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Verfahren zur Gewinnung von weißem Papierstoff aus Altpapier Bei den
meisten bekannten Verfahren zur Wiedergewinnung von reinem Papierstoff aus Altpapier
wird das Altpapier zunächst mit Nasser behandelt, gekocht oderkalt zerfasert. Hierbei
oder hiernach werden Mittel zugefügt, durch die die Zerfaserung des Papiers und
die Lösung der Verunreinigungen von Papierfasern beschleunigt wird, Fette und Öle
verseift und die Fasern gebleicht werden, beispielsweise Natronlauge, Soda, Natriumsifikat
(Wasserglas), Natiiumphosphat, -borgt, -alitininat, ferner Kalkmilch, Erdaikalicarbonate,
Calcium- oder iNatriumbisulfit, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Essigsäure
oder i\Tatriumpyrophosphat. Nach dieser Behandlung wird der Papierstoff gespült.
Sehr oft werden zur Unterstützung des Reinigungs- und Waschprozesses Seifen zugegeben.
Bekannt ist die Verwendung von Schmierseife, Tallölseife, Naphtliensäureseife, Sulfonierungsprodukten
aus höhermolekularen Alkoholen, Fett- oder Harzsäuren oder von Kondensationsprodukten
höhermolekularer Säuren mit Eiweißspaltprodukten. Die Verwendung der Seifen geschieht
oft auch zum Zwecke der Schaumbildung und Abtrennung der Verunreinigungen nach dein
Schaumschwimmverfahren, "wobei zur Verbesserung der Emulgierung auch der Zusatz
höherer Alkohole u. dgl. empfohlen wird. Zur Erleichterung der Ablösung der Bindemittel
der Druckfarbe «erden Lösungsmittel, z. B. Tetrahydronaphthalin, chlorierte Kohlenwasserstoffe
oder tlIineralöl zugefügt. Es ist ferner empfohlen worden, das Altpapier vor der
Behandlung mit Wasser mit nicht wässerigen Flüssigkeiten, z. B. Kolilenwasserstoffen,
Ölen o. dgl., zu behandeln.
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Nach den bekannten Verfahren wird im allgemeinen nur ein schwach grau
gefärbter Papierstoff erhalten. Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren liegt darin,
daß Llie v erwendeten Hilfsmittel, Seifen usw. iiiit dem @Vaschwasscr verlorengehen
bzw. aus den
stark verdünnten Lösuli-en nur schwierig wiedergewonnen
werden können.
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Es wurde null gefunden, daß man weißen Papierstoff aus Altpapier,
vorwiegend aus bedrucktcin Zeitungspapier, gewinnen kann, wenn inan da, Altpapier
in wässerigem 'Medium finit solchen Kondeil-sationsprodukteii aus Alkylenowden oder
Di- bzw. Polyglykolätliern und höllerniolekularen organischen' Verbindungen, die
eine Hvdroxylgruppe bzti=.: eine Säurcanlidgruppe besitzen, behandelt, welche nur
unterhalb bestimmter Temperaturen in Wasser vollständig löslich sind, vorwiegend
mit solchen, welche bei Normaltemperatur (etwa 15 bis 25°) mit Wasser in jedem Verhältnis
mischbar, bei höherer Temperatur (etwa 40° oder mehr) jedoch in Wasser nicht oder
nur schwer löslich sind, gegebenenfalls in Verbindung finit in Wasser bei gewöhnlicher
Temperatur unlöslichen organischen Lösungsmitteln, und die Masse anschließend auf
höhere Temperatur erwärmt.
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Als Kondensationsprodukte aus Alkylenoxyden oder Di- bzw. Polyglykolätliern
und höllenmolekularen organischen Verbindungen, die eine Hydroxylgruppe bzw. eine
Säureamidgruppe enthalten, seien beispielsweise genannt die Umsetzungsprodukte aus
AlkvIenoxv den, insbesondere Äthylenoxyd, finit höherinolekularen aliphatischen
Alkoholen, wie Octodecy lalkoliol. Oley lalkoliol, oder All:oholgelnischen, wie
sie beispielsweise bei der Ueduktion voll Fetten und ölen anfallen, ferner Umsetzungsprodukte
aus All-zylenoxyden mit höhenmolekularen aromatischen Ilvdroxy lverbilidungen, beispielsweise
finit Naplitliolen oder mit Plienolen, die im Kern durch einen höhenmolekularen
Kohleliwa-sserstoffrest substituiert sind, wie x- und P-Naphthol, Isooctylpheliol,
n-Octylphenol, Isododecylphenol oder mit Alb#lpbenolen, die durch ILondensation
von technischen Olefingemischen mit Plienolen erhältlich sind. Als Säurcalnidverbilidungen,
die als Ausgangsinaterialien für die Unisetzung mit Alkylenoxyden dienen können,
seien beispielsweise mannt alilldartige I@OndensatlonSprodukte atis l,' ettsiiurcn
oder Fettsäuregemischen mit Äthanolamin oder Amide von aliphatischeil oder aromatischen
Stilfosäuren, beispielsweise \-oll solchen, die durch Einwirkung von Chlor und Scllwufeldioxl#d
auf höherniolckulare aliphatische Kohlenwasserstoffe erliiiltlich sind.
