70 g Destillat entfernt wurden und ein viskoses, klares, strohfarbiges, flüssiges Produkt zurückblieb, mit einem Feststoffgehalt von 29,7 % und einem pH von etwa 7,0. Das hergestellte Polymer besaß ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel (MG) von etwa 100.000 (gemessen durch Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von sulfoniertem Polystyrol als Standard). Dies wurde als Polymer A zurückbehalten.
    • Polymer B-1 und B-2
  • In diesem Beispiel wurde ein zweites funktionelles Polymer, das Allylalkoholethoxylat (24 EO) und Acrylsäure enthielt, hergestellt. Kurz gesagt war das befolgte Verfahren identisch mit demjenigen, das bei der Herstellung von Polymer A verwendet wurde, mit der Ausnahme, daß das Acrylsäure/Allylalkoholethoxylat(24 EO)-Verhältnis 80/20 betrug. Zwei Zubereitungen wurden hergestellt, die sich in der verwendeten Menge an Katalysator unterschieden. Die erhaltenen Produkte besaßen Feststoffgehalte von 27,5 % und 29,7 % und entsprechende Molekulargewichte im Gewichtsmittel von 75.000 (B- 1) und 25.000 (B-2).
    • Polymer C
  • In diesem Beispiel wurde ein funktionelles Polymer, das Acrylsäure und Allylalkoholethoxylat (44 EO) enthielt, unter Befolgung des Verfahrens für Polymer A hergestellt. Das Gewichtsverhältnis von Acrylsäure zu Allyl 44 EO betrug 80/20.
  • Das Produkt hatte einen Feststoffgehalt von 31 % und ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 23.000.
    • Polymer D-1 und D-2
  • In diesem Beispiel wurden funktionelle Polymere, die aus zwei anionischen Vinylmonomeren (Acrylsäure und Maleinsäure) und einem hydrophoben Monomer (tert.-Octylacrylamid) abgeleitet wurden, hergestellt. Die Formulierungen waren wie folgt: Material Toluol Maleinsäureanhydrid Acrylsäure tert.-Octylacrylamid Benzoylperoxid destilliertes Wasser wässrige NaOH (25% W/V)
  • Zu Beginn wurde der A-Teil in einen 2 l-Kolben eingebracht, der mit einem Thermometer, zwei Zugabetrichtern, Rührer, Thermometer und Rückflußkühler ausgerüstet war, und das System wurde auf Rückfluß erhitzt; anschließend wurden B und C beide langsam gleichzeitig (B über 3 Stunden, C über 5 Stunden) unter Rühren zugegeben. Als die Zugabe abgeschlossen war, wurde das System zusätzliche 2 Stunden unter Rückfluß gekocht (während dieser Zeit bildete sich ein Niederschlag), wonach D zugegeben wurde. Das Toluol wurde dann aus dem System dampfgestrippt und der pH wurde auf 7,0-7,5 eingestellt.
  • Produkt D-1 besaß einen Feststoffgehalt von 15,4 % und ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 24.400, während D-2 einen Feststoffgehalt von 19,4 % besaß und ein Molekulargewicht von 20.200.
    • Polymer E
  • In diesem Beispiel wurden funktionelle Polymere, die von einem oberflächenaktiven Monomer (Allylalkoholethoxylat, 44 EO), einem hydrophoben Monomer (Tridecylmethacrylat) und einem anionischen Vinylmonomer (Acrylsäure) abgeleitet sind, hergestellt. Kurz gesagt wurde eine Mischung aus 450 g entionisiertem Wasser und 150 g n-Propanol in einen 2 l-Glasreaktor eingebracht, der mit einem Rückflußkühler, Rührer, Thermometer und zwei Einlaßöffnungen für die Zugabe von Monomeren und Katalysator ausgerüstet war. Nachdem die Mischung für 10 Minuten unter Rückfluß gekocht worden war, wurde eine Monomermischung (die 135 g Acrylsäure, 44 g Allylalkoholethoxylat, 40 g entionisiertes Wasser und 5 g Tridecylmethacrylat umfaßte) und 80 g 1,25 %ige Natriumpersulfatlösung kontinuierlich gleichzeitig über einen Zeitraum von drei (3) Stunden in den Reaktor gepumpt, während die Reaktionstemperatur bei 35ºC gehalten wurde. Das System wurde anschließend bei 85ºC für zusätzliche 10 Minuten inkubiert, nachdem die Zugabe abgeschlossen war, woraufhin 20 g Acrylsäure eingepumpt wurden, gefolgt von 20 g 2,5 %ige Natriumpersulfatlösung. Das System wurde anschließend für eine weitere Stunde bei 85ºC gehalten, woraufhin der Reaktorinhalt auf etwa 50ºC abgekühlt und mit 50 %igem Ätznatron auf pH 7 neutralisiert wurde. Das neutralisierte Produkt wurde anschließend vakuumdestilliert, um 280 g Destillat zu entfernen, 50 g entionisiertes Wasser wurden dann zugegeben, um das Endprodukt zu bilden, das eine weiße viskose Flüssigkeit mit einem Feststoffgehalt von 28 % war. Das Polymer besaß ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 39.000.
