FI70055C

FI70055C - Foerfarande foer avlaegsnande av trycksvaerta fraon avfallspapper

Info

Publication number: FI70055C
Application number: FI822021A
Authority: FI
Inventors: Guenter Poppel; Hasan Ulubay
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1986-09-12
Also published as: FI70055B; JPS57210093A; CA1182611A; NO159540B; EP0067333B1; US4586982A; FI822021A0; DE3123353C2; ATE12273T1; EP0067333A1; NO821960L; NO159540C; DE3123353A1

Description

χ 70055

Menetelmä musteen poistamiseksi jätepaperista

Keksinnön kohteena on menetelmä musteen poistamiseksi painetusta jätepaperista käsittelemällä jäte-5 paperi massan liuotuslaitteessa emäksisissä pH-arvois- sa alkalisilikaatilla, hapettavasti vaikuttavilla valkaisuaineilla, enemmän kuin 10 C-atomia sisältävillä rasvahapoilla ja/tai hartsihapoilla ja disper-gointiaineilla sekä erottamalla liuotetut painovärihiuk-10 kaset kuituainesuspensiosta vaahdottamalla ja/tai pese mällä .

Musteen poistolla tarkoitetaan painovärien poistamista jätepaperikuitususpensioista. Puhdistettuja kuituja käytetään uudelleen erilaisten paperilaatujen 15 valmistamiseen, kuten painopaperin, hygieniapaperin, kirjoituspaperin tai vastaavien. Musteenpoistomenetel-män kululle on olennaista, että painetut jätepaperi-lajit jaetaan kuiduiksi kemikaaleja lisäämällä, jolloin painovärit liukenevat kuiduista. Liuotetut painovärit 20 poistetaan kuitususpensiosta sen jälkeen kytketyissä vaahdotus- ja pesuprosesseissa. Sekä vaahdotus- että pesumenetelmässä jaetaan jätepaperi emäksisessä ympäristössä kuiduiksi lisäämällä natronlipeää, alkalisilikaat-tia, vetyperoksidia sekä kokoavia, vaahdottavia ja 25 kompleksin muodostavia aineita ja sitten se puhdiste taan niin kutsutuissa vaahdotuskammioissa vaahdottamalla painovärit irti tai pesemällä suodattimena ja johdetaan uudelleen paperituotantoon.

Emäslisäys aiheuttaa tietyn selluloosakuidun 30 turpoamisen ja lisää vetysiltojen muodostumista, jolloin jätepaperin helpompi hajoaminen mahdollistuu.

Emäs saippuoi myös rasvahapot mikäli näitä käytetään kokooja-aineina. Saippuat vaikuttavat pintajännityksen tai rajapintajännityksen alenemisen ja liuottavat pai-35 novärit. Osaksi saippua saostuu veden kovuuden muodos- 2 70055 tajien kanssa liukenemattomana kalkkisaippuana ja kerrostuu painoväreille ja tekee ne hydrofobisiksi. Painovärien liukenenemisen ja dispergoitumisen parantamiseksi lisätään mukaan ionittomia tensidejä liuoksista rasva-5 alkoholipolyglykolieetterit tai alkyylifenolipolyglykoli- eetterit, jotka myös tukevat vaahdon muodostumista vaahdotuskammiossa. Vetyperoksidia käytetään emäksen aiheuttaman kuitujen kellastumisen estämiseksi. Muut kemikaalit kuten vesilasi ja kompleksin muodostaja-10 aineet stabiloivat valkaisukylpyä. Tällöin kompleksin muodostajat estävät vetyperoksidin nopean hajoamisen raskasmetalli-ionien, kuten kuparin, raudan, mangaanin ja vastaavien avulla.

Julkaisussa DE-OS 29 03 150 annetaan esimerkki-15 nä seuraava kemikaalireseptuuri laskettuna jätepape rista: 2-5 paino-% alkalisilikaattia (vesilasi) 0,5-3 paino-% vetyperoksidia (100 %) 0,5-2 paino-% natriumhydroksidia (100 %) 20 0,3-2 paino-% rasvahappoja tai suoloja 0,02-0,5 paino-% ionittomia dispergointiaineita.