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Für das vorliegende Verfahren werden 5olclie Kondensationsprodukte
verwendet, die unterhalb einer für jedes Produkt charakteristischen 'l.'emperatur
in Wasser vollst;indig löslich, obcrliälb dieser Temperatur dagegen Temperatur ist
abhängig von der Anzahl der vorhandenen - Alkylenoxygruppen: Kondensationsprodukte
mit wenigen beiBpielszveise Ätliylenoxygrtippen sind nicht oder nur bei sehr niedrigen
Temperaturen ini Wasser löslich; bei Produkten, die mehr Äthylenoxy-`: ttllllcn
enthalten, liegt die Temperatur, un-@ethalb der das betreffende Kondensationsprodukt
in Wasser löslich ist, höher. Löst :man einen derartigen Stoff in Wasser auf, so
erhält man eine klare Lösung, die sich beim Erwärmen plötzlich trübt, sobald die
charal:-teristisclie Temperatur (der Trübungspunkt) erreicht ist. Hält man die entstehende
Emulsion einige Zeit über dein Trübungspunkt, so treilnt sich das nunmehr in Wasser
unlösliche Kondensationsprodukt vom Wasser. Bei der Behandlung des bedruckten Altpapiers
verwendet 111a11 1111t Vorteil Gemische derartiger Kondensationsprodukte, und zwar
kann man solche benutzen, die keinen Trübungspunkt haben, sich also flicht in Wasser
lösen, in Verbindung finit solchen, deren Trübungspunkt etwa 20 bis 30° über Normaltemperatur
liegt.
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Die Herstellung der erfinduligsgeiliäß verwendeten Kondensationsprodukte
ist bekannt und bildet somit nicht den Gegenstand des Patents. Die Kondensation
von Alkylenoxvden mit 0xvverbindungen erfolgt im allgemeinen -so, wie dieselbe in
der deutschen Patentschrift 6o5 973 angegeben ist. Die Umsetzung von höherniolekularen
Alkylpheilolen lilit Alkylenoxy den ist in der französischen Patentschrift 823 554
beschrieben. Die Kondensation von Sulfanlidgruppen enthaltenden Verbindungen mit
Alky lenoxyden ist durch die deutsche Patentschritt 66. 47-14 bekanntgeworden. .
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Zur Gewinnung voll weißem Papierstoff kann man das Altpapier finit
wässerigen Lösungen der Kondensationsprodukte behandelli, man kann aber auch die
Kondensationsprodukte zun*iclist bei Abwesenheit voll Wasser auf das Altpapier einwirken
lassen. Tränkt man das Altpapier finit einem Kondensatiolls Produkt bzw. eirein
Gemisch der oben beschriebenen Art, gegebenenfalls in Verbindung finit in Wasser
bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur unlöslichen organischeil Lösungsmitteln,
-so werden die Vcrunreiiiigttngen des Altpapiers, insbesondere die öligen und harzigen
Bind:eiliittel der Druckerschwärze, darin gelöst. Das getränkte Papier wird nun
in bekannter Weise zerfasert, wobei bereits -geringe Mengen Wasser zugegeben werden
können. Zweckmäßig bedient inan sich hierzu nacheinander einer Zerfaserungs-und
einer hnetniaschine, z. B. Kiletpulnl?e,
sprucht werden. Die mechanische
Bearbeitung des Papierstoffs in Verbindung mit der lösenden Wirkung der verwendeten
Kondensationsprodukte bewirkt eine vollständige Entfernung der Verunreinigungen
von den Papierfasern. Der entstehende Papierbrei wird schließlich mit kaltem Wasser
verdünnt. Da die Papierfaser stark hydrophil i-st, werden Hierdurch bei Verwendung
eines Gemisches die nicht wasserlöslichen Kondensationsprodukte durch das Wasser
aus der Faser verdrängt, während die wasserlöslichen Kondensationsprodukte in Lösung
gehen. Erwärmt man nun den Papierbrei, so wird bei Überschreitung des Trübungspunktes
auch Blas bisher wasserlösliche Kondensationsprodukt wasserunlöslich. Es scheidet
sich aus der wässerigen Phase, die die Papierfasern völlig durchtränkte, in feinster
Form ab und nimmt alle Verunreinigungen, wie Ruß, Harz, Fette, (51e o. dgl. auf.
