DE69917759T2

DE69917759T2 - Bei recycling von behandelten behältern nützliche verunreinigungs-dispergierungsmittel

Info

Publication number: DE69917759T2
Application number: DE1999617759
Authority: DE
Inventors: J. Steven SEVERTSON; J. Martin COFFEY
Original assignee: Nalco Co LLC
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2002506929A; ES2222688T3; AU2893299A; DK1064082T3; WO1999047248A1; BR9907905A; CA2319431C; CN1290189A; DE69917759D1; EP1064082A1; AU754486B2; EP1064082A4; CN1150055C; US6548558B2; EP1064082B1; US20010041749A1; PT1064082E; TW521108B; CA2319431A1; ATE268212T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen und Verfahren zur Verwendung bei der Dispersion von Verunreinigungen während des Recycelns von beschichtetem Papier. Wachs wird als Verunreinigung betrachtet, und die Dispergierbarkeit von Wachs ist eine kritisch Komponente bei der Tauglichkeit von Recyclingverfahren für Wachs-beschichtete Fasern.
Technischer Hintergrund
Alte Wellpappebehälter (old corrugated containers, OCC) machen einen großen Anteil des in den Vereinigten Staaten recycelten Papiers aus, von dem ein großer Teil wieder zu neuer Behälterpappe verarbeitet wird. Bei einem derart hohen Wiederverwendungsgrad sind alte Wellpappebehälter ein extrem wichtiger Rohstoff für die Behälterpappeindustrie. Eine signifikante potentielle Quelle von OCC sind wachsbehandelte Behälter. Wachsbehandelte Behälter sind Wellpappe-Behälter, die mit Wachs beschichtet oder imprägniert sind und dazu verwendet werden, Obst, Bodenerzeugnisse und andere landwirtschaftliche Produkte, sowie nichtlandwirtschaftliche Produkte wie große Nagel-, Schrauben- und Lagerkörperboxen zu transportieren. Mit Wachs behandelte Behälter stellen sowohl aufgrund ihres reichlichen Vorkommens als auch aufgrund der Tatsache, dass eine Art von wachsbehandelten Behältern, nämlich gewachste Wellpappebehälter, typischerweise aus jungfräulichen Fasern hergestellt werden, eine attraktive Faserquelle dar; wodurch benutzte gewachste Wellpappecontainer eine Faserquelle von hoher Qualität sind.
Zurzeit wird gewachste Wellpappe nicht für das Recyceln akzeptiert, da sie als zu verunreinigt betrachtet wird. Wenn ein Versuch gemacht wird, gewachste Wellpappe zu recyceln, schlägt dieser fehl, da während des Recycling-Vorgangs freigesetztes Wachs dazu neigt, sich auf der Ausrüstung und auf den fertigen Pa pierprodukten anzusammeln, welches Probleme mit der Funktion der Mühle verursacht und die Produktqualität negativ beeinflusst.
Um das Niveau von gewachstem OCC, der von der Papierindustrie verwendet wird, vernünftig bis zu dem Punkt zu erhöhen, an dem Mühlen gewachste Behälter akzeptieren und möglicherweise nachfragen werden, müssen erheblich Verbesserungen in neuer Technologie zum Regulieren von Wachs in der Recyclinganlage gemacht werden.
In der Recycling-Industrie gab es bisher drei Ansätze zum Behandeln der Wachsverunreinigung. Die erste Lösung ist: Aufschließen der recycelten wachsbehandelten Behälter mit verbesserten mechanischen Verfahren, um die Trennung zu unterstützen. Die zweite Lösung besteht darin, während des Auftragens der ursprünglichen Wachsbeschichtung auf das Papier Beschichtungsadditive zu verwenden. Die dritte Lösung besteht darin, Aufschließadditive zum Verbessern des Aufschließvorgangs zu verwenden.
Mechanische Verbesserungen des Recyclingvorganges zur Erhöhung der Effizienz (der erste Lösungstyp des Problems) beinhalten die Verwendung von Ultraschall, wie in US-Patent 4,045,243 beschrieben, und einen Hochdruck-Dampfstrahl in US-Patent 4,312,701.
Die Entwicklung von einfachen aufschließbaren Beschichtungen (der zweite Lösungstyp des Problems), die einfach von der Faser getrennt und durch herkömmliche Reinigungssysteme (d. h. Filter und Reiniger) entfernt werden können, wird ständig fortgesetzt. Zum Beispiel werden dispergierende Beschichtungsadditive allgemein in der Patent Cooperation Treaty Patentanmeldung WO 91/05107 beschrieben. Es wurden auch viele polymere Additive zu Beschichtungen genannt, wie z. B. Copolymere von Acrylamid/Acrylestern; offenbart in US-Patent 3,262,838. Zusätzliche polymere Additive zu Beschichtungen beinhalten das Copolymerisationsprodukt von Styrol und den durch die Halbveresterung von einem Mol einer Alphabeta-ungesättigten Dicarboxylsäure gebildeten Halbester, offenbart in US-Patent 3,287,149; Butadien-Methylmethacrylat-Copolymerlatex, offenbart in US-Patent 4,117,199; eine in US-Patent 5,539,035 offenbart Wachszusammensetzung und ei ner Reihe von anderen polymeren Beschichtungsadditiven, wie in den US-Patenten 5,491,190, 5,658,971 und 5,654,039 offenbart.
Weitere Beschichtungsadditive, die bei der Erzeugung von wiederaufschließbaren Beschichtungen nützlich sind, sind leichter wieder aufschließbare Hot-Melt-Kleber, offenbart in US-Patent 5,541,246.
Beispiele für den dritten Lösungstyp (die Entwicklung von Additiven für den Wiederaufschließvorgang) sind ein hydrophob modifizierter assoziativer Polymer einschließlich hydrophob substituierte Polyethylenoxidpolymere, wie in EP 0,568,229 A1 offenbart;
ein substituiertes nicht-ionisches Oxyethylenglycoloberflächenaktives Mittel und ein wasserlösliches Polyelektrolyt-Dispergiermittel mit niedrigem Molekulargewicht, offenbart in US-Patent 4,643,800; Alkylaminpolyether zur Schaumregulierung, offenbart in US-Patent 4,483,741 und die Verwendung von Trinatriumphosphat, offenbart in US-Patent 1,628,931. Darüber hinaus sind Additive zu dem Wiederaufschließvorgang zur Entfernung von Tinte beispielsweise langkettige Alkohole, offenbart in US-Patent 5,500,082, und oberflächenaktive Poly(ether), offenbart in US-Patent 4,518,459.