Mikäli käytetään kompleksinmuodostaja-aineita, nämä lisätään määrässä enintään 0,4 paino-% 40 %:sen kauppatavaran muodossa, aineen tiheys jätepaperin hajot-25 timessa on 4-7 paino-%, lämpötila 20-50°C. Aina uudel leen työstettävän paperin käyttötarkoituksen mukaan tulee panokseksi erilaisia jätepaperilaatuja, kuten päi-välehtiä, kuvalehtiä, NCR-papereita, etikettejä ja vastaavia. Myöhempää panostusta varten hygieniapaperiksi 30 käytetään tuhkapitoisuudeltaan pieniä esimerkiksi päi- välehtiä, kun taas painopapereiksi otetaan jätepaperi-seos, joka sisältää päivälehtiä ja kuvalehtiä suhteessa 1:1. Painovärin jätepaperista poistamisen vaikeus riippuu painomenetelmästä ja painovärin kokoomuksesta.

35 Päivä- ja kuvalehtien suhteessa 1:1 painamattomista reunaliuskoista koostuvan jätepaperin valkoisuusaste tl 3 70055 on yleensä 61-63 %. Poistettaessa musta päivä- ja kuvalehtien 1:1 seoksista saavutetaan käyttämällä rasvahappoja yleensä valkoisuusaste 58-60 %. Rasvahappojen lisääminen tapahtuu tällöin nestemäisessä muodossa vä-5 littömästi ennen jätepaperin kuituihin jakamista.

Kiinteille rasvahapoille tarvitaan sulatuslaitteisto, mikäli ei mieluummin käytetä nestemäisiä rasvahappoja. Kuituihin pilpilkkojan lievissä reaktio-olosuhteissa saippuoituvat rasvahapot hyvin hitaasti, jolloin muo-10 dostuu karkeita tukkoja. Tukkojen pinnalle muodostunut kalkkisaippua vaikeuttaa sisään suljettujen rasvahappojen edelleen saippuoitumista ja estää niiden vaikutuksen. Saippuoitumaton rasvahappo kulkee pitkin kuituja ja aikaan saa niiden hydrofobisiksi tulemisen vaikutuk-15 sesta vaahdotuksessa suuremmat kuituhäviöt.

Esillä olevan keksinnön tehtävänä oli parantaa tunnettuja musteenpoistomenetelmiä niin, että mainitut haitat laajalti vältetään.

Tehtävä ratkaistiin siten, että rasvahapot 20 ja/tai hartsihapot ja dispergointiaine lisätään öljy- vedessä-emulsion muodossa. Lisättäessä emulsio emäksiseen kylpyyn esiintyy rasvahappojen ja/tai hartsihappo-jen spontaani saippuoituminen. Alkalisuola muodostaa silloin veden kovuuden muodostajien kanssa aina emul-25 gaattorin väkevyyden ja veden kovuusasteen mukaan enem män tai vähemmän voimakkaan kalkkisaippuan saostuman hyvin hienoina hiutaleina.

Nämä hiutaleet toimivat valikoivina kokooja-aineina painoväreille ja estävät painovärien uudelleen 30 kerrostumisen paperikuiduille.

Ennalta emulgoidut rasvahapot ja/tai hartsihapot voidaan lisätä ennen jätepaperin kuituihin jakamista tai sen kuluessa, myös suurissa massan tiheyksissä. Tällöin kiinnitetään huomiota myös jätepaperin suures-35 sa massan tiheydessä (15-20 %) kuituihin jakamiskehi- 4 70055 tyksiin (esim. massanliuotusrummut tai kierukkakuidu-tuskone).

Edelleen etuna on, että myös sulamispisteeltään korkeita rasvahappoja tai parafiineja voidaan käyttää 5 dispergoidussa muodossa käyttöteknisittä ongelmitta musteenpoistoapuaineina.

Rasvahapot ja/tai hartsihapot saavat aikaan dispergoidussa muodossa myös ilman ionittomien dis-pergointiaineiden lisäystä erinomaisen painovärien liu-10 kenemisen ja valikoituvamman painovärien poistumisen vaahdotuskammioissa. Tällöin saavutetaan suuremmat val-koisuusasteet, pienemmät kuituhäviöt ja suurempi tuhkan vähentäminen.

Edullisesti on öljy-vedessä-emulsion väke-15 vyys 20-50 paino-% massaosaa laskettuna emulsiosta.