Nach einiger Zeit trennt sich bei Einhaltung der erhöhten Temperatur die ölige Phase,
die nunmehr alle Verunreinigungen des Altpapiers enthält, vollständig von der «wässerigen
Phase, die den reinen Papierstoff enthält.
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Um die beiden Phasen. möglichst schnell und sicher voneinander zu
trennen, trägt man zweckmäßig .dafür Sorge, daß sie sich hinsichtlich des spezifischen
Gewichts genügend «weit unterscheiden. Die nach dem Verfahren zu verwendenden Kondensationsprodukte
haben meist ein spezifisches Gewicht, welches über i liegt. Da sich reine Papierfasern
in verdünnten «wässerigen Suspensionen infolge ihres höheren spezifischen Gewichts
ebenfalls nach unten absetzen, ist es vorteilhaft; die Kondensationsprodukte in
Verbindung mit organischen Lösungsmitteln zu benutzen, vieren spezifisches Gewicht
kleiner als i ist und die zweckmäßig mit den Kondensationsprodukten mischbar sind,
derart, daß die lIiscllung ebenfalls ein spezifisches Gewicht *kleiner als r aufweist.
Als Lösungsmittel kommen beispielsweise in Frage Kohlenwasserstoffe, höliermolekulare
Alkohole, Ester o. d11. Iiii weiterer Vorteil der Verwendung solcher Lösungs- bzw.
Verdiinmin-smittel bestellt darin, daß sie meist ebenfalls die fettigen und öligen
Verunreinigungen des Altpapiers zu lösen vermögen und daß sie ferner die Viscosität
der verwendeten Kondensationsprodukte herabsetzen, wodurch die Abscheidung der nicht
wäßrigen Phase ebenfalls erleichtert wird. Als Verdünnungsmittel kann 17a11 mit
Vorteil auch solche Stoffe benutzen, die bei höheren Temperaturen eine Mischtuigslücke
aufweisen, wie z. B. Phenol, wodurch die Reinigung des Papierstoffes durch die Kondensationspro(lukte,
die einen Trül)tuigspinilct besitzen, unterstützt wird. Unter Umständen erweist
es sich als notwendig, die Emulsionsspaltung durch Zugabe von Salzen zu beschleunigen.
Hierfür-sind auch solche Stoffe geeignet, welchen den pH-Wert verändern, also z.
B. anorganische oder organische Säuren, saure Salze u. dgl. Auch Stoffe. «-elche
eine emulsions-spaltende @@-irlzuilb ausüben, können für .diesen Zweck geeignet
sein.
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Das Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß das Altpapier
zunächst in bekannter Weise in Wasser eingeweicht und zerfasert und erst der so
erhaltene Faserbrei. der zweckmäßig vorher weitgehend entwä ssert wird, mit den
Kondensationsprodukten mit- oder ohne Verdünnungsmittel behandelt wird. _ Die-bei
der Erwärmung des Papierstoffes über den Trübungspunkt der verwendeten Kondensationsprodukte
entstehende nicht wäßrige Phase enthält alle zur Anwendung kommenden Hilfsmittel
und kann zur Behandlung weiteren Altpapiers wieder verwendet «-erden. Sobald sie
an Ruß, Fetten, ölen und sonstigen Verunreinigungen so weit gesättigt ist, daß sie
keine ausreichende reinigende Wirkung mehr aufweist, kann sie durch Filtration,
Destillation, Extraktion, Behandlung mit Tierkohle oder nach ähnlichen bekannten
Verfahren .wieder gereinigt werden. Die wäßrige Phase mit dem gereinigten Papierstoff
kann geringe Mengen der nach dem Verfahren verwendeten Chemikalien gelöst enthalten.