GB-A-1,628,931 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von gewachstem und bedrucktem Papier durch Eintauchen desselben in eine Trinatriumphosphat-Lösung, und Erhitzen desselben unter Rühren, um zu erreichen, dass das Wachs zur Oberfläche steigt und die Tinte sich löst. Eine weitere Referenz, US-A-3,955,030 beschreibt ein oberflächenbedeckendes Material, welches eine Schicht aus verfilzten Asbestfasern enthält, ein Binde-Imprägniermittel für die Asbest-Faserschicht, eine auf die Asbest-Faserschicht aufgebrachte plastifizierte Wachs-Verschleißschicht, wobei das Binde-Imprägniermittel eine Mischung aus synthetischem Gummilatex und einem reaktiven Harz enthält. Das Produkt soll eine verbesserte Dimensionsstabilität und eine erhöhte Widerstandskraft gegen die Wirkungen von Plastifizierungsmittel auf die Asbest-Faserschicht aufweisen. In der Referenz wird nicht das Recyceln oder Wiedergewinnen von wachsbeschichteten Produkten oder die Wirkung von Plastifizierungsmitteln in einem derartigen Verfahren erwähnt.
Man braucht zusätzliche Verunreinigungs-Dispergiermittelzusammensetzungen, die dazu fähig sind, Wachs und andere Verunreinigungen zu dispergieren, so dass die wachsbeschichtete Faser effizient recycelt werden kann.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Der erste Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlungen von Verunreinigungen in einem wachsenthaltenden verunreinigten Faserschlamm während des Recycelns, welches die folgenden Schritte beinhaltet:

a) dem verunreinigten Faserschlamm wird wenigstens ein Plastifizierungsmittel beigegeben, wobei das Plastifizierungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Adipinsäure, Dimethyladipat, Diethyladipat, Di-n-butyladipat, Diisobutyladipat, Di-n-hexyladipat, Di(1,3-dimethylbutyl)adipat, Di-2-ethylhexyladipat, Diisooctyladipat, Dicapryladipat, Heptylnonyladipat, Diisononyladipat, Di-n-octyl-n-decyladipat, Diisodecyladipat, Dicyclohexyladipat, Benzyloctyladipat, Dibutoxyethyladipat, bis-(2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyl)adipat, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat, bis-(4-Chlorobutyl)adipat, Diisohexyladipat, Azelaten, Benzoaten, Benzotriazolbrassylaten, Citraten, Glutaraten, Hexahydrophthalaten, Isophthalaten, Isosebacaten, Oleaten, Palmitaten, Pentaerythritolestern, Phthalaten, Pyromellitaten, Rizinoleaten, Salicylaten, Sebacaten, Stearaten, Succinaten, Tartraten, Terephthalaten, Tetrahydrophthalaten und Trimellitaten;
b) die Verunreinigungen aus dem Wachs enthaltenden verunreinigten Faserschlamm werden dispergiert, um eine behandelte Faser in einem Wachs und Verunreinigungen enthaltenden Schlamm zu erhalten;
c) die behandelte Faser wird von dem Wachs enthaltenden verunreinigten Schlamm getrennt; und
d) die behandelte Faser wird zurückgewonnen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Graph von Messungen der Partikelgrößenverteilung für Wachs, der mit und ohne das vorliegend beanspruchte Verunreinigungs-Dispergiermittel dispergiert wurde. Auf der Y-Achse ist der Prozentsatz des Gesamtvolumens aufgetragen, das von den Partikeln mit der auf der X-Achse angegebenen Größe eingenommen wird.
2A ist ein Graph von Differential-Scanning-Kalorimetriedaten für Wachs, der vier verschiedene Dosen (wobei eine der Dosen Null ist) eines Plastifizierungsmittels enthält, welches 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat ist.
2B ist ein Graph der Dispergiertemperatur gegen die Dosierung von Plastifizierungsmittel.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Innerhalb dieser Anmeldung bezeichnet der Begriff Dispergiermittel ein Mittel, welches Energiebarrieren von ausreichender Höhe für die Dispergierung eines Partikels erzeugt. Dispergiermittel können ionisch oder nicht-ionisch sein. Der Begriff Dispersion bezeichnet einen Vorgang, welcher die Partikelgröße einer Verunreinigung und die Agglomeration und Ablagerung dieser Verunreinigung soweit verhindert, dass die Probleme mit den Laufeigenschaften der Maschine und der Produktqualität signifikant geringer sind.
Der erste Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Verunreinigungen in einem Wachs enthaltenden verunreinigten Faserschlamm während des Recycelns, welches die folgenden Schritte beinhaltet:

a) dem verunreinigten Faserschlamm wird wenigstens ein Plastifizierungsmittel beigegeben, wobei das Plastifizierungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Adipinsäure, Dimethyladipat, Diethyladipat, Di-n-butyladipat, Diisobutyladipat, Di-n-hexyladipat, Di(1,3-dimethylbutyl)adipat, Di-2-ethylhexyladipat, Diisooctyladipat, Dicapryladipat, Heptylnonyladipat, Diisononyladipat, Di-n-octyl-n-decyladipat, Diisodecyladipat, Dicyclohexyladipat, Benzyloctyladipat, Dibutoxyethyladipat, bis-(2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyl)adipat, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat, bis-(4-Chlorobutyl)adipat, Diisohexyladipat, Azelaten, Benzoaten, Benzotriazolbrassylaten, Citraten, Glutaraten, Hexahydrophthalaten, Isophthalaten, Isosebacaten, Oleaten, Palmitaten, Pentaerythritolestern, Phthalaten, Pyro mellitaten, Rizinoleaten, Salicylaten, Sebacaten, Stearaten, Succinaten, Tartraten, Terephthalaten, Tetrahydrophthalaten und Trimellitaten;
b) die Verunreinigungen aus dem Wachs enthaltenden verunreinigten Faserschlamm werden dispergiert, um eine behandelte Faser in einem Wachs und Verunreinigungen enthaltenden Schlamm zu erhalten;
c) die behandelte Faser wird von dem Wachs enthaltenden verunreinigten Schlamm getrennt; und
d) die behandelte Faser wird zurückgewonnen.

Die zu dispergierenden Verunreinigungen können entweder synthetisch oder natürlich sein. Unter den natürlichen Verunreinigungen sind Fettsäuren, Harzsäuren, Fettester und Erdölwachse. Unter den synthetischen Verunreinigungen sind klebrige Bestandteile, Tinte und Beschichtungs-Bindemittel. Klebrige Bestandteile sind z. B. Kontaktkleber, Hot-Melts (Heißkleber) und synthetische Wachse. Obgleich die Dispergiermittel der vorliegend beanspruchten Erfindung Wirksamkeit gegen eine breite Vielfalt von Verunreinigungen gezeigt haben, ist das primäre Ziel für ihre Dispergierfähigkeit Wachs, sowohl synthetisch als auch natürlich.
