HUT65018A - Waste paper processing method - Google Patents

Description

A találmány htCLladékpspir feltárására alkalmas eljárásra vonatkozik.

A találmány kiterjed in situ kicsapott kot ionos rétegvegyül eteknek a kapott hulladékpapír feltárásához való alkalmazására is·

Festékmentesítésen /deinking/ nyomdai estékeknek hulladékpepir-rostszuszpenzi ókból történő eltávolítását kell érteni. A nyomdai estékeltávolító eljárások lényegében két részlépésben mennek végbe, amelyek a következők:

1. A hulladékpeplr fellazítása, azaz rostosítása vízben nyomdafeatékrészeoskék feloldásához szükséges vegyszerek egyidejű behatása mellett, és

2· A leoldott festékrészeoekéknek a kiválasztása a rostszuszpenzióból.

A második eljárási lépés történhet kimosással vagy flotálássál /Ullmsnns Enoyclopádie dér tebhnisehen Chemie, 4. kiadás 17· kötet, 570 - 571. oldat, 1979/. A flot ál ásnál, amelynél a nyomdafestékek és a paplrrostok különböző nedvesíthetőségét használják ki, levegőt nyomnak vagy szívnek a rostszuszpenzión keresztül. Eközben kis levegőbuborékok kötődnek a nyomdaiestékrészeoskékhez és a vízfelületen habot létesítenek, amelyet anyaggyüjtőkkél távolítanak él.

A hulladékpapir festékmentesítését szokásosan alkalikus ρΗ-értéknél alkálif ém-hldroxidok, alkálifém-szilikátok, oxidál ó hatású fehérítő szerek és felületaktív anyagok jelenlétében általában 30 C° és 50 C° közötti hőmérsékletenen hajt-

• · ♦ ·

• 3 *» ják végre. Felületaktív anyagokként· amelyek a nyomdai estékek leoldását és elválasztását segítik élő* gyakran szappanok és/vagy zsíralkohol-poliglikol-éterek kerülnek felhasználásra /Ullmenns EnoyolopMdie dér toóhnisehen Chemie, 4· kiadás, 17· kötet, 571 - 572. oldal, 1979/.

A hagyományos nyomdafesték-rendszereket, például azokat, amelyek nltroeéllulóz, maleingyanta és/vagy sellak alapúak, és amelyek észtereket és/vagy ketonokat, például etil-aoetátot és/vagy metil-etil-ketont, vagy alkoholokat tartalmaznak oldószerekként, az utóbbi években kömyezetkímélés végett egyre növekvő mennyiségben vízzel hígítható nyomdafestékekkel helyettesítik. Így további alap a vízzel hígítható nyomdafestékek fokozott mértékű alkalmazására abban van, hogy a víz nem éghető anyag, ezáltal a nyomdákban az éldószertartalmú nyomdafestékek alkalmazásánál szükséges költséges védőberendezése boriAázása féteHogessé válik. A legtöbb vízzé! hígítható nyomdafesték kötőanyagokként anlones polimereket, például karboxlosoportct tartalmazó polimereket tartalmaz, és ezeknek bázisokkal való semlegesítése útján a nyomdafestékek vízoldhatóvá válnak. Tízzel hígítható nyomdai estékék azonban azzal a döntő hátránnyal rendelkeznek, hogy azok a szokásos, a festékeltávolító flottában lévő tenzidekkel, ha jelen vannak egyáltalán, osak nem kielégítő módon távolíthatók el /Das Pepler 42. T 84 T 98, 1988/. Banek az a következménye, hogy mostanáig az egyre nagyobb mennyiségben keletkező htOladé^aplrok, amelyek vízzel hígítható nyomdafestékekkel vannak nyomva, új^ól nem értékesíthetők és így h«Had£qpapír nyersanyagként például ujságnyomta• · · ·* k ·» tághoz és higiénispepirkéirt nea áll rendelkezésre.

A vízkörfolyamatoknak a papíriparban váló növekvő beszűkülése következtében jelentős mértékben megnő a vízoldható és/vagy vízben kolloidálisan oldott» ionos és/vagy nemionos, szervetlen és/vagy szerves természetű anyagok koncentrációja. Szék az snyagok, amelyek a papíriparban zavaró anyagokként vannak jelen, egyrész megterhelik a hulladékvizet és másrészt befolyásolják a papírkészítést, a papírminőséget, valamint a kationé» segédanyagok hatásosságát /Wochenblatt für Papierfabrikation 1984. 57 * 48/· A keményítő, kazein, polivinil-alkohol, polimer-diszperz! de, karboxi-mgtil-oellulóz és/vagy nyomdafestékkötőanyagok említhetők meg például zavaró anyagokként.

