NL8304349A - Werkwijze voor het ontinkten van een inkt-bevattende secundaire vezelbron, werkwijze voor het vervaardigen van papier uit een inkt-bevattende secundaire vezelbron en secundaire vezel, bruikbaar in kringloop voor de vervaardiging van cellulose-produkten. - Google Patents

Description

* I

Werkwijze voor het outinkten van een inkt-bevattende secun- I

daire vezelbron, werkwijze voor het vervaardigen van papier I

uit een inkt-bevattende secundaire vezelbron en secundaire I

vezel, bruikbaar in kringloop voor de vervaardiging van I

5 cellulose-produkten. I

De technische vervaardiging van verschillende I

soorten papier vereist het gebruik van kringlooppapier als bron voor vezels voor het vervaardigen van papier, op grond I

10 van de kosten van onbedrukte vezels. Voordat dergelijke I

secundaire vezelbronnen worden gebruikt voor het vervaar- I

digen van een handelsprodukt, is het noodzakelijk de vezel- I

bron te behandelen om ongewenste chemische bestanddelen 1

te verwijderen, die de kwaliteit van het gerede papier- I

15 produkt ongunstig beïnvloeden. De meest opvallen ver- I

ontreinigingen, die moeten worden verwijderd, zijn inkten I

of kleurstoffen, die de kleur en de helderheid van de als I

uitgangsmateriaal gebruikte secundaire vezels ongunstig I

beïnvloeden. Inktafzettingen op papier zijn buitengewoon I

20 dun en hebben ruw gesproken een dikte van slechts ongeveer I

0,0025 mm. Chemisch zijn de inkten in het algemeen een I

mengsel van pigment of organische kleurstof, bindmiddel I

en oplosmiddel. Bepaalde inkten bevatten ook metallieke I

drogers, weekmakers en wassen om gewenste eigenschappen te I

25 verkrijgen. Hun chemische samenstelling kan derhalve zeer I

ingewikkeld zijn. Inkten kunnen echter niet op een lijn I

worden gesteld met andere toevoegsels of verontreinigingen, zoals lakken, aprets en weekmakers, die chemisch en fysisch I

van een andere aard zijn, zoals voor een deskundige duide- I

30 lijk is. I

De stand van de techniek heeft het reinigen van secundaire vezels in het algemeen aangepakt door de 1

bronnen voor secundaire vezels aan een reeks behandelingen I

te onderwerpen. De meest gebruikelijke behandelingsvorm I

35 8304349 ί ΐ

U

i

- 2 -I

! is chemisch nat ontinkten. Zo beschrijft bijvoorbeeld het

Amerikaanse oetrooischrift 3.098.784 een werkwijze voor het ontinkten van bedrukt papier, waarbij het bedrukte papier tot een brij wordt gemaakt in water, dat 0,2-5,0 % 5 (berekend op het gewicht papier) bevat van een in water oplosbaar niet-ionogeen oppervlakteaktief middel bij een temperatuur van ongeveer 33-82° C. De behandeling wordt uitgevoerd in een standaard pulp-vervezelingsinrichting, waarbij het papiermateriaal wordt verkleind tot nagenoeg 10 afzonderlijke vezels. Het Amerikaanse oetrooischrift 3.179.555 beschrijft een waterige methode, waarbij bepaalde zouten worden gebruikt om een verandering te bewerkstelligen in de zeta-potentiaal tussen de inktdeeltjes en de materiaal-deeltjes. Een detergens wordt gebruikt voor emulgeren van 15 de afgescheiden inktdeeltjes, waardoor deze door wassen uit de pulp kunnen worden verwijderd. Het Amerikaanse octrooi-schrift 3.377.234 beschrijft een middel voor het ontinkten ten gebruik in een waterige oplossing, omvattende een mengsel van alkylsulfaten, alkylarylsulfonaten en natrium-20 polyfosfaat. Het Amerikaanse oetrooischrift 1.422.251 beschrijft het verkleinen van secundaire vezelbronnen als voorbereiding voor het nat ontinkten. Het Amerikaanse octrooi-schrift 2.018.938 beschrijft een werkwijze voor het nat ontinkten, waarbij het afvalpapier verkleind wordt met 25 behulp van een staafmolen in een zeepachtige oplossing. Het