Sie wird daher zweckmäßig nach dem Absieben der Papierfasern auf der Papiermaschine
ebenfalls zur Behandlung wei= teren Altpapiers nach dem beschriebenen Verfahren
wieder verwendet. . Beispiele i. 5o kg bedrucktes Zeitungspapier werden mit dem
Gemisch voll 5o kg des Kondensationsproduktes aus Isooctylphenol lillt 2 bis 3 iMol
Äthylenoxyd (I) und 2o kg des Kondensationsproduktes aus Isooctylphenol mit 6 llol
tlthylenotyd (II) getränkt, in bekannter Weise zerkleinert und unter langsamer 7
b-abe voll 3001 Wasser zu einem honiogenen-Papierbrei verarbeitet. Dieser wird finit
Wasser bis zur üblichen Stoffkonzentration (z. B. 5 °/o) verdünnt, und langsam unter
Rühren auf etwa 7o° erwärmt. Dabei scheidet sich zunächst das im Wasser unlösliche
Kondensationsprodukt-(I) ab. Bei etwa 6o bi-s 65° wird auch das Kondensationsprodukt
(II) unlöslich. Das öl tritt aus der Faser aus und vereinigt sich finit dem Kondensationsprodukt
(I) zu einer durch die Verunreinigungen des Altpapiers, insbesondere durch den Ruß
der Druckfarbe tiefschwarz. gefärbten Ölschicht. Die vollständige Trennung der beiden
Schichten wird durch Zugabe voll so viel
hoch_ledcndein Petrolätlier
beschleunigt, daß tlas spezifische Gewicht der Ölschicht kleiner als i ist. Das
Verdiinnung#mittel kann auch deni Ueinisch rler Kondensationsprodukte (I) und (11)
von Anfang an zugegeben werden. Zur weiteren Erleichterung der Spaltung der Einuision
-sönnen io kg Kochsalz zugefügt werden. Die «-ä ßrige, den gereinigten Faserstoff
enthaltende Phase, wird in üblicher Weise zu Papier weiterverarbeitet.
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An Stelle des Kondensatiornsproduktes aus Isooctvlplienol kann man
auch Kondensationsprodukte aus Ätliylenoxyd und n-Octylphenol, Isododecylphenol,
a- und ß-Naphthol oder Alkvlierungsprodukte aus Phenol oder a-oder ß-\Taphthol und
dem Olefingemisch verwenden, das .durch Dehydratisierung des Gemisches der bei der
Kohlenoxydreduktion anfallenden höhermolekularen Alkohole, insbesondere mit 6 und
7 Kohlenstoffatomen, oder durch Dehydratisierung und anschließende Dinierisierung
erhältlich ist. Als wasserlösliche Kondensationsprodukte mit Trübungspunkt, die
an Stelle des Kondensationsproduktes (II) verwendet werden können, seien genannt
das Kondensätionsprodukt aus Octodexvlalkoliol mit io Mol Äthylenoxyd, das Kondensationsprodukt
aus dem Umsetzungsprodukt aus einem Gemisch von @'%'altran und Äthanolamin mit ro
llol Äthylenoxyd, das Kondensationsprodukt aus p-Toluolsulfamid und 21I01 Äthylenoxyd,
das Kondensationsprodukt aus Dodecylsulfalnid mit 3 bis 4. Mol :ltlivlenoxyd.
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An Stelle von hochsiedendem Petroläther kann zur Verdünnung des Gemisches
der Kondensationsprodukte auch Toluol, Yylol, Petroleum, Äthylbenzol, Ainylalkohol,
Buty 1-acetat, Cyclohexanon u. dgl. verwendet werden. An Stelle von Kochsalz kann
der I?mulion eine geringe --senge Schwefelsäure oder Essigsäure zugesetzt werden.
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;o kg Altpapier werden mit einem Gemisch von 6o kg Xylol, 3 kg des
in Beispiel i genannten Kondensationsproduktes (I) und 7 1:j des Kondensationsproduktes
(1I) geträlil:t und wie unter Beispiel i beschrieben, weiterverarbeitet.
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3. So kg Altpapier werden mit Wasser getränkt, in bekannter @.#'ei.se
zerkleinert und zerfasert. Der entstehende Papierbrei wird entwässert, bis die -lasse
nicht mehr fließt, sondern bröckelt. Diese Papiermasse wird mit einem Gemisch von
251:g des Kondensationsproduktes aus ß-\Taphthol mit 61-o1 Äthylenoxy d und =o arg
des Kondensationsproduktes aus Isotetradecy 1-ß-naphtliol mit 3 1101thylenoxyd in
Knetmaschinen in bekannter Weise verarbeitet. Weiterhin wird, wie in Beispiel i
beschrieben, verfahren.