A találmány kidolgozásával az volt a célunk, hogy olyan élj árast feji esszünk ki hdlladékpspir feldolgozására, amelynek a segítségével lehetővé válik nyomdafestékek, különösen vízzel hígíthat ó nyomdafestékek, töltőanyagok és/vagy zavaró anyagok eltávolítása papiranyag-szuszpenzidcbdL.

Megfelelő kationos rétegVegyületek, amelyeket az irodalombal “kettős rétegMdroxidók *-nak is neveznek /R· AHmann “Doppélsohiohtstruturen mit brucitöhliehen Schichtionen...* in Chimia J4, 99 * 108, 1970/, a következő általános képlettel írhatók le:

Μ/Ιΐ/χ./ΖΐΠ/,/ΟΗ^Λ¹·/^ . n H₂0 ebben a képletben M/ll/ legalább egy kétértékű fémkation, M/1H/ legalább egy háromértficű fémkation és A^z~ jelentése egy vagy többázisú ssvek anionja, x értéke 0,01 és 0,2 közötti szám, n értéke 0 és 20 közötti szám és z értéke az an-

4» 5 *» ionok töltésének megfelelő szám· Ezek a rétegregyületék a DE-OS 20 fii 156· számú német nyilvánosságrahozstali írat szerint különböző eljárásokkal állíthat ác elő· Az Λ járás során például olyan vizes oldatot, amely két- és háromértékü fémionokat a fenti képletben x áltál megadott mól arányban a kívánt H^A sav sóiként tartalmaz, keverés közben valamely lú^ioz, előnyösen nátrium-hidroxidhoz, adnák 9 és 12 közötti pH-érték fenntartása közben· A képződött rétegvegyületet elkülönítik, vízzel mossák és szárítják· Ennek az anyagoszt ál y* nák egy j ól jellemzett képviselője az ásványi anyagként természetben előforduló vagy szintetikusan előállítható hydrot áléit, egy magnézium- alumínium hidroxikarbonát, amelynek az összetétele a következő képlettel írható le:

MggÁlg/OH/^COj . AHgO

A Vegyület szerkezetét Röntgen-grafikai módszerrel határozták meg /R. Allmann és Η· P· Jepsen, ”Die Struktur des Hydrot áléits, N· Jshrb* Mineral* Mcnatsh. 1969· 544 -551/· Ezekkel a szári*· tett és porított kstionos rétegvegytUetekkel azonban a nyomdafestékek, valamint a töltő anyagok és/vagy zavaró anyagok kielégítően nem választhatók él a papirrostoktól· Rossz eredmények érhetők ®sak el nyomdafestékek, töltőanyagok és/vagy zaVsró anyagok pq>irrostoktÓL váló elválasztásánál fenti összetételű paszta alakú kationos rétegregyületék alkalmazásánál, amelyek a Dl J8 38 532· számú német szabadalmi leírásban ismertetett módon állíthatók élő és legalább 30 % víztartalommal rendélkeznek 110 C°-on vál ó négyórás szárítás után me^iatározva· • · · · «<«·*·· • · . 4 4 ·4 4 4

4*4 ·4

4 4 · ···* · ······

- 6 Meglepő módon mégis azt találtuk, hogy olyan, fenti összetételű kationos rétegvogyületekkel, amelyeket pepirszusqpoo» zi ókban In situ kiosaptnk, nyomdát estékek, különösen vízzel hígítható nyomdafestékek, valamint töltőanyagok és/vagy zavaró anyagok hatásosan eltávolíthat <k a rostszuszpenziókból· A találmány tárgya ennek megfelelően eljárás hulladékpapir feltárására, amelyre az jellemző, hogy vizes papirszuszpenzlókat in situ kiosapott . » H₂0 általános képletű és összetételű rétegvegyűletekkel, e képletben m/II/ kétértékű kation, M/III/ háromértékű kation és A^z* jelentése egy és/vagy többázisú sarak anionja, x értéke 0,01 és 0,5 közötti szám és n értéke 0 és 20 közötti szám, míg z értéke az anionok töltésének megfelelő szám, kezelünk és ezt követően a leoldott nyomdafostékrészeoskéket, töltőanyagokat és/vagy zavaró anyagokat önmagában ismert módon flotálássál vagy kimosással eltávélítjnk a rostszusqpenzi ókból.