Amerikaanse oetrooischrift 2.916.412 beschrijft een werkwijze voor het nat ontinkten, waarbij tot een brij verwerkt afvalpapier (consistentie 3,25 %) grof wordt verpulpt en daarna bij een temperatuur beneden 44° C wordt geklopt , om 30 de inkt van de vezels los te maken. Het Duitse octrooi- schrift 2.836.805 beschrijft het maken van een brij van afvalpapier in een vervezelaar bij een consistentie van 3-5 % bij aanwezigheid van elektrolyten om de vezels te doen zwellen, waardoor de inkten verkruimelen. Deze en 35 andere werkwijzen voor het nat ontinkten kunnen echter duur 8304349

X

- 3 - * 4

t N

zijn en geven grote hoeveelheden slib, hetgeen een afvalprobleem veroorzaakt. Daarnaast zijn er bepaalde papiersoorten, die in het geheel niet met succes kunnen worden ontinkt door de gebruikelijke natte methoden, omdat zij 5 chemisch niet reageren met de middelen voor het ontinkten.

Andere behandelingen van secundaire vezels zijn gericht op het scheiden van andere verontreinigingen dan inkten van de secundaire vezels, zoals kunststof-bekledingen en diverse deeltjesvormige bestanddelen. Zo 10 beschrijft het Franse octrooischrift 1.295.608 het winnen van kringlooppapier, dat is bekleed met synthetische materialen of kunststoffoelies door het afvalpapier te bevochtigen en de brij te onderwerpen aan afschuren in een Hollander. De hydrofobe kunststofdeeltjes kunnen worden 15 gescheiden van het hydrofiele vezelige materiaal, dat ver kleind is door het afschuren in de maalinrichting tot deeltjes (vezels), die kleiner zijn dat de kunststofdeeltjes.

Het Britse octrooischrift 940.250 beschrijft een werkwijze voor het terugwinnen van vezelige materialen uit 20 afvalpapier-produkten, die zijn bekleed met synthetische harsen in de vorm van een stijf foelie. Het afvalmateriaal wordt blootgesteld aan een krachtige mechanische behandeling bij aanwezigheid van minder dan 70 gew.Z water om het materiaal te vervezelen, terwijl de kunststofharsfoelie 25 in betrekkelijk grote stukken aanwezig blijft. Het Britse octrooischrift 1.228.276 beschrijft een werkwijze voor het winnen van vezelig materiaal uit met kunststof bekleed of kunststof-bevattend afvalpapier. Het afvalpapier wordt vervezeld in water, waardoor de kunststof in kleine 30 deeltjes van de vezel wordt gescheiden, De kunststofdeel tjes worden vervolgens van de vezels gescheiden. Een Russisch artikel, getiteld "Dry Comminution of Waste Paper", M.V. Vanchakov, V.N. Erokhin, M.N. Anurov (14 januari, 1981), beschrijft het droog malen van afvalpapier in een 35 hamermolen als voorbehandeling voor een hydro-vervezelaar 8304349 f

V S

- 4 - om grote verontreinigingen, zoals bevestigingsmiddelen, doek, polyethyleenfoelie en andere af te scheiden. Het gemalen materiaal werd geleid door afscheidingszeven met openingen van 4 en 8 mm diameter en de door de zeven gaande 5 frakties werden ontvezeld in een hydro-vervezelaar. Zoals reeds gezegd heeft geen van deze werkwijzen betrekking op het ontinkten. Alle hebben betrekking op de verwijdering van kunststof foelies en bekledingen, die gemakkelijk kunnen worden afgescheiden als betrekkelijk grote stukken. Ook 10 maken al deze werkwijzen, behalve het Russische artikel, gebruik van water en geven derhalve geen aanwijzingen voor een droge bewerking. Anderzijds geeft het Russische artikel geen aanwijzingen voor het aitinkten, maar is veeleer gericht op de verwijdering van grote verontreinigingen 15 dan fijne deeltjes.