Wachs ist eine Gattungsbezeichnung, die weit verbreitet auf eine breite Gruppe von natürlichen und synthetischen Produkten verwendet wird, die ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen; sie sind bei Umgebungstemperatur plastische Festkörper und bei leicht erhöhten Temperaturen Fluide mit niedriger Viskosität. Die chemische Zusammensetzung von Wachsen kann komplex sein und eine Vielfalt von Molekulargewichtarten und funktionalen Gruppen enthalten, oder relativ einfach sein, wie im Fall von einigen Erdölwachsen und synthetischen Wachsen, die ausschließlich aus Kohlenwasserstoffen bestehen. Natürliche Wachse stammen von verschiedenen Quellen wie z. B. Insekten, Tieren, Pflanzen, Mineralien und Erdöl. Beispiele für synthetische Wachse sind Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (Gewichtsdurchschnitt- Molekulargewicht < 600 Dalton), feste Polyethylenglykole, Amidwachse und Fisher-Tropsch-Wachse (Polymethylen mit niedrigem Molekulargewicht).
In Abhängigkeit von der speziellen Anwendung sind gewachste Wellpappe-Behälter sowohl mit Gemischen aus Paraffin und Mikrowachsen, als auch mit Mi schungen beschichtet, die synthetische Wachse, Polymere und Harze enthalten. Synthetische Wachse wie Polyethylen und Fischer-Tropsch sind darin dem Paraffinwachs ähnlich, dass sie aus unverzweigten Alkanen bestehen, aber da sie polymere Stoffe sind, haben sie meistens sehr viel höhere Molekulargewichte. Z. B. bestehen Polyethylenwachse aus Polyethylenen mit niedrigem Molekulargewicht und Fischer-Tropsch sind Polymethylene mit niedrigem Molekulargewicht.
Faserschlämme, mit denen das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann, werden beim Recycling-Vorgang von mit Wachs behandelten Behältern erzeugt. Diese Recycling-Schlämme umfassen typischerweise Wasser, Fasern aus den ursprünglichen Behältern und die vorstehend beschriebenen synthetische und/oder natürlichen Verunreinigungen. Zusätzlich zu den Recycling-Schlämmen gibt es Faserschlämme, die als Wiederaufschließ-Schlämme bezeichnet werden und ebenfalls Wasser, Fasern aus den ursprünglichen Behältern und die vorstehend beschriebenen synthetischen und/oder natürlichen Verunreinigungen enthalten.
Ein Plastifizierungsmittel ist alles, was die Temperatur verringert, bei der eine Substanz von einer festen in eine flüssige Form übergeht. Das Plastifizierungsmittel kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Adipinsäure, Di-methyladipat, Diethyladipat, Di-n-butyladipat, Diisobutyladipat, Di-n-hexyladipat, Di(1,3-dimethylbutyl)adipat, Di-2-ethylhexyladipat, Diisooctyladipat, Dicapryladipat, Heptylnonyladipat, Diisononyladipat, Di-n-octyl-n-decyladipat, Diisodecyladipat, Dicyclohexyladipat, Benzyloctyladipat, Dibutoxyethyladipat, bis-(2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyl)adipat und Diisohexyladipat, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat, Azelaten, Benzoaten, Benzotriazolen, Brassylaten, Citraten, Glutaraten, Hexahydrophthalaten, Isophthalaten, Isosebacaten, Oleaten, Palmitaten, Pentaerythritolestern, Phthalaten, Pyromellitaten, Rizinoleaten, Salicylaten, Sebacaten, Stearaten, Succinaten, Tartraten, Terephthalaten, Tetrahydrophthalaten und Trimellitaten.
Wenn das Verunreinigungs-Dispergiermittel nur ein Plastifizierungsmittel ist, ist das Plastifizierungsmittel 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat. Wenn das Dispergiermittel andere Bestandteile zusätzlich zu dem Plastifizierungsmittel aufweist, ist das Plastifizierungsmittel vorzugsweise 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldisobutyrat. 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat ist erhältlich von Eastman Chemical Company (100 North Eastman Road, Kingsport, TN 37660, (423)229-2000).
Das anionische Dispergiermittel ist ausgewählt als der Gruppe bestehend aus Naphthalensulfonatformaldehyd-kondensierten Polymeren und Ligninsulfonaten. Das bevorzugte anionische Dispergiermittel ist Naphthalensulfonatformaldehydkondensierte Polymere. Der Naphthalensulfatformaldehyd-kondensierte Polymer hat ein Durchschnittsgewicht-Molekulargewicht von etwa 500 Dalton bis etwa 120.000 Dalton. Aufgrund der beim Formaldehyd-Kondensationsprozess verwendeten Chemie besteht das typische Polymerpräparat aus einer Anzahl von Molekulargewichtarten und der Gewichtsdurchschnitt spiegelt wieder, in welche Richtung die Verteilung der Arten unsymmetrisch ist. In keinem Fall gibt es ein Gebilde mit einem einzigen Molekulargewicht und es wird erkannt, dass die Verteilung und das resultierende durchschnittliche Molekulargewicht wichtig für die Bestimmung der Wirksamkeit des Produkts ist. Was die intrinisistische Viskosität, IV, betrifft, ist der anionische Polymer im Allgemeinen innerhalb des Bereichs von 0,02 bis 0,05 und kann in einigen Fällen so hoch sein wie 0,030. Die anionischen Gruppen werden durch Naphthalensulfonatkomponenten gebildet und bestimmen die anionische Ladungsdichte des Polymers. Diese Ladungsdichte kann verändert werden, indem eine weitere kondensierbare Spezies, wie z. B. ein Phenol, Harnstoff oder Melamin beigegeben wird, welches mit dem Naphthalensulfonat und dem Formaldehyd copolymerisiert. Auf diese Weise kann die Ladung pro Gewichtseinheit verringert werden, indem eine neutrale oder eine kationische Spezies dem vernetzten, anionischen Sulfonat beigegeben wird. Die Ladung des anionischen Polymers ist vorzugsweise 2,0 bis 3,0 Äquivalente pro Kilogramm, aber kann auch so niedrig sein wie 1,0 oder so hoch wie 4,0 Äquivalente pro Kilogramm. Naphthalensulfonatformaldehyd-kondensierte Polymere sind erhältlich von Hampshire Chemical Corporation (45 Hayden, Suite 2500, Lexington, MA 02421-7994, (718) 861-6600).