A találmány további tárgya pepirszuszpenzi ókban in situ kiosapott fenti összetétéltt kationé» rétegvegytflLetek alkalmazása htílladékpapir föltárásához·

A fenti összetételű kationos rétegvegyületek ín situ kiesapását úgy végezzük, hogy a p api re zuszpenzi ókhoz egymás után ▼agy egyidejűleg hozzátesszük kétértékű fémkationok sóit és háromértékű féakatlcnok sóit szilárd formában vagy előnyösen vizes oldatok formájában 20 C° és 60 C° közötti hőmérsékleteken. Kétértékű féakstlonok sóiként alkalmasak különösen az ál• · · • · ·

- 7 · káliföldfém-nitrátok, -Kloridok, -karbonátok, -szulfátok, -foszfátok és/vagy -polifoszfátok, így a magnézium-nitrát, kaloium-nitrát, magnézium-klorid és/vagy a magnézium-szulfát. Háromértékü fémketionok sálként különösen az alkálifém-áluínlnátokat, -szulfátokat, -nitrátokat és/vagy -kloridokat, előnyösen alkálifém-aluminátokat, például nátrium-aluminátot alkalmazunk. A kettő- vagy háromértékü fémkationok sál különösen sgy-_t kettő- és/vagy háromértékü sarak anionjait foglalják magukban. A kétértékű fémkatlanok, valamint a háromértékü fémketionok közötti mól arány 20 i 1 és 1 i 1 között van* A levegőszáraz papírra vonatkoztatva a háromértékü fémkationokat előnyösen 0,3 és 2 tömeg 5í mennyiségben alkalmazzuk.

Levegőszáraz papír azt jelenti, hogy a papírban egyensúlyi állapot ven a belső negvesség tekintetében· Bz az egyensúlyi állapét függ a hőmérséklettől és a levegő relatív nedvességétől.

Sok esetben a nyomdafestékek, töltőanyagok és/vagy zavaró anyagok eltávolítását a rostszuszpenzi ókból fokozhatjuk azzal, ha az in situ kiesepott kát ionos rétegvegyületeket 10 - 22 szénatomos zsírsavakkal, például 011nor 4010-zel /Henkel KGaA/, polimerekkel· például poliakril-amidokkal és/vagy polidimetil-aminoetil-metákrll áttel, és/vagy kopolimerekkél, például a DB 38 39 479. számú szabadalmi leírásban ismertetett kopolimerekkel, így dlmetil-emiiaoetil-metakrllátból, metakrilsárból és etil-akrilátbál készült kopolimerekkel, együtt használjuk·

A pspirezusapenzite előnyösen alkállkus pH-értéküek, így a pH-jtfc különösen 8 és 10 között van, amelyet adott esetben

-8.

lúgok, példáig nátrium- és/vagy kállum-hidroxld, hozzáadásával állítunk be.

Ab in sltu kicsapott kation·· rétegvegyületek jelenlétében a legkülönbözőbb nyomdafestékek, különösen a Tízzel hígítható nyomdafestékek, példáig az újságrotáei óe színek, a könyvnyomáshoz használt festékek, az offszetnyomásnál alkalmazott nyomdafestékek, áz illusztráeióe mélynyomás festékei, flexoés osomagolpapírok mélynyomó festékei, amelyek nyomott higladélqpaplyokb<, példáig újságokba, képesújságokba, számít ógéppapírokba, folyóiratokba, brossurákba, formanyomtatványokba, telefonkönyvekből és/vagy katalógusokba készülnek, eltávolíthat &·Az ilymódon kezelt húLladékpapirok nagyon jó fehérségükkel tűnnek ki és határozottal esőiken a töltőanyagtartalmuk. A találmány szerinti eljárással lehetővé válik továbbá zavaró anyagoknak fletálásaal vagy kimosással váló eltávolítása a rostszuszpenzi&a. Izeknek az alkot óanyagoknak a hátrányos hatásai a papírkészítésnél, különösen kationés papirsegéd&nyagok alkalmazása esetén, valamint a papír minőségének a kedvezőtlen befolyásolása jelentős mértékben csökkenthető ilymódon*

Nyomtatott hulladékpapirokat vei amely anyagoldó eszközben vizes oldatban, amely rendszerint 0,5 - 1,0 tömeg #100 #-os hidrogén?eroxidot, 0,5 - 2,5 tömeg % 99 %-os NaOH-t és »0 - 6,0 tömeg % Na-vízüveget, amelynek a szilárdaayagtartálma 35 tömeg % fjí - 40 Be⁰/ * valamennyi tömeg % légszáraz higladékpapirra vonatkozik - tartalmaz, 20 C° és 60 C° közötti hőmérsékleten fel aprítunk. Ezt követően a rostszuszpenzidkat