Keksintöä sovellettaessa suoritetaan menetelmä niin, että jätepaperia käsitellään massan liuotuslait-teessa 1-5 paino-%:lla alkalisilikaattia, 0,5-2 paino-% :11a natriumhydroksidia ja/tai natriumkarbonaattia, 20 0,5-3,0 paino-%:11a hapettavasti vaikuttavaa valkai suainetta ja 0,2-1,5 paino-%:11a rasvahappoa ja/tai hartsihappoa öljy-vedessä-emulsion muodossa laskettuna jätepaperista.

Emulsion valmistukseen käytetään edullisesti 25 ionittomia ja/tai anionisia dispergointiaineita. Täl löin käytetään laskettuna rasva- ja/tai hartsihapois-ta 1-35 paino-% ionittomia ja/tai anionisia dispergointiaineita. Mikäli käytetään anionisia dispergointiaineita, näitä on edullisesti 1-10 paino-% laskettuna 30 rasva- ja/tai hartsihapoista emulsiosta. Anionisina dispergointiaineina ovat paikallaan erityisesti rasva-ja/tai hartsihappojen alkali- ja/tai amiinisuolat ja/tai olefiinisulfonaatit ja/tai rasva-alkoholisulfaa-tit ja/tai rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaatit.

35 Ionittomina dispergointiaineina ovat paikallaan keksin nön puitteissa rasvahappopolyglykoliesterit, rasva-alko- il 5 70055 holipolyglykolieetterit, hartsihappopolyglykoliesterit, alkyylifenolipolyglykolieetterit, etoksyloidut rasva-happomono- ja/tai diglyseridit. Rasvahappopolyglyko-liesterit ja/tai hartsihappopolyglykoliesterit lisätään 5 edullisesti 3-10 moolia etyleenioksidiosaa sisältävinä.

Ionittomien dispergointiaineiden osuus on edullisesti 3-25 paino-% laskettuna rasva- ja/tai hartsihaposta.

Keksintöä kuvaavat lähemmin seuraavat esimerkit: Esimerkit 10 Vertailuesimerkki 1 120 g jätepaperiseosta, jonka muodostaa: 60 g päivälehtiä ja 60 g kuvalehtiä kyllästettiin 5 min ajan 12 % massan tiheydessä ja 15 lämpötilassa 20 ja 50°C lisäten jäljessä mainitut kemi kaalit ja pilkottiin kuituihin 5 min ajan massan tiheydessä 4 %. Veden kovuus oli 12 °dH.

1,2 paino-% natronlipeää (100 %) 1,0 paino-% vetyperoksidia (100 %) 20 4,0 paino-% natronvesilasia 36-40 °Be 0,2 paino-% dissolvine D 40 (Na^-DTPA) 0,8 paino-% öljyhappoa Turpoamisaika oli 2 tuntia.

2-minuuttisen Ultra-Turrax -käsittelyn jälkeen 25 laimennettiin massasuspensio sitten vedellä noin 12 °dH

0,8 % massan tiheyteen ja vaahdotettiin "Voith"-laborato-riovaahdotuskammiossa 12 min.

Kerätystä vaahdosta määritettiin määrä, kuiva-aine ja tuhkapitoisuus. Puhdistettu massasuspensio 30 tehtiin sitten happamaksi pH:hon 5 rikkihapolla. Koe- lehdistä, jotka valmistettiin "Rapid-Köthen"-lehdenmuo-

R

dostuslaitteessa, määritettiin Elrepho -koetuslaittees-sa valkoisuusaste.

6 70055

Prosessilämpötila Valkoisuusaste 20°C 58,5 % 50°C 62,3 %

Vertailuesimerkki 2; 5 Meneteltiin kuten esimerkissä 1, kuitenkin öljy- hapon sijasta käytettiin 0,8 paino-% kaupallista mus-teenpoistosaippuaa.

Käytetty tuote Prosessilämpötila Valkoisuusaste saippua 20°C 57,5 % 10 saippua 50°C 61,9 %

Esimerkki 3

Meneteltiin kuten esimerkissä 1, kuitenkin käytettiin öljyhapon asemesta 0,8 paino-% kuiva-aineeltaan öljyhappoemulsiota laskettuna jätepaperin määrästä. 15 Öljyhappoemulsion kokoomus oli seuraava: 300 osaa vettä, 100 osaa öljyhappoa 20 osaa öljyhappopolyglykoliesteriä 3 etylee- leenioksidia 2Q 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetteriä . 8 etyleenioksidia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaat-tia 2 osaa trietanoliamiinia 25 Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 0,8 % 20°C 61,7 % 0,8 % 50°C 64,7 %

Esimerkki 4

Meneteltiin kuten esimerkissä 1, kuitenkin öljy-30 hapon asemesta käytettiin 0,8 paino-% kuiva-aineeltaan rasvahappo/hartsihappoemulsiota.