Nog andere bekende methoden voor het behandelen van afvalpapier maken gebruik van andere benaderingen. Zo beschrijft bijvoorbeeld het Amerikaanse octrooischrift 3.736.221 een werkwijze voor het maken van gevormde voor-20 werpen uit afvalpapier door het afvalpapier te vervezelen in een hamermolen, de vezels te bekleden met een waterig bindmiddel, onder druk te comprimeren en vervolgens te verharden. Er wordt niet getracht de inkt van het afvalpapier te verwijderen. Het Amerikaanse octrooischrift 25 4.124.168 beschrijft een werkwijze voor het winnen van verschillende soorten afvalpapier uit een gemengde bron door de bronmaterialen te verkleinen en de verschillende bestanddelen op grond van hun verkleiningsmogelijkheden te scheiden. Deze werkwijze dient uitsluitend voor het 30 klasseren van verschillende soorten afvalpapier, die in een gemengd monster aanwezig zijn en er wordt geen poging gedaan om inkt van het afvalpapier te verwijderen. Het Duitse octrooischrift 1.097.802 beschrijft een werkwijze voor het terugwinnen van afvalpapier door het papier te 35 scheuren en te reinigen, door het gescheurde papier te 8304349 - 5 - 4 4 kroezen en te rollen in een praktisch droge toestand en in de droge toestand te ontvezelen, desgewenst bij aanwezigheid van droge stoom. Deze werkwijze tracht de moeilijkheden te overwinnen bij het vervezelen van afvalpapieren, 5 die zijn bekleed met hydrofobe materialen, die zich bij waterige werkwijzen niet op de juiste wijze gedragen. Er is echter geen aanwijzing dat de inkten door een dergelijke droge behandeling kunnen worden verwijderd.

Er bestaat derhalve behoefte aan een werk-10 wijze voor het ontinkten, die de vorming van slib vermijdt of onderdrukt en ook de chemische kosten beperkt. Verschillende bekende behandelingen van afvalpapier zijn beproefd om aan deze behoefte te voldoen, maar geen van deze werkwijzen is succesvol geweest.

15 Er werd nu een werkwijze voor het ontinkten gevonden, die eenvoudiger en economischer is dan de gebruikelijk toegepaste natte werkwijze voor het ontinkten.

In het algemeen omvat deze werkwijze (a) het mechanisch .vervezelen van een ihkt-bevattende secundaire vezelbron 20 of uitgangsmateriaal in een nagenoeg droge toestand, bij voorkeur luchtdroog, waardoor nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deeltjes worden verkregen en (b) het afscheiden van de fijne deeltjes van de vezels. Het vervezelen wordt uitgevoerd als de secundaire vezelbron luchtdroog is of 25 voldoende droog om het aaneenhechten van de verkregen vezels en fijne deeltjes te verhinderen. De fijne deeltjes, die de inkt-bevattende fijne deeltjes omvatten, kunnen worden verwijderd of gescheiden van de vezels, bijvoorbeeld door zeven door een zeef, waarvan de maasopeningen vol-30 doende klein zijn om de vezels tegen te houden maar groot genoeg om de fijne deeltjes erdoorheen te laten gaan.

De fijne deeltjes kunnen omvatten inktdeeltjes, vezel-fragmenten, die inkt bevatten, andere deeltjesvormige materialen, die inkt bevatten, zoals vulmaterialen, vezel-35 deeltjes, gevormd tijdens het vervezelen, vezeldeeltjes, 8304349

• V

Γ - 6 - * die oorspronkelijk in de secundaire vezelbron aanwezig waren en uit deeltjes bestaande vulmaterialen, die in de secundaire vezelbron aanwezig waren. Het zal echter duidelijk zijn dat in alle gevallen tenminste een deel van 5 de fijne deeltjes inktbevattende fijne deeltjes of inkt- deeltjes omvatten.

De uitdrukkingen, zoals deze hier en'in de bijgaande conclusies worden gebruikt, hebben de volgende betekenissen: 10 "Secundaire vezelbron" betekent cellulose- produkten, die inkt dragen of bevatten, zoals bedrukt afvalpapier, dat wordt teruggewonnen om te worden gebruikt als bron voor het vervaardigen van papiervezels.

"Luchtdroog" betekent dat het vochtgehalte 15 van de secundaire vezelbron in evenwicht is met de atmos ferische omstandigheden, waaraan deze is blootgesteld.

"Nagenoeg afzonderlijke vezels" betekent in wezen afzonderlijke vezels, waarbij wat vezelaggregaten aanwezig kunnen zijn, die veelal langer zijn dan hun 20 diameter.