    • BEISPIEL II DEINKING-VERFAHREN
  • Die obigen Polymere wurden einem Test in Flotations- und Wasch-Deinkingsystemen unter Verwendung der folgenden Verfahren unterzogen:
    • Flotation
  • Das Flotationsverfahren verwendete eine Wemco-Standardzelle. Kurz gesagt wurden 1910 ml Wasser auf 40-45ºC erhitzt und einem Waring-Mischer zugeführt. Anschließend wurde folgendes eingegeben:
  • a) Natriumsilicat 1,0 ml
  • b) 35 % Natriumperoxid 2,8 ml
  • c) 50 % NaOH 2,0 ml
  • d) DTPA (Kalex Penta) 0,15 ml
  • e) Polymer wie pro Test
  • und das System wird für eine (1) Minute vermischt. Insgesamt 92 g Papier (69 g Zeitungspapier, 23 g Zeitschriften) werden zugegeben und das gesamte System wird im Mischer bei hoher Geschwindigkeit für 2 Minuten, gefolgt von niedriger Geschwindigkeit für 8 Minuten, aufgeschlossen.
  • Der resultierende Papierbrei wird dann mit 5750 ml Wasser bei 40-45ºC verdünnt und in die Wemco-Zelle überführt und bei 800 UPM für 5 Minuten zum Schäumen gebracht; der Schaum wird während dieser Zeit durch einen Auslaß aus dem System gesammelt und 500 ml Wasser werden jede Minute zum System zugegeben, um den entfernten Schaum zu kompensieren. Die gesammelte Schaummenge (in ml) wird aufgezeichnet und nach dem Trocknen wird die gesammelte Fasermenge bestimmt (diese wird als % von Gesamtfaser angegeben).
  • Ein Papierbrei-"Kissen" wird dann durch Filtrieren von 1 Liter Papierbrei auf einem Büchner-Trichter (durch Papier #4) und anschließendes Pressen auf einem Stahlfuß aufgeformt. Die Kissen werden durch Messung des Reflexionsvermögens auf einem Analysator Technibrite Micro TB-1C in bezug auf den Weißgrad bewertet; dieser Wert wird angegeben als % des Reflexionsvermögens des MgO-Standards. Dieser Wert wird mit dem Weißgrad des rohen Papierbreis (Stofflöser) verglichen und der Anstieg im Weißgrad wird berechnet. Im allgemeinen gilt: Je größer der Anstieg im Weißgrad, um so größer der Grad an Druckfarbenentfernung.
    • Waschung
  • In diesem System werden 1910 ml Wasser (wie im Flotationsverfahren) mit:
  • a) DTPA (Kalex Penta) 1,0 ml
  • b) Natriumsilicat 0,85 ml
  • c) Polymer wie pro Test
  • für eine Minute vermischt. Insgesamt 88 g Zeitungspapier werden zugegeben und das System wird wie im Flotationsverfahren aufgeschlossen.
  • Der Papierbrei nach dem Deinking wird konzentriert durch Durchseihen durch Gaze und Trockendrücken von Hand. Fünfzig (50) g dieses Papierbreis werden mit 2 Litern destilliertem Wasser verdünnt und für 5 Minuten in einem kommerziellen Standard-Desintegrator desintegriert. Ein (1) Liter dieser Mischung wird dann auf einem Büchner-Trichter filtriert und auf einem Stahlfuß gepreßt, wie im Flotationsverfahren, um ein Kissen auszuformen. Das Kissen wird untersucht wie im Flotationsverfahren.