Emulsion kokoomus oli seuraava: 300 osaa vettä 100 osaa mäntyöljytislettä, joka sisälsi 20-25 % hartsi-35 happoa 20 osaa öljyhappopolyglykoliesteriä . 3 etyleenioksidia 7 70055 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetteriä. 8 ety-leenioksidia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia 5 Käyttömäärä Prosessi lämpötila Va.lkoisuusaste_ 0,8 % 20°C 61,5 % 0,8 % 50°C 64,8 %

Esimerkki 5

Meneteltiin kuten esimerkissä 4, kuitenkin emul-10 sio sisälsi mäntyöljytislettä, joka sisälsi 25-30 % hartsihappoa. Muut lisäykset emulsioon kuten esimerkissä 4 .

Prosessi lämpötila__Valkoisuusaste 2 0°C 61,5 % 15 50°C 64,1 %

Esimerkki 6

Työskenneltiin kuten esimerkissä 3, kuitenkin öljyhappoemulsion kokoomus oli seuraava: 250 osaa vettä 20 100 osaa öljyhappoa 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 0,5 % 50°C 61,2 % 25 1,0 % 50°C 64,6 %

Esimerkki 7

Meneteltiin kuten esimerkissä 4, kuitenkin ras-vahappo/hartsihappoemulsion kokoomus oli seuraava: 250 osaa vettä 30 100 osaa mäntyöljytislettä, joka sisälsi 20-25 % hartsi- happoa 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 35 0,8 % 20°C 61,1 % 0,8 % 50°C 64,3 % 8 70055

Esimerkki 8

Meneteltiin kuten esimerkissä 5, kuitenkin rasva-happo/hartsihappoemulsion kokoomus oli seuraava: 250 osaa vettä 5 100 osaa mäntyöljytislettä, joka sisälsi 25-30 % hartsi- happoa 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 10 0,8 % 20°C 60,7 % 0,8 % 50°C 64,2 %

Esimerkki 9

Meneteltiin kuten esimerkissä 3, kuitenkin emulsion kokoomuksen ollessa seuraava: 15 300 osaa vettä 100 osaa sekarasvahappoa 20 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 3 etyleeni-oksidia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetteriä . 8 etylee-20 nioksidia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 0,8 % 20°C 61,2 % 25 0,8 % 50°C 64,7 %

Esimerkki 10

Meneteltiin kuten esimerkissä 3, kuitenkin emulsion kokoomuksen ollessa seuraava: 280 osaa vettä 30 100 osaa öljyhappoa 10 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 3 etyleenioksi-dia 2,5 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 8 etyleeni-oksidia 35 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia 11 9 70055 Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 0,8 % 20°C 61,6 % 0,8 % 50°C 64,4 %

Esimerkki 11 5 Meneteltiin kuten esimerkissä 3, kuitenkin emul sion kokoomus oli seuraava: 280 osaa vettä 100 osaa mäntyöljytislettä, joka sisälsi 20-25 % hartsi-happoa 10 10 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 3 etyleenioksidia 2,5 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 7 etyleenioksidia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia 15 Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 0,8 % 20°C 61,5 % 0,8 % 50°C 63,5 %

Esimerkki 12

Meneteltiin kuten esimerkissä 3, kuitenkin emul-20 sion kokoomus oli seuraava: 280 osaa vettä 100 osaa mäntyöljytislettä, joka sisälsi 25-30 % hart-sihappoa 10 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 3 etyleenioksidia 25 2,5 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 7 etyleeni oksidia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 30 0,8 % 20°C 61,3 % 0,8 % 50°C 63,7 %

Esimerkki 13

Meneteltiin kuten esimerkissä 3, kuitenkin emulsion kokoomus oli seuraava: 35 10 70055 280 osaa vettä 100 osaa sekarasvahappoa 10 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 3 etyleeni-oksidia 5 2,5 osaa rasvahappopolyglykoliesteriä . 7 etyleeni- oks idia 5 osaa rasva-alkoholipolyglykolieetterisulfaattia 2 osaa trietanoliamiinia Käyttömäärä Prosessilämpötila Valkoisuusaste 10 0,8 % 20°C 61,6 % 0,8 % 50°C 64,0 %

Testattujen seosten vertailu osoittaa emulsion selvät edut valkoisuusasteeseen tuhkan vähenemiseen ja kuituhäviöihin nähden.