Der Begriff „oberflächenaktives Benetzungsmittel" soll Mittel umfassen, welche Partikeloberflächen benetzen, ohne die Energieschwellen so hoch anzuhe ben, dass der Partikel dispergiert wird. Das zur Verwendung bei dem Verunreinigungs-Dispergiermittel dieser Erfindung geeignete oberflächenaktive Benetzungsmittel ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Blockcopolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid, polyoxyethylenierten Alkylphenolen, polyoxyethylenierten geradekettigen Alkoholen, polyoxyethylenierten Polyoxypropylenglykolen, polyoxyethylenierten Mercaptanen, langkettigen Carboxylsäureestern, Alkanolamiden, tertiären Acetylenglykolen und polyoxyethylenierten Siliconen. Das bevorzugte oberflächenaktive Benetzungsmittel sind Blockcopolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid (im folgenden „EO/PO-Copolymere").
Die EO/PO-Copolymere von Interesse können ein Gewichtsmittel-Molekulargewicht von etwa 2000 Dalton bis etwa 5000 Dalton und einen EO-Gehalt von etwa 0 bis etwa 30% haben. Bevorzugte HLB-Werte (hydrophobe-lipophobe Balance) sind von etwa 1 bis 8. Strukturen mit höherem Molekulargewicht mit einem niedrigen EO-Gehalt sind als exzellente Benetzungsmittel bekannt. Beispiele können Blockterpolymere, wie z. B. Butylenoxid/Ethylenoxid/Propylenoxid beinhalten. Der bevorzugte EO/PO-Copolymer zur Verwendung bei dem Verunreinigungs-Dispergiermittel der vorliegend beanspruchten Erfindung ist ein L101 EO/PO-Blockcopolymer, der 10 Mol-% Ethylenoxid ist, ein Gewichtsmittel- Molekulargewicht von etwa 3600 Dalton aufweist und 100% aktiv ist. L101 EO/PO-Blockcopolymer ist erhältlich von BASF Corporation, 3000 Continental Drive North, Mt. Olive, New Jersey 07828-1234, (800) 526–1072.
Der Begriff "Säure" bezeichnet eine Komponente mit einem Fettbestandteil, wobei der Fettbestandteil ein oder mehrere C₆ oder längere Alkangruppen enthält, und einen Sauerstoff enthaltenden Bestandteil. Zur Verwendung bei dem Verunreinigungs-Dispergiermittel der vorliegend beanspruchten Erfindung ist die Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dodecylbenzensulfonsäure, Tridecylbenzensufonsäure und Fettsäuren, einschließlich aber nicht beschränkt auf Stearinsäure. Vorzugsweise ist die Säure Dodecylbenzensulfonsäure.
Der Begriff „Base" bezeichnet eine Komponente, die dazu fähig ist, die Säure zu neutralisieren, mit der zusammen sie verwendet wird. Wenn die Säure einmal ausgewählt ist, ist die Auswahl der Base innerhalb des Könnens einer Person mit durchschnittlichem Fachkönnen. Zur Verwendung bei dem Verunreinigungs-Dispergiermittel der vorliegend beanspruchten Erfindung ist die Base ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Triethanolamin, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Vorzugsweise ist die Base Triethanolamin.
Wenn die Säure dem Wasser zugegeben wird, ergibt sie einen extrem niedrigen pH-Wert. Ähnlich wird die Base einen hohen pH-Wert in einer wässrigen Lösung ergeben. In einer Mischung reagieren die Säure und Base miteinander und bilden ein Kopplungsmittel und die wässrige Lösung weist einen pH-Wert von ungefähr 8,5 auf. Man hat herausgefunden, dass der Anteil des Kopplungsmittels der Verunreinigungs-Dispergiermittelmischung dazu beiträgt, die Partikelgröße des Wachs zu verringern, was sehr nützlich ist, um das Wachs erfolgreich zu dispergieren.
Man hat ebenfalls herausgefunden, dass anstatt einer Kombination von Säure und Base in jeder der vorstehend beschriebenen Formulierungen Lecithin verwendet werden kann. Lecithin ist ein allgemeiner Begriff für eine Klasse von Phosphatestern. Lecithin ist erhältlich von Central Soya Company, Inc., P.O. Box 2507, Fort Wayne, Indiana 46801-2507 (219) 425–5230.
Anstatt entweder Säure oder Lecithin optional in Kombination mit der Base zuzugeben, kann auch ein vorneutralisierter Bestandteil zugegeben werden. Der vorneutralisierte Bestandteil kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Sulfonaten von Dodecyl- und Tridecylbenzen und Sulfonaten von Ölen und Fettsäuren. Der bevorzugte vorneutralisierte Bestandteil ist ein Sulfonat von Dodecylbenzen oder Tridecylbenzen.
Die Bereiche in Gewichtsprozent von all den Kombinationen von Bestandteilen, die bei der Formulierung des Verunreinigungs-Dispergiermittels der vorliegend beanspruchten Erfindung möglich sind, sind in Tabelle A dargestellt. In Tabelle A sind die breiten Bereiche für jeden möglichen Bestandteil für mehrere Formeln in Gewichtsprozent angegeben.
TABELLE A
In der Tabelle B sind die bevorzugten breiten Bereiche für jeden möglichen Bestandteil in Gewichtsprozent für mehrere Formeln angegeben.
TABELLE B
In Tabelle C sind die besonders bevorzugten breiten Bereiche für jeden möglichen Bestandteil in Gewichtsprozent für mehrere Formeln angegeben.
TABELLE C
Das Verunreinigungs-Dispergiermittel der Formel 9 ist die bevorzugte Formel für das Verunreinigungs-Dispergiermittel, wie folgt mit:
Wasser, etwa 42,9 Gew.-%;
einem Plastifizierungsmittel, welches 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandioldiisobutyrat ist, etwa 14,3 Gew.-%;
einem oberflächenaktiven Benetzungsmittel, welches L 101 Ethylenoxid/Propylenoxid Blockcopolymer, 100% aktiv, ist, etwa 14,3 Gew.-%;
einem anionischen Dispergiermittel, welches ein Natriumsalz von Naphthalensulfonat ist, etwa 14,3 Gew.-%;
einer Säure, welche Dodecylbenzensulfonsäure ist, etwa 7,1 Gew.-%; und
einer Base, welche Triethanolamin ist, etwa 7,1 Gew.-%.
Ein Verunreinigungs-Dispergiermittel mit dieser Formel ist erhältlich von Nalco Chemical Company unter der Produktnummer 97PO147.
Die hierin beschriebenen Verunreinigungs-Dispergiermittel sollen in Dosen angewendet werden, die auf den spezifischen zu behandelnden Faserschlamm abgestimmt sind. Ein signifikanter Faktor beim Bestimmen, wie viel der Behandlung man verwenden sollte, ist die Menge von Verunreinigungen, die in dem zu behandelnden Prozessstrom vorhanden ist. Für jede Verunreinigungseinheit ist die Menge von Verunreinigungs-Dispergiermitteln im Bereich zwischen etwa 0,1 Einheiten bis etwa 1 Einheit, und vorzugsweise ist das Verhältnis der Menge von Verunreinigungs-Dispergiermittel zu einer Einheit von Verunreinigungen etwa 0,25.