    • BEISPIEL III - FLOTATIONS-DEINKING-TEST
  • Um die Brauchbarkeit der Polymere dieser Erfindung im Flotations-Deinking-Verfahren zu beurteilen, wurde eine Reihe von Polymeren mit denjenigen, die in Beispiel 1 aufgelistet sind, bei verschiedenen Behandlungskonzentrationen verglichen. Das befolgte Verfahren war dasjenige der in Beispiel II beschriebenen Flotation. Die Ergebnisse sind in Tabelle I dargestellt. Tabelle I Zusammenfassung der Ergebnisses des Flotations-Deinking-Tests Weißgrad (TAPPI) Probe Weißgraderhöhung Faserverlust (%) gesammelter Schaum (ml) Behandlungsgehalt (Gew.-%, bezogen auf trockenen Faserbrei) nach dem Stofflöser endgültiger Papierbrei Polymer
    • Anmerkungen
  • ¹ Ein oberflächenaktiver Stoff der Formel C&sub1;&sub6;&submin;&sub1;&sub8; H&sub3;&sub3;&submin;&sub3;&sub7; O (EO)&sub1;&sub3; (PO)6,5 H (EO = Ethylenoxid, PO = Propylenoxid)
  • ² Ein kommerzielles oberflächenaktives Mittel zum Deinken.
  • ³ Ein oberflächenaktiver Stoff der Formel C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5; H&sub2;&sub5;&submin;&sub3;&sub1; O (EO)&sub9; H
  • &sup4; Ein oberflächenaktiver Stoff der Formel C&sub1;&sub2;&submin;&sub1;&sub5; H&sub2;&sub5;&submin;&sub3;&sub1; O (EO)4,5 (PO)&sub7; H
  • Wie dargestellt, kann man sehen, daß, bei niedrigen Behandlungskonzentrationen (unterhalb von 0,20 %), die Polymere dieser Erfindung einen viel besseren Anstieg im Weißgrad ergeben als die herkömmlichen oberflächenaktiven Stoffe. Dies bedeutet, daß eine geringere Menge an Mittel zum Deinken erforderlich ist, um eine gute Entfernung von Druckfarbe zu erreichen.
  • Da einige kommerzielle oberflächenaktive Stoffe heutzutage in Zusammenhang mit einem Beschleuniger oder "Zusatzhilfsstoff" zur Durchführung des Deinking verwendet werden, wurde eine Reihe von Experimenten unter Verwendung eines solchen Hilfsstoffes, des Natriumsalzes von Polyacrylsäure (PAA), mit kommerziellen oberflächenaktiven Stoffen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt.
  • Wieder kann man sehen, daß der durch die Polymere dieser Erfindung erzeugte Anstieg im Weißgrad besser ist als der Anstieg, der mit kommerziellen Mitteln beobachtet wird, mit oder ohne die Beschleuniger, sogar bei sehr niedrigen Behandlungskonzentrationen. Tabelle II Zusammenfassung der Beschleuniger-Testergebnisse Weißgrad (TAPPI) Mittel zum Deinken Beschl. Verhältnis Mittel zum Deinken/Beschl. (gewichtsbezogen) Weißgraderhöhung Faserverlust (%) Behandlungskonzentration (Gew.-%, bezogen auf trockenen Faserbrei) nach dem Stofflöser endgültiger Papierbrei Polymer keiner
    • BEISPIEL IV DEINKEN VON LASERBEDRUCKTEM PAPIER
  • Um die Brauchbarkeit der funktionellen Polymere dieser Erfindung beim Deinken von laserbedruckten Papieren zu bewerten, wurden Experimente unter Befolgung der Vorgehensweise von Beispiel III durchgeführt, mit der Ausnahme, daß laserbedrucktes Papier verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle III dargestellt. Tabelle III Zusammenfassung der Laserdruck-Testergebnisse Weißgrad (TAPPI) Probe Weißgraderhöhung Faserverlust (%) gesammelter Schaum (ml) Behandlungskonzentration (gew.-%, bezogen auf trockenen Faserbrei) nach dem Stofflöser endgültiger Papierbrei
  • Wie dargestellt, kann man sehen, daß wünschenswerte Anstiege im Weißgrad beobachtet werden, sogar bei niedrigen Behandlungskonzentrationen.
    • BEISPIEL V TEST ZUM WASCH-DEINKEN
  • Um die Brauchbarkeit der Polymere dieser Erfindung in einem Verfahren zum Wasch-Deinken zu bewerten, wurden die Polymere A und B mit zwei kommerziellen oberflächenaktiven Stoffen unter Befolgung der Vorgehensweise von Beispiel II verglichen (Behandlungskonzentration = 1,0 Gew.-% unter Verwendung von Zeitungspapier). Die Ergebnisse sind in Tabelle IV dargestellt. Tabelle IV Zusammenfassung der Wasch-Testergebnisse Probe endg. Papierbrei-Weißgrad Polymer
  • Wie dargestellt, kann man sehen, daß die Polymere dieser Erfindung einen helleren endgültigen Papierbrei erzeugen.