- 9 vízbe visszük vagy vizet adunk hozzájtk úgy, hogy 0,6 · 1,6 tömeg M anyagszuszpenziókst kapjunk.Mintegy 1 - 2 óra tartózkodási idő után, amely 20 - 60 C° hőmérséklettartományban történik, kétértékű fémkstionok sóit, valamint háromértékű fémkationok sóit előnyösen vizes oldatok formájában, egyidejűleg vagy egymást követően hozzáadjuk a szuszpenziókhoz és ezt követően adott esetben 0,1 -0,5 g 10 * 22 szénatomos zsírsavat, polimereket és/vagy kopolimereket adxmk hozzájuk légszáraz papírra, vonatkoztatva. Ezután előnyösen például Denver-féle flotáoiósoellában önmagában Ismert módon fiotáljuk azokat,

A találmány szerinti eljárást a következőkben kiviteli példán is bemutatjuk, A leírásban, a példákban és az igénypontokban a részek, százalékok és bz arányok tömegszázalékokra, tömegrészekre és tömegarányokra vonatkoznak, amennyiben másként nem jelöljük.

Példa g légszáraz Λ 3,8 g abszolút száraz 8, 3 % nedvességnél/ nyomtatott hull adékp api rt /100 % napilapot/, amelyet flexo-nyomófestékkai nyomtattak, 390 ml vizes oldatban, amely 0,22 M nátronvísüveget, amelynek a szilárdanyagtartalma 35 % /37 · 40 Be⁰/, 0,09 % hidrogénperoxidet /JO J6-os/ és 0,04 % nátrlum-hldrcxidot /99 96-os/ osillagkeverőben 2. fokozatban 45 C°-on fel aprítunk. Ezt követően a papirpépet 1,38 literre hígítjuk vízzel és 1,5 óra hosszat 45 C°-on állni hagyjuk·

- ίο Ezután mindenkor 175 ml llymódon kapott papirszuszpenzióhoz először 2,43 %-oa vizes nátriua-alumlnát-oldatot, utána 7,4 #-ob vizes magnézium-klorlá-oldatot és ezt követően adott esetben 10 · 22 szénstomos zsírsavakat, polimereket és/vagy kqpolimereket adunk keverés közben és 12 poréig e keletkező elegyet 45 C^ö-on egy Denver-féle labor-flotálóoolláben /200 ol/ 5000 fordüLot/pero sebesség mellett flotáljuk. összehasonlításként előre kicsapott rétwgvógytílethé^ amelyet 3,5 bŰ. 2,43 %-ob vizes nátrlum-altiminát-oldetbál, amelyhez 5 m 7,4 g-os vizes magtázlum-klorid-oldatot adtunk, állítunk elő, hozzáadnak 175 M fant megnevezett paplrszuszpenziót és az egészet 12 percig 45 C®-on egy Denvor-félo lábor-flotálócellában /200 </ 5000 fordulat/pero sebesség mellett flotáljUk, Flotálás után a mindenkori peplipépet leszívótölcséren elválasztjuk a víztől és 2 szűrőpapír között egy fotoszárító présen lappá fcrmáljik, majd 120 C°-on 60 percig szárítjuk,

A következő 1. táblázatban összefoglaljuk az alkalmazott két- és háronértékU fémketlonok mennyiségeit, valamint az adott esetben jelenlévő adalékokat és az In sltu kicsapott ka· tionos rétegvegyUletekkéL, valamint az előzőleg kicsapott Vagy száraz katlonos rétegvegytíletekkel kezelt hülledékpaplrok festékéi távolítása terén elért eredményeket. A kezelt hulladékpsplr nyomdafestékmentesítését /fehérségi fokát/, amelyet Xkvel jelölünk, peflexlénérés útján 457 nejnél határoztuk meg a Zeiss cég Kire fotókéeztílékén /a nem nyomott, flotálatlan peplr remissziója «100 M D, a nyomott, ne»-flotált peplr remiBsziója - 0 % D/. A körfclyemstl víz minőséget transzmissziómérés • · «· <··· ···· ··· • · · · · · · • · »······ • · ♦ · ···· ···· · ·♦· ···

-ussgítségtvel határoztak meg/ álnál nagyobb a f transzmisszió %»ben₉ sónál jebb a körfolyamsti víz tisztasága/· A trsnsz* missziót Photometer 662, Fa. Mrtrohm, Haris au, Sehweiz kásztiXékkel mértük· ·· 4« ««·« ···· «··« • · · · · · · • · ·4····· • · * · · ···· ···» · ·*· ···