Die Art der Zugabe der Bestandteile des Verunreinigungs-Dispergiermittels zum Faserschlamm ist nicht kritisch. Die Bestandteile können für die Zugabe eines Verunreinigungs-Dispergiermittelprodukts zu einer bestimmten Zeit und an einem Punkt des Systems vorgemischt werden, oder zur Zugabe an mehreren Punkten im System vorgemischt werden. Ferner kann jeder Bestandteil des Verunreinigungs-Dispergiermittels separat in das System gespeist werden.
Die Behandlung der Verunreinigungen zur Verringerung ihrer Beeinflussung des Recycling-Vorgangs kann auf zwei verschiedene Arten durch die hier beschriebene Behandlung erreicht werden. Die Verunreinigung kann ausreichend dispergiert werden, so dass sie vollkommen von der Faser getrennt wird, oder die Verunreinigungen können bei der Faser bleiben, aber als Ergebnis der Behandlung in verringerter Größe.
Ein Mischen des Faserschlamms ist erforderlich, damit das Verunreinigungs-Dispergiermittel Wirkung zeigen kann. Eine zum Mischen ausreichende Scherkraft wird durch das Aufschließ- und Papierherstellungsverfahren selbst aufgebracht; z. B. von den Kegelmühlen, Wiederaufschließern, Rührern und Pumpen. Somit kann das Vermischen entweder das Ergebnis eines bestimmten mechanischen Schritts während des Verfahrens sein oder kann von den dem Verfahren inhärenten Fließbedingungen herrühren. Das Vermischen muss stattfinden, nachdem das Verunreinigungs-Dispergiermittel dem Faserschlamm beigegeben wurde. Optional kann der Faserschlamm auch vor der Zugabe des Verunreinigungs-Dispergiermittels und während der Zugabe des Verunreinigungs-Dispergiermittels zum Faserschlamm gemischt werden. Vorzugsweise wird der Faserschlamm vor, während und nach der Zugabe des Verunreinigungs-Dispergiermittels zum Faserschlamm gemischt.
Nachdem das Verunreinigungs-Dispergiermittel dazu verwendet worden ist, Verunreinigungen zu dispergieren, kann das Verfahren zum Dispergieren von Verunreinigungen wie folgt fortgesetzt werden:
D.) Die nicht verunreinigten Fasern werden aus dem Schlamm abgetrennt.
Um das Abtrennen der nicht verunreinigten Fasern von dem Schlamm zu erleichtern, wird eine Verbindung beigegeben, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Coagulanten, Bentonit und kolloiden Siliziumdioxid, um die Verunreinigungen umso besser zu agglomerieren. Agglomerierte Verunreinigungen können leichter vom Schlamm entfernt werden, und die Entfernung von agglomerierten Verunreinigungen ist ein Weg die Trennung von nicht verunreinigten Fasern vom Schlamm zu erleichtern. Beim Verfahren dieser Erfindung brauchbare Coagulanten sind beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Alaun, Polyaluminiumchlorid oder kationische Polymere wie z. B. Poly(amin/epichlorohydrin)-Kondensationspolymere, Polyethylenimine, Poly(aminoamid/epichlorohydrin)-Kondensationspolymere, Poly(diallyldiemthylammoniumchlorid) und glyoxalierte Acrylamid/diallyldimethylammoniumchlorid-Copolymere unter anderem.
Nachdem das Verunreinigungs-Dispergiermittel dazu verwendet worden ist, Verunreinigungen zu dispergieren, und die nicht verunreinigten Fasern von dem Schlamm getrennt worden sind, kann das Verfahren zum Dispergieren von Verunreinigungen wie folgt fortgesetzt werden:
E.) Die nicht verunreinigten Fasern werden wiedergewonnen.
Die Wiedergewinnung der nicht verunreinigten Fasern kann durch Verfahren erreicht werden, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind.
Die folgenden Beispiele werden dazu gegeben, bevorzugte Ausführungsformen und Verwendungen der Erfindung zu beschreiben und sind nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken, sofern dies nicht in den beiliegenden Ansprüchen anders angegeben ist.
BEISPIELE
Beispiel 1
Um die Wirksamkeit der Verunreinigungs-Dispergierung zu bestimmen, wurde die folgende Prozedur verwendet. Drei Gramm gebleichter getrockneter Kraftfaser in Bogenform, 250 ml gehärtetes destilliertes Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) und die Verunreinigungs-Dispersion wurden in einem ummantelten Mischer (Eberbach Corporation, P.O. Box 1024, 505 South Maple Street, Ann Arbor, MI 48106-1024, 800-422-2558) kombiniert und auf eine Temperatur von 125°F (51,7°C) äquilibriert. Eine Probe (100 1 mg) zerkleinertes Amoco (2000 East Randolph Drive, Chicago, Ill. 60601-7125, (312) 856-6111) Eskar Wachs R-35, Erdölwachs mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 131°F (55°C) wurde dann zugegeben und der Mischer wurde für 6 Minuten auf hoher Stufe betrieben. Der erzeugte Faser-Wachs-Schlamm wurde dann durch einen 9,0 cm Reeve Angel Grad 230 Papierfilter (Whatman, Inc., 9 Bridewell Place, Clifton, NJ, 07014, 800-441-6555) gefiltert und die Trübung des Filtrats wurde mit einem Hach Modell2100A Trübungsmesser (Hach Company, P.O. Box 389, Loveland, CO 80539, 800-277-4224) gemessen. Die gemessenen Trübungswerte für verschiedene Chemikalien-zu-Wachs-Verhältnisse von der Untersuchung verschiedener Produkte sind in Tabelle 1 gezeigt. Für die Trübungsbeiträge der Chemie alleine wurden Hintergrundkorrekturen vorgenommen. Höhere Trübungsgrade entsprechen höheren Dispergierungsgraden. Tabelle 1 zeigt auch Ergebnisse für die Kombinationsdispergiermittel. Die Daten zeigen an, dass die Kombination von Naphthalensulfonat und einem EO/PO-Copolymer eine bessere Leistung erbringt als die einzelnen Chemien (in der Effizienz und Wirksamkeit bei der Dispergierung des zugegebenen Wachs), und dass die Beigabe von 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat zu dieser Kombination die beste Leistung der untersuchten Chemien lieferte.