Kenmerkend bevatten secundaire vezelbronnen ongeveer 3-9 gew.% vocht, hetgeen voor de doelstellingen van de uitvinding ongeveer het trajekt voor luchtdroog papier is. Bij het uitvoeren van de werkwijze van de 25 uitvinding verdient het derhalve de voorkeur dat geen extra wataraanwezig is of wordt toegevoegd aan de te vervezelen secundaire vezelbronnen. Het is gebleken dat bij toenemen van het watergehalte van het papier, de energiebehoefte van de vervezelingsapparatuur snel toeneemt. Deze energié-30 toeneming heeft de neiging de vezels te vernietigen, het geen leidt tot een onaanvaardbare afbraak daarvan. Als het watergehalte toeneemt hebben de vezels en de fijne deeltjes, die tijdens het vervezelen wordt gevormd, ook de neiging te agglomereren of aan elkaar te hechten, 35 hetgeen de apparatuur kan verstoppen, de scheiding kan hin- 8304349 < « ψ - 7 - deren en de opbrengst aan bruikbare vezels-kan verlagen,

Derhalve is de secundaire vezelbron in een nagenoeg droge toestand als het vervezelen plaatsheeft en hoewel water aanwezig kan zijn of kan worden toegevoegd, moet dit 5 niet zoveel zijn dat het leidt tot een onaanvaardbare of oneconomische hoeveelheid vezelafbraak of energieverbruik of verstopping van de vervezelaar. Een specifieke numerieke beperking voor het watergehalte hangt in hoofdzaak af van de eigenschappen van de secundaire vezelbron 10 en de werking en economie van de vervezelingsapparatuur, die bij de werkwijze wordt gebruikt. Deze beperkingen kunnen door een deskundige proefondervindelijk worden bepaald. In het algemeen wordt echter een vochtgehalte van ongeveer 20 gew.%, berekend op de vaste stoffen, als een 15 praktische grens voor de meeste gevallen beschouwd.

De werkwijze van de uitvinding is bijzonder bruikbaar voor het verwijderen van inkten van secundaire vezelhronnen, die zijn behandeld of bekleed met een opper-vlaktelaag of vloeistofdicht materiaal. De laag dient voor 20 het tegenhouden van de inkt, op zodanige wijze dat weer stand wordt geboden tegen het doorlopen van de inkt na het aanbrengen op de secundaire vezelbron. In dergelijke gevallen wordt tenminste een deel van de laag of bekleding verwijderd met de kleine inktdeeltjes tijdens het ver-25 vezelen en van de vezels gescheiden. Voorbeelden van vloeistofdichte lagen of oppervlaktelagen zijn zetmeel, caseine, dierlijke lijm, carboxymethylcellulose, poly-vinylalkohol, methylcellulose, wasemulsies en een reeks harspolymeren.

30 De afzonderlijke deeltjes, verkregen door de werkwijze volgens de uitvinding, die geen hydratie vertonen (hetgeen karakteristiek is voor vezels verkregen met werkwijzen voor het nat ontinkten) zijn geschikt als secundaire vezels en kunnen worden gebruikt als kringloop-35 materiaal voor de vervaardiging van celluloseprodukten,

83 ö 4 3 4 S

- 8 - zoals vloeipapier, dagbladen, blocnotes, watten, bekledingen, nieuwsbladen en dergelijke.

Figuur 1 is een perspektivisch aanzicht van een voorbeeld van een vervezelingsinrichting, die wordt 5 gebruikt voor het uitvoeren van de werkwijze van de uit vinding .

Figuur 2 is een perspektivisch aanzicht van de vervezelingsinrichting van het type van figuur 1, waarbij het voordeksel is geopend om de ventilatorschoepen 10 en het getande werkoppervlak vrij te maken.

Figuur 3 is een weggesneden perspektivisch aanzicht van de geopende vervezelaar met de ventilator verwijderd om de opening vrij te maken, waardoor de verwerkte vezels aan de werkkamer worden onttrokken.

15 Figuur 4 is een zijaanzicht van de verveze laar, gedeeltelijk in doorsnede, die de werking ervan toelicht.

Figuur 5 is een perspektivisch aanzicht van een vervezelaar, die is gemodificeerd om op continue wijze 20 te werken.

Figuur 6 is een schematisch blokschema, dat een toelichting geeft van de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 7 is een blokschema, dat een toelich-25 ting geeft van het gebruik van de uitvinding in verband met het bereiden van papier.