ο ο ο ο ο οο ο ο ο ·ο ο οο

Η Η r-í rH Η r4Η ιη u? <!ο ίο |>

CM *	Η	n	<r	•St	©	eh
co	w co	©	•l ©	M ©	*> ©	•b ©

6 3 112 5

ΙΓ^* r*l ··**«»··

Η Η Η Η Η rH Η *1 *V »Α W> «% Ρ8

ΙΛ «λ ΙΛ Λ Λ r4Η ·» «· *· ·* Μ ··*

Η Η Η Η Μ ΗΗ

<Τ Μ» coT cn

* 13 * % dimetil-amiiaestH-iaetekrilátbdL, 7 % metakril savból és 15 M etil-akrilátb< ekőállítctt kopollmer, amely a

38 >9 479· számú német szabadalmi leírás szerinti mód· szerrel készült /Ccpolymer 1/

Oliner* 4010, Henkel KűaA

3/ előállítói Guilini

Claims (9)

1. Szabadalmi igénypontok

   1· Eljárás hUUadékpapir féltárására, ássál jel· lemosva, hogy vizes peplrszusqpenziáEat in situ kicsapott

   H/n/^^/III/^OT/j/A*·/^ . n HgO általános összetételű rétegregyületekkel, amelyekben M/II/ kát* értékű fémkation., 1^111/ háromértfirtl féflkstion, A** jelentése egy és/ragy többázisú sarak anionja, x értéke 0,01 és 0,5 közötti szám, n értéke 0 és 20 közötti szám és z értéke az anionok töltésének megfélélő szám, kezélünk és ezt körítőén a looldott nyomdai estékeket, töltőanyagokat és/ragy zár aró anyagokat önmagáben ismert módon flotálással vagy kimosásáéi eltávolít juk a rostszuszponziÓbÓL.
2. 2· Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezre, hogy M/XX/ magnézium- és/ragy kaloiumkationokat, M/III/ alumínium- és/ragy vasketionokat és A nitrát-, klorid.*, karbonát-, szülfát-, foszfát- és/ragy polifoszf át anionokat jelent·
3. 3. Az 1· vagy 2· igénypont szerinti éljárás, azzal jellemezre, hogy az In situ kicsapott kationos rétegrogyUletek előállításához a pqplrszus^penzi ókhoz kétértékű f Alkatiénak vizes sóoldstát és háreaértákü fémkationok vizes sóoldatát ad* juk hozzá.

   ···: r ·> *¹
4. 4. Az 1 · 3· igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a légszáraz papír mennyiségére számítva a háromértékü f énkationokat 0,3 Jí és 2 % közötti meny* nyiségben alkalmazzuk.
5. 5· Az 1 - 4· igényponto bármelyike szerinti eljárás, azzál jellemezve, hogy a molarány a kétértékű fémkationok és a háromértékü fémkstionok között 20 ι 1 és 1 ι 1 között van·
6. 6. Az 1 - 5» igénypontok bármelyike szerinti eljárás» ázzál jellemezve, hogy a papirszuszpenzidc pH-értéke 8 és 10 között vau
7. 7« Az 1 - 6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, atomos zsírsavakat, polimereket és/kőpollmerokot adunk 0,1 és 0,5 M közötti mennyiségben a légszáraz papírra vonatkoztatva·
8. 8« Az 1 - 7. Igénypontok bármelyike szerinti eljárás, > azzal jellemezve, hogy olyan hull adékpspÍrókat alkalmazunk, amelyeknek a hull adékpepir-alkot óanyagai vízzel hígítható nyom» daf estetekkel nyomtatott papírokat tartalmaznak·
9. 9· Pepirszuszpenzi ókban in situ kicsapott

   Μ/11/χ.., AII/j/o/j/A^1-/^ . n H₂0 általános összetételű kationos rétegvegyületek alkalmazása, «· *· ···· 4·*« • · · · · · · • · * 9 · · < ·· « · · « · • ·>··· · ·** ·» 16 · amelyekben Μ/ΙΙ/ kétértékű fémkstticn, M/III/ háromértékű f émkation, A²* jelentése egy· és/vagy többázisú savak anionja, x érték· 0,01 és 0,5 közötti szán, n érték· 0 és 20 közötti szám és z érték· ez anionok töltésének megfelelő szám, a htűlladékpapirf eltéréshez·