Beispiel 2
Das folgende Verfahren wurde ebenfalls verwendet, um die Wirksamkeit der Verunreinigungs-Dispergiermittelbehandlungen zu bestimmen. 250 ml gehärtetes destilliertes Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) und das Verunreinigungs-Dispergiermittel wurden in einem ummantelten Mischer (Eberbach Corporation) kombiniert und auf eine Temperatur von 125°F (51,7°C) äquilibriert. Eine Probe von mit Erdölwachs beschichteter Behälter-Wellpappe wurde dann zugegeben und der Mischer wurde für 6 Minuten eingeschaltet. Proben von beschichteter Pappe wurden dadurch erzeugt, dass ca. 1ⁱⁿ × 1ⁱⁿ Abschnitte von Pappe in eine Mischung aus geschmolzenem Wachs (erhitzt auf 200°F (93,3°C)) getaucht wurden, welche 20% imprägnierendes Wachs und 80% saturierendes Wachs aus verschiedenen Quellen (Amoco, Chevron (575 Market Street, San Francisco, CA 94105, 415-894-7700), Conoco (600 North Dairy Ashford, Houston, TX, 77079, 281-293-1000) Exxon (5959 Las Colinas Blvd., Irving, TX, 75039, 972-444-1000, Mobil (3225 Gallows Road, Fairfax, VA, 22037, 703-846-3000)) enthielt, welche in ihren Schmelzpunkten von 127 bis 150°F (52,8 bis 65,6°C) variierten. Der Beschichtungsgrad dieser Abschnitte war etwa 300 bis 400 mg pro 400 mg Wellpappe. Der in der Mischung erzeugte Faser-Wachs-Schlamm wurde dann durch einen 9,0 cm Reeve Angel, Grad 230 Papierfilter (Whatman, Inc.) gefiltert und ein Teil des Filtrats (100 ml) wurde mit 100 ml Propanol kombiniert und für 10 min gemischt und durch eine vorgewogene 0,45 μm Filtermembran (Gelman Sciences, 600 South Wagner Road, Ann Arbor, MI 48103-9019, 313-665-0651) gegossen. Die Probe wurde dann über Nacht getrocknet und gewogen. Die Analyse durch Fourier-Transformations-Infrarotspektroscopie zeigte an, dass die gesammelte Probe im Wesentlichen aus dem in die Probe eingeführten Wachs bestand. Tabelle 3 zeigt den Prozentsatz von zugegebenem Wachs an, der durch die Chemikalie als Funktion der Behandlungskonzentration dispergiert wurde, was in g Behandlung pro g Wachs wiedergegeben wird. Die Ergebnisse weisen eine geschätzte Unsicherheit von ±7% auf. Dispergiermittel A ist eine herkömmliche Wachsbehandlung, welche einen Grad von Festkörpern von ungefähr 20% aufweist. Der aktive Bestandteil ist ein alkoxyliertes Alkanolamid. Dispergiermittel B ist eine Kom bination eines EO/PO-Copolymers und Naphthalensulfonat (40% Festkörper) mit einem Grad von festen Bestandteilen von 43%. Dispergiermittel C ist eine gleichmassige Kombination des EO/PO-Blockcopolymers, Naphthalensulfonat (40% feste Bestandteile) und 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat mit einem Grad von festen Bestandteilen von 43%. Der Wachs-Dispergierungsgrad wird berechnet wie folgt:
Die Daten zeigen, dass das Dispergiermittel B viel bessere Leistungen erbringt als das herkömmliche Wachsbehandlungsdispergiermittel A. Die Leistung des Dispergiermittels B wird dann weiter (signifikant) durch die Zugabe von 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat (Dispergiermittel C) verbessert.
Tabelle 2. Testergebnisse der Wachs-Dispergierung
Beispiel 3
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 verwendet, mit der Ausnahme der Temperatur. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse bei 115°F (46,1°C), 135°F (57,2°C) und 145°F (62,8°C). Die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Temperatur die Leistung der Dispergiermittel verbessert und dass die Zugabe von 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat zu einem bereits wirkungsvollen Dispergiermittel (Dispergiermittel B) eine Formulierung erzeugt (Dispergiermittel C), welche eine größere Dispergierung des Wachs sowohl unterhalb als auch oberhalb seines Schmelzpunktes liefert.
Tabelle 3. Testergebnisse der Wachs-Dispergierung bei verschiedenen Temperaturen 115°F (46,1°C)
135°F (57,2°C)
145°F (62,8°C)
Beispiel 4
Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Wirksamkeit der Dispergierung ist die im Folgenden beschriebene Coupon-Ablagerung. Ein gereinigter Teflon^TM-Coupon wurde vorgewogen und im oberen Bereich eines ummantelten Mischers (Eberbach Corporation) angebracht. 250 ml gehärtetes destilliertes Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) und das Verunreinigungs-Dispergiermittel wurden dann zugegeben und auf 125°F (51,7°C) äquilibriert. Ein Stück gebleichtes Kraftpapier, welches mit ungefähr 100 mg Wachs beschichtet war, wurde dann zugegeben und der Mischer wurde für 6 Minuten eingeschaltet. Der Coupon wurde dann entfernt und mit destilliertem Wasser abgespült, um den nicht abgelagerten Wachs zu entfernen, und zum Trocknen aufgehängt. Das getrocknete Gewicht des auf dem Teflon^TM-Coupon abgelagerten Wachs wurde berechnet als
Die Tabellen 4 und 5 geben die Ergebnisse des Wachs-Dispergierungstests bei verschiedenen Temperaturen mit drei kommerziell erhältlichen Wachsen an, die zum Beschichten von Wellpappebehältern verwendet werden. Das Amoco Eskar R-35 und das Chevron Saturierwachs 2 enthalten Paraffinwachs mit geringen oder keinen Zusätzen. Der Conoco Supercote^TM 4/5 ist ein Wachs zum Beschichten von Vorhängen, welcher signifikante Mengen eines Polymerzusatzes enthält. Tabelle 4 enthält die Ergebnisse der Tests, wenn kein Dispergiermittel zugegeben wurde, und Tabelle 5 zeigt die Werte, wenn Dispergiermittel C in Mengen von 1 g Behandlung pro 1 g Wachs zugegeben wurde.