Allereerst zal aan de hand van figuur 1 de uitvinding in nadere bijzonderheden worden beschreven. De in figuur 1 toegelicht apparatuur, een turbomolen, werd 30 hierbij voor het verschaffen van de gewenste informatie gebruikt. Het zal een deskundige echter duidelijk zijn dat een reeks vervezelingsinrichtingen beschikbaar is voor het uitvoeren van de werkwijze van de uitvinding, bijvoorbeeld hamermolens, schijfmolens, pennenmolens, 35 vleugelmolens, enz. In het algemeen omvat de vervezelings- 8304349 ' « * - 9 - inrich.ti.ng 1 een huis, dat roterende rotorschoepen insluit (zie figuur 2), die worden aangedreven door een geschikt aandrijforgaan 2. De secundaire vezelbron, bijvoorbeeld bedrukt afvalpapier, dat gescheurd kan zijn, wordt naar de 5 vervezelingsinrichting gevoerd door de toevoerinlaat 3 en het afvalpapier wordt verkleind of vervezeld tot nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deeltjes. Een inwendig aangebrachte ventilator trekt lucht naar binnen door de toevoerinlaat 3 samen met het afvalpapier en perst de 10 lucht naar buiten door de afvoeropening 4, waarbij de vezels en de fijne deeltjes met de lucht worden meegevoerd.

De vezels worden verzameld in een buisvormige zak 5 met zeefopeningen, waardoor de fijne deeltjes door de zeef-openingen kunnen gaan, terwijl de vezels achterblijven.

15 De specifieke zak met openingen 5 die bevredigend bleek te werken, had een zeefafmeting van 20 x 24 openingen per centimeter. De draaddiameter bedroeg 0,23 mm en de openingen waren 0,15 bij 0,30 mm. Het open oppervlak van de zeef was 23 % van het zeefoppervlak. Ook is in figuur 1 20 aangegeven een koelorgaan met een water-toevoer 6 en afvoeropeningen 7 voor het verwijderen van warmte, die is ontwikkeld als gevolg van de wrijving door het afschuiven van het vezel-uitgangsmateriaal. Afgezien van de buisvormige zak met openingen, zijn vervezelingsinrichtingen 25 als in figuur 1 in de handel verkrijgbaar. Een dergelijke vervezelingsinrichting is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.069.103. De specifieke inrichting, die is toegelicht en gebruikt voor de hier genoemde doelstellingen was een vervezelaar Pallman Ref. 4.

30 Figuur 2 geeft een toelichting van de in wendige werkkamer van de vervezelaar, waarbij in de eerste plaats de stand van de rotorschoepen is weergegeven. Er is een getand, gegroefd werkoppervlak aangegeven, waartegen het toegevoerde materiaal wordt afgeslepen door de bewer-35 king van de bewegende rotorschoepen 9. Hoewel dat uit deze 8304349 i > * -10- figuur niet duidelijk blijkt is er een ruimte tussen het getande werkoppervlak en de schoepen, waarin de cellulose materialen worden rondgeschud. De stand van de schoep ten opzichte van het werkoppervlak 8 is instelbaar om een 5 mate van controle mogelijk te maken met betrekking tot het vervezelen, dat voorts wordt geregeld door de snelheid van de schoep, de verblijftijd en de aard van het werkoppervlak. Het werkoppervlak 8 bestaat uit zes verwijderbare .segmenten. Deze kunnen worden vervangen door een 10 groter of kleiner aantal segmenten met een andere construc tie of configuratie met betrekking tot het oppervlak. Deze flexibiliteit maakt een oneindig aantal keuzen mogelijk voor het veranderen en optimaliseren van het vervezelen.

De hier getekende constructie heeft echter zeer bevredi-15 gend gewerkt. Meer in het bijzonder zijn de groeven van ieder segment evenwijdig aan elkaar en gelegen op een afstand van ongeveer 2 mm, gemeten van top tot top. Iedere groef heeft een diepte van ongeveer 1,5 mm. De radiale breedte van ieder segment is ongeveer 10 cm. Deze afme-20 tingen dienen uitsluitend ter toelichting en zijn uiteraard geen beperking. Zoals gedeeltelijk aangegeven is het werkoppervlak aan de binnenzijde van de scharnierende afdekking 10 nagenoeg identiek aan het reeds beschreven andere werkoppervlak 8. Als de afdekking wordt gesloten geven de 25 beide werkoppervlakken een binnenkamer, waarin het toege voerde materiaal wordt vervezeld.