Claims (4)

1. Die Verwendung eines polyfunktionellen Copolymers mit einem Molekulargewicht von oder oberhalb von 20.200 der Formel
worin:
R&sub1; = H, C&sub2;-C&sub8;-Alkyl oder - -O&supmin;;
R&sub2; = C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkyl oder - -O-;
R&sub3; = H oder verzweigt- oder geradkettiges C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol;
R&sub4; H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist;
A = (CH&sub2;-CH&sub2;-O);
B =
(worin R&sub5; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder Phenyl ist);
W, Y = H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl; und
Z = -SO&supmin;&sub3;M&spplus; oder
(worin: M Ammonium oder Alkalimetall ist, R&sub6; C&sub1;-C&sub4;- Alkyl ist und x eine ganze Zahl von wenigstens 1 ist); oder
(worin M Ammonium oder Alkalimetall ist);
a und b positive ganze Zahlen von wenigstens 1 sind;
n eine positive ganze Zahl von 10-100 ist; und
m eine positive ganze Zahl von 0-50 ist;
oder der Formel:
worin
R&sub8; - -O-R&sub7; oder
ist,
in denen
R&sub7; gerad- oder verzweigtkettiges C&sub6;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist und R&sub4;, W, Y, Z, a und b wie zuvor definiert sind; und
wobei das Verhältnis von a/b wenigstens 1/100 ist, als einem einzigen Mittel zum Deinken.
2. Die Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Copolymer gebildet ist aus (1) einem ethylenisch ungesättigten Monomer vom anionischen Typ mit der Formel
worin W, Y und Z sind, wie in Anspruch 1 definiert; und
(2) wenigstens einem oberflächenaktiven Makromonomer, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:
worin
R C&sub3;-C&sub2;&sub2;-Alkenyl oder Carboxyalkenyl ist;
R&sub3; H oder gerad- oder verzweigtkettiges C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist;
R&sub4; H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist;
R&sub5; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder Phenyl ist;
Y H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist;
n eine positive ganze Zahl von 10-100 ist; und
m eine positive ganze Zahl von 0-50 ist; und
n/m wenigstens 1,5 ist, wenn m ≠ 0.
3. Die Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Copolymer gebildet ist aus (1) einem ethylenisch ungesättigten Monomer vom anionischen Typ mit der Formel:
worin W, Y und Z sind, wie in Anspruch 1 definiert;
(2) wenigstens einem hydrophilen oberflächenaktiven Makromonomer, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
(3) wenigstens einem hydrophoben Monomer, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
b) CH&sub2;= - -O-R&sub7;
d) CH&sub2;= - -NH-R&sub7;
worin R = Alkenyl oder Carboxyalkenyl;
R&sub3; H oder gerad- oder verzweigtkettiges C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist,
R'&sub3; gerad- oder verzweigtkettiges C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist,
R&sub4;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist,
R&sub4; H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist,
R&sub5; = C&sub1;-C&sub4;-Alkyl oder Phenyl,
R&sub7; = gerad- oder verzweigtkettiges C&sub6;-C&sub2;&sub2;-Alkyl,
Y = H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl,
n eine positive ganze Zahl von 10-100 ist;
m eine positive ganze Zahl von 0-50 ist und
n/m wenigstens 1,5 ist, wenn m ≠ 0.
4. Die Verwendung nach Anspruch 1, wobei das Copolymer gebildet ist aus (1) einem ethylenisch ungesättigten Monomer vom anionischen Typ mit der Formel
worin W, Y und Z sind, wie in Anspruch 1 definiert; und
(2) wenigstens einem hydrophoben Monomer, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
b) CH&sub2;= - -O-R&sub7;
d) CH&sub2;= - -NH-R&sub7;
worin
R C&sub3;-C&sub2;&sub2;-Alkenyl oder Carboxylalkenyl ist,
R&sub3; gerad- oder verzweigtkettiges C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist,
R&sub4; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist,
R&sub5; C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist,
R&sub7; gerad- oder verzweigtkettiges C&sub6;-C&sub2;&sub2;-Alkyl oder Alkylphenol ist,
Y H oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl ist,
n eine positive ganze Zahl von 10-100 ist,
m eine positive ganze Zahl von 0-50 ist und
n/m wenigstens 1,5 ist, wenn m ≠ 0.
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