Die Tabellen zeigen auch die Ergebnisse der Dispergierungstests. In diesem Verfahren wurden auch 250 ml gehärtetes destilliertes Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) und das Verunreinigungs-Dispergiermittel in einem ummantelten Mischer (Eberbach Corporation) kombiniert und bei einer ausgewählten Temperatur äquilibriert. Eine 200 mg Probe Wachs wurde darin zugegeben und der Mischer wurde für 6 Minuten eingeschaltet. Der in der Mischung erzeugte Faser-Wachs-Schlamm wurde dann durch einen 9,0 cm Reeve Angel, Grad 230 Papierfilter (Whatman, Inc.) gefiltert und ein Teil des Filtrats wurde dazu verwendet, eine Trübungsmessung zu machen. Ein weiterer Teil (100 ml) wurde mit 100 ml Propanol kombiniert und für 10 Minuten gemischt und durch eine vorgewogene 0,45 μm Filtermembran (Gelman Sciences) gegossen. Die Probe wurde dann über Nacht getrocknet und gewogen. Der Grad der Wachsdispergierung wird berechnet als:
Wiederum beschreibt Tabelle 4 die Leistung, wenn kein Dispergiermittel vorhanden war, und Tabelle 5 listet Ergebnisse der Dispergierung mit 200 mg des Dispergiermittels C auf. Die Ergebnisse zeigen, dass, bei den Materialien, die in erster Linie aus Paraffinwachsen bei einer gegebenen Temperatur bestehen, Dispergiermittel C dazu in der Lage ist, die Dispergierung (Herunterbrechen des Materials und Verhindern von Ablagerung) signifikant zu verbessern. Bei Materialien, die höhere Mengen von Zusätzen enthalten, verbessert Dispergiermittel C wiederum die Dispergierung. Sein größter Beitrag bei diesem Material ist jedoch, Ablagerung zu verhindern.
Tabelle 4. Ergebnisse der Dispergierungs- und Ablagerungstestes, wenn keine Behandlungschemikalie vorhanden ist (nicht als Beispiel der vorliegend beanspruchten Erfindung zu betrachten)
Tabelle 5. Ergebnisse der Dispergierungs- und Ablagerungstestes bei Vorhandensein von Dispergiermittel C in einer Menge von 1 mg/mg Wachs.
Beispiel 5
Die Stabilität des mit dieser Behandlung behandelten Wachs wurde auf die folgende Weise getestet. 500 ml gehärtetes destilliertes Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) und Verunreinigungs-Dispergiermittel (wenn die Behandlung getestet wurde) wurden in 2,250 ml ummantelten Mischern (Eberbach Corporation) kombiniert und auf eine Temperatur von 145°F (62,8°C) äquilibriert. Eine 150 mg Probe von Chevron Saturatierwachs 2 wurde dann jedem Mischer beigegeben und die Mischer wurden für 6 Minuten eingeschaltet. Die erzeugen Wachsdispersionen wurden dann mit 2500 ml von 100°F (37,8°C) gehärtetem destilliertem Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) in einem 3000 ml Becherglas kombiniert und für etwa 2 Minuten gemischt. Eine 300 ml Probe wurde entnommen und dadurch analysiert, dass sie durch einen 9,0 cm Reeve Angel Grad 230 Papierfilter (Whatman, Inc.) gefiltert wurde, mit 200 ml Isopropanol kombiniert und für 10 Minuten gemischt wurde, und daraufhin durch eine vorgewogene 0,45 μm Filtermembran (Gelman Sciences) gegossen wurde. Die Probe wurde dann über Nacht getrocknet und gewogen. Ein Teil der verbleibenden, nicht getesteten Probe wurde dann in einen 2000 ml Erlenmeyer-Kolben transferiert, in ein 100°F (37,8°C) Temperaturbad gesetzt, bedeckt und mit 500 U/min mit einem Britt Jar-Propeller (Paper Research Materials, 2828 Southwest 171 st Street, Seattle, WA 98166-3268, (206) 248-2058) gemischt. Daraufhin wurden Proben genommen und auf periodischer Basis analy siert. Tabelle 6 beschreibt die Stabilität, wenn kein Dispergiermittel vorhanden war, und wenn Dispergiermittel B und Dispergiermittel C in Mengen von 2 g/g Wachs vorhanden waren. Die Ergebnisse zeigen, dass die mit Dispergiermittel C erzeugte Dispersion erheblich stabiler ist als die mit Dispergiermittel B und die ohne Dispergiermittel erzeugte Dispersion.
Tabelle 6. Stabilität der Dispersion bei 100°F (37,8°C)
Beispiel 6
Die Verunreinigungs-Dispergiermittel wurden auch auf folgende Weise getestet. Zwei Liter gehärtetes destilliertes Wasser (275,4 ppm CaCl₂·2H₂O, 231 ppm MgSO₄·7H₂O, 231 ppm NaHCO₃) wurde auf 135°F (57,2°C) vorerhitzt und in einen temperaturregulierten British Disintegrator gegeben. Eine Mischung von jeweils 1 g EO/PO-Copolymer, Naphthalensulfonat und 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandioldiisobutyrat wurden zugegeben (genug, um fast 100% des beigegebenen Wachs zu dispergieren) und für 30 Sekunden gemischt. Eine einfach beschichtete Pappprobe und 24 g ausgewählte Wellpappe (ungefähr 1ⁱⁿ × 1ⁱⁿ) wurden dann zugegeben und der British Disintegrator wurde für 25 Minuten (ungefähr 77.500 Umdrehungen) eingeschaltet. Beschichtete Pappproben wurden erzeugt, indem ungefähr 1ⁱⁿ × 1ⁱⁿ Abschnitte von Pappe in eine geschmolzene Wachsmischung (erhitzt auf 200°F (93,3°C)) eingetaucht wurde, welche 200% Imprägnierwachs und 80% Saturierwachs von verschiedenen Quellen enthielt (Amoco, Chevron, Conoco, Exxon, Mobil), welche im Schmelzpunkt im Bereich von 127 bis 150°F (52,8°C bis 65,6°C) lagen. Der Beschichtungsgrad dieser Abschnitte war ungefähr 300–400 mg pro 400 mg Wellpappe. Die Probe wurde auf 135°F (57,2°C) gehalten und 250 ml Aliquote wurden zum Testen in 400 ml Plastik-Tri-Pour-Bechergläser transferiert. Mit einem Britt Jar (Paper Research Materials) mit einer Mischgeschwindigkeit von 500 U/min wurde die Coagulans-Behandlung in die Ausgangsprobe mit einer Spritze gemäß der folgenden Mischsequenz eingemischt:
Sofort nach dieser Sequenz wurde die Probe durch einen Reeve Angel w230 Papierfilter (Whatman, Inc.) gefiltert und die Trübung des Filtrats wurde gemessen.
Die Ergebnisse werden als eine Trübungsreduktion wiedergegeben, die nach der folgenden Formel berechnet wurde:
Die Dosis (g aktives Polymer pro Gramm Wachs), die notwendig war, um Trübungsreduktionswerte > 0,80 zu ereichen ist für verschiedene Coagulansen in Tabelle 7 gezeigt. Alle Behandlungen sind herkömmliche Coagulans-Behandlungen für Verunreinigungen. Diese Daten zeigen, dass, wenn ein Material einmal dispergiert ist, es (z. B.) durch die Zugabe eines Coagulans entfernt werden kann.