Figuur 3 is weggesneden perspektivisch aanzicht van de vervezelingsinrichting , waarbij de rotor is verwijderd om de opening 11 vrij te maken, waardoor het 30 vervezelde materiaal loopt alvorens te worden afgevoerd door de afvoeropening 4. De afmeting van de opening is variabel, waardoor de mate van vervezeling kan worden geregeld door het vergroten of verkleinen van de snelheid van de luchtstroom en derhalve de verblijftijd in de 35 vervezelingsinrichting. De opening bevindt zich binnen een « 8304349 -11- verwijderbare plaat 12 voor het op doelmatige wijze veranderen van de afmeting van de opening. Een openingsdiameter van 160 mm is geschikt gebleken in samenhang met een lucht- 3 stroomsnelheid van ongeveer 10 m per minuut. Ook zijn in 5 figuur 3 de ventilatorschoepen 13 aangegeven van de venti lator, die de luchtstroom door de vervezelingsinrichting verschaft.

Figuur 4 is een weggesneden aanzicht in dwarsdoorsnede van de vervezelingsinrichting, waarop de 10 schematische werking is aangegeven. De pijlen geven de richting van de luchtstroom en de vezels aan. Meer in het bijzonder wordt de secundaire vezelbron 15 gebracht in de toevoerinlaat 3 en komt daar in contact met de rotor-schoepen 9. De luchtstroom richt de secundaire vezelbron 15 tussen de rotorschoepen en het werkoppervlak 8, zodat de secundaire vezelbron wordt verkleind tot steeds kleinere deeltjes, tenslotte verkleind of vervezeld tot nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deeltjes. De centrifugaal-krachten, die door de rotorschoepen worden opgewekt, 20 dringen de deeltjes, bij voorkeur de grotere deeltjes, naar de top 16 tussen de onder een hoek geplaatste werkopper-vlafcken. Deze krachten voorkomen dat de grotere deeltjes ontsnappen voordat zij volledig zijn vervezeld. Na een nagenoeg volledige vervezeling worden de verkleinde vaste 25 materialen gevoerd door de opening 11 van de verwij derbare plaat 12. De ventilatorschoepen 13 drijven de met de lucht meegenomen vezels dan naar buiten door de uitlaatopening 4.

Figuur 5 geeft een toelichting van de werking 30 van de eerder beschreven vervezelingsinrichting, zij het iets gemodificeerd voor continue werking, zoals waarschijnlijk voor technische werkwijzen zal zijn vereist.

Bij deze uitvoeringsvorm is de voedingsinlaat 3 veeleer weergegeven als een buisvormige inlaat dan als de hopper 35 van figuur I. De voedingsbuis verschaft een continue toevoer 8304349 -12- van gescheurde secundaire vezelmaterialen met een geschikte afmeting en kwaliteit. In het algemeen gesproken kan een dergelijk materiaal aanwezig zijn in de vorm van vellen met een afmeting van ongeveer 5 x 10 cm of minder en 5 moet vrij zijn van gruisachtig materiaal om de vervezelings- inrichting te beschermen. De deeltjesafmeting en de vorm van de voeding hangt echter af van de mogelijkheden van de gebruikte vervezelingsinrichting en is geen beperking van de uitvinding. Scheurorganen kunnen worden en worden ge-10 bruikt, bijvoorbeeld om de toegepaste secundaire vezel- bronnen te scheuren en de gegevens van de tabellen A-C te verzamelen. Een andere modificatie, die is toegelicht, is het continu bewegende zeefgaas 18, dat de vezels verzamelt in de vorm van een vlies of vel 19. De maaswijdte 15 van de zeef wordt zo gekozen, dat de fijne deeltjes erdoor heen gaan,' bij voorkeur geholpen door een vacuumkast 20, die de fijne deeltjes verzamelt en ze voert naar een geschikte plaats voor het winnen ervan. Een zeefdoek van W. S. Tyler Incorporated met 60 openingen per lineaire ' 20 centimeter, een draaddiameter van 0,065 mm, een openings- breedte van 0,1 mm en een open oppervlak van 37,4 % is het meest doelmatig gebleken bij het vervaardigen van . 2 een vlies met een basisgewicht van ongeveer 9,5 g per m of minder. Dikkere vliezen hebben de neiging de fijne 25 deeltjes in het vlies zelf vast te houden, onafhankelijk van de grootte van de draadopeningen. In stippellijnen is een gemodificeerde afvoeropening 4 aangegeven, die wijder is gemaakt om hem aan te passen aan de breedte van de bewegende zeef. In de feitelijke praktijk werd op continue 30 basis bijvoorbeeld gescheurd afvalpapier naar een Pallman- vervezelingsinrichting gevoerd met een snelheid van 0,7 kg per minuut. De vervezelingsinrichting werd ingesteld met een speling van 3 mm tussen het getande werkoppervlak en de rotorschoepen. Een verwijderbare plaat met een 35 opening van 140 mm werd geplaatst achter de ventilator, 8304349 * r -13- die 4830 omwentelingen per minuut maakte zonder belasting.