15 ______ Käyttö- Lämpöti- Kokonais- Tuhkan osuus Valkoi-Tuote määrä la häviöt kokonaishä- suusas- % °c % viöstä % te % Öljyhappo 0,8 50 20,3 28,3 62,3

Saippua 0,8 50 18,5 26,2 61,9 2 0 Emulsio

Esimerkki 3 0,8 50 16,2 28,5 64,7

Esimerkki 4 0,8 50 16,4 30,7 64,8

Esimerkki 5 0,8 50 14,4 31,9 64,1

Esimerkki 7 0,8 50 17,1 30,9 64,2 25 Esimerkki 8 0,8 50 17,8 30,9 64,2

Esimerkki 9 0,8 50 17,9 28,9 64,7

Esim. 10 0,8 50 14,0 32,7 64,4

Esim. 11 0,8 50 13,0 34,7 63,5

Esim. 12 0,8 50 13,4 33,7 63,7 30 Esim. 13 0,8 50 14,5 j 31 ,7 64,0 |

II

Claims

1. Menetelmä musteen poistamiseksi painetusta jätepaperista käsittelemällä jätepaperi massanliuotus- 5 laitteessa emäksisissä pH-arvoissa alkalisilikaatilla, hapettavasti vaikuttavilla valkaisuaineilla, yli 10 C-atomia sisältävillä rasvahapoilla ja/tai hartsihapoil-la ja dispergointiaineilla ja erottamalla liuotetut painovärihiukkaset kuitumassasuspensiosta vaahdottamal- 10 la ja/tai pesemällä, tunnettu siitä, että ras vahapot ja/tai hartsihapot ja dispergointiaine lisätään öljy-vedessä-emulsion muodossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että öljy-vedessä-emulsion vä- 15 kevyys on 20-50 paino-% massaosaa laskettuna emulsiosta.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jätepaperi käsitellään massanliuotuslaitteessa 1-5 paino-%:11a alkalisilikaat-tia, 0,5-2 paino-% natriumhydroksidia ja/tai natrium- 20 karbonaattia, 0,5-3,0 paino-% hapettavasti vaikuttavaa valkaisuainetta ja 0,2-1,5 paino-% rasvahappoa ja/tai hartsihappoa öljy-vedessä-emulsion muodossa laskettuna jätepaperista.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että emulsion valmistukseen käytetään ionittomia ja/tai anionisia dispergointiainei-ta.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emulsion valmistukseen käy- 30 tetään 1-35 paino-% ionittomia ja/tai anionisia disper- gointiaineita, laskettuna rasva- ja/tai hartsihapoista.

6. Patenttivaatimusten 4-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anioninen dispergointiaine on rasva- ja/tai hartsihappojen alkali- tai amiini- 35 suola ja/tai olefiinisulfonaatti, ja/tai rasva-alkoholi- 70055 sulfaatti ja/tai rasva-alkoholipolyglykolieetterisul-faatti.

7. Patenttivaatimusten 5-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anionisen dispergointiai- 5 neen osuus on 1-10 paino-% laskettuna rasva- ja/tai hartsihaposta.

8. Patenttivaatimusten 4-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ionittomana dispergointi-aineena käytetään rasvahappopolyglykoliesteriä, rasva- 10 alkoholipolyglykolieetteriä, hartsihappopolyglykolies- teriä, alkyylifenolipolyglykolieetteriä, etoksyloitua rasvahappomono- ja/tai diglyseridiä.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 3-10 moolia ety- 15 leenioksidiosia sisältävää rasvahappopolyglykoliesteriä j a/tai hartsihappopolyglykoliesteriä.

10. Patenttivaatimusten 4-5 samoin kuin 8-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ionitto-man dispergointiaineen osuus on 5-25 paino-% laskettuna 20 rasva- ja/tai hartsihaposta. Il 13 70055 Pci tentkrav