Tabelle 7. Wachskoagulans-Testergebnisse
Beispiel 7
Ein Test der Wirksamkeit eines Verunreinigungs-Dispergiermittels ist, das Verunreinigungs-Dispergiermittel einer Zusammensetzung beizugeben, welche eine Verunreinigung enthält und die Größenverteilung der Verunreinigungs-Partikel zu messen. Ein Anzeichen eines wirkungsvollen Verunreinigungs-Dispergiermittels ist, wenn die Größenverteilung der Partikel schmal ist mit einem Partikeldurchmesser vorzugsweise kleiner 1,25 μm.
In 1 zeigt die Linie 2 die Verteilung der Partikelgröße von Amoco^®R-35 Imprägnierwachs, der mit Nichts dispergiert wurde.
In 1 zeigt die Linie 1 die Verteilung der Partikelgröße für Wachs, das mit einem Verunreinigungs-Dispergiermittel der bevorzugten Formel dispergiert wurde.
In 2A wird ein Differenzial-Scanning-Calorimeter dazu verwendet, die Herabsetzung des Schmelzpunktes für Amoco^®R-35 Imprägnierwachs zu veranschaulichen, zu dem vier verschiedene Dosierungen von Plastifiziermittel zugegegeben wurden.
In 2B ist ein Graph der Dispergierungstemperatur gegen die Dosierung von Plastifizierungsmittel gezeigt, bei welchem die maximale Verringerung der Dispergierungstemperatur von Wachs bei etwa 8°C festgestellt wurde. Die gezeigte Verringerung des Schmelzpunktes zeigt die Wirksamkeit von Plastifizierungsmittel beim Schmelzen/Dispergieren des Wachs.

Claims

Verfahren zur Behandlung von Verunreinigungen in einem Wachs enthaltenden verunreinigten Faserschlamm während des Recycelns, welches die folgenden Schritte beinhaltet: a) dem verunreinigten Faserschlamm wird wenigstens ein Plastifizierungsmittel beigegeben, wobei das Plastifizierungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Adipinsäure, Dimethyladipat, Diethyladipat, Di-n-butyladipat, Diisobutyladipat, Di-n-hexyladipat, Di(1,3-dimethylbutyl)adipat, Di-2-ethylhexyladipat, Diisooctyladipat, Dicapryladipat, Heptylnonyladipat, Diisononyladipat, Di-n-octyl-n-decyladipat, Diisodecyladipat, Dicyclohexyladipat, Benzyloctyladipat, Dibutoxyethyladipat, bis-(2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyl)adipat, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat, bis-(4-Chlorobutyl)adipat, Diisohexyladipat, Azelaten, Benzoaten, Benzotriazolbrassylaten, Citraten, Glutaraten, Hexahydrophthalaten, Isophthalaten, Isosebacaten, Oleaten, Palmitaten, Pentaerythritolestern, Phthalaten, Pyromellitaten, Rizinoleaten, Salicylaten, Sebacaten, Stearaten, Succinaten, Tartraten, Terephthalaten, Tetrahydrophthalaten und Trimellitaten; b) die Verunreinigungen aus dem Wachs enthaltenden verunreinigten Faserschlamm werden dispergiert, um eine behandelte Faser in einem Wachs und Verunreinigungen enthaltenden Schlamm zu erhalten; c) die behandelte Faser wird von dem Wachs enthaltenden verunreinigten Schlamm getrennt; und d) die behandelte Faser wird zurückgewonnen.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner beinhaltet, dass in Schritt (a) wenigstens ein hydrophobes oberflächenaktives polymeres Benetzungsmittel und wenigstens ein Dispergiermittel beigegeben werden, wobei das hydrophobe oberflä chenaktive Mittel ein Ethylenoxid/Propylenoxid Blockcopolymer ist und dass Dispergiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Naphtalensulfonsäure-Formaldehyd-Kondensaten und Ligninsulfonaten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 welches ferner beinhaltet, dass zwischen den Schritten (b) und (c) ein Bestandteil beigegeben wird, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Koagulanten, Bentonit und kolloidem Siliziumdioxid, wobei die Koagulanten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alaun, Polyaluminiumchlorid, Poly(amin/epichlorohydrin)-Kondensationspolymeren, Polyethyleniminen, Poly(aminoamid/epichlorohydrin)-Kondensationspolymeren, Poly(diallyldimethylammoniumchlorid) und glyoxiliertem Acrylamid/Diallyldimethylammoniumchlorid-Copolymeren.
Verunreinigungs-Dispergiermittel bestehend aus: Wasser, etwa 42,9 Gew.-%; einem Plastifizierungsmittel, welches 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandioldiisobutyrat ist, etwa 14,3 Gew.-%; einem oberflächenaktiven Benetzungsmittel, welches L101 Ethylenoxid/Propylenoxid Blockcopolymer, 100% aktiv, ist, etwa 14,3 Gew.-%; einem anionischen Dispergiermittel, welches ein Natriumsalz von Naphtalensulfonat ist, etwa 14,3 Gew.-%; einer Säure, welche Dodecylbenzensulfonsäure ist, etwa 7,1 Gew.-%; und einer Base, welche Triethanolamin ist, etwa 7,1 Gew.-%.
Verunreinigungs-Dispergiermittel bestehend aus: Wasser, etwa 42,9 Gew.-%; einem Plasifizierungsmittel, welches 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandioldiisobutyrat ist, etwa 14,3 Gew.-%; einem oberflächenaktiven Benetzungsmittel, welches L 101 Etylenoxid/Propylenoxid Blockcopolymer, 100% aktiv, ist, etwa 14,3 Gew.-%; einem anionischen Dispergiermittel, welches ein Natriumsalz von Naphtalensulfonat ist, etwa 14,3 Gew.-%; und Lecitin, etwa 14,2 Gew.-%.
Verunreinigungs-Dispergiermittel bestehend aus: Wasser, etwa 42,9 Gew.-%; einem Plastifizierungsmittel, welches 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandioldiisobutyrat ist, etwa 14,3 Gew.-%; einem oberflächenaktiven Benetzungsmittel, welches L101 Ethylenoxid/Propylenoxid Blockcopolymer, 100% aktiv, ist, etwa 14,3 Gew.-%; einem anionischen Dispergiermittel, welches ein Natriumsalz von Naphtalensulfonat ist, etwa 14,3 Gew.-%; und einem vornaturalisierten Bestandteil, wobei der vornaturalisierte Bestandteil ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sulfonaten von Dodecyl- und Tridecylbenzen, etwa 14,2 Gew.-%.