De luchtstroom door de vervezelingsinrichting bedroeg 3 ongeveer II m per minuut. Koelwater werd m de koelmantel gevoerd met een snelheid van 2 1 per minuut. De hegin-5 temperatuur van het water bedroeg 16° G en deze was na een langdurige proef gekomen op 19-20° C. De snelheid van de zeef, die het vervezelde materiaal uit de vervezelingsinrichting opnam, werd ingesteld op 100 m per minuut. Het vacuum onder de zeef bedroeg 15 mm water. Ongeveer 18,85 % 10 van de secundaire vezelbron ging in de vorm van fijne deeltjes door de zeef, terwijl de rest op de zeef werd verzameld als een droog, ontinkt produkt. De fijne deeltjes bevatten ongeveer 75 gëw.% vezeldeeltjes en ongeveer 25 gew.Z klei (koolstof).

15 Figuur 6 geeft schematisch een toelichting van een totaalaanzicht van eeawerkwijze volgens de uitvinding. Meer in het bijzonder toont deze een bron voor secundaire vezels, die wordt geleid naar een vervezelingsinrichting 21, die identiek of' gelijksoortig is in funktie 20 aan de inrichtingen van het type, dat is beschreven in de voorafgaande figuren. Zoals reeds gezegd is het voor de meeste vervezelingsinrichtingen waarschijnlijk aan te bevelen de bron voor secudaire vezels eerst te scheuren.

In de vervezelingsinrichting wordt de bron voor secundaire 25 vezels, al of niet gescheurd, belangrijk verkleind tot afzonderlijke of enkele vezels en fijne deeltjes en afgezet op een bewegende zeef 18. Het afzetten van de vezels op de zeef wordt bevorderd door een vacuumkast 20, die het verwijderen van de fijne deeltjes vergemakkelijkt. De 30 fijne deeltjes bevatten veel van de inkt, die in hét ruwe uitgangsmateriaal aanwezig is en worden verzameld in een geschikte ontvanger 22 om te worden afgevoerd. Het vacuum voor de vacuumkast wordt geleverd door een ventilator 23, die de fijne deeltjes door de zeef drukt en ze in de ont-35 vanger 22 blaast. De vezelige massa of het vezelvlies, afge- 8304349 -14- [ . .

« zet op de bewegende' zeef, wordt daarna teruggewonnen door ze tot een gelijkmatige dikte te.reduceren in een geschikte inrichting 24 daarvoor en vervolgens omgezet in balen pulp in een inrichting voor het vervaardigen van balen of alter-5 natief rechtstreeks gevoerd in een vervezelaar om een pulp- hrij te vormen voor het vervaardigen van papier op de gebruikelijke wijze. Daarnaast kunnen de gewonnen vezels rechtstreeks worden gevoerd naar een inrichting voor het opwekken van lucht ter verkrijging van uit de lucht 10 afgezette vliezen of matten. Een deskundige zal het duidelijk zijn dat een reeks inrichtingen of uitvoeringsvormen kan worden gebruikt voor het uitvoeren van de hier toegelichte funkties,

Figuur 7 geeft verder een toelichting van 15 deze werkwijze volgens de uitvinding met een blokschema, dat een totale werkwijze aangeeft voor het bereiden van papier uit vezels, gewonnen uit een droog ontinkte secundaire vezelbron. Zoals aangegeven wordt een inkt-bevattende secundaire vezelbron (zoals bedrukt afvalpapier) luchtdroog 20 vervezeld om nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deel tjes te verkrijgen. De fijne deeltjes worden op een willekeurige geschikte wijze van de vezels gescheiden, waarbij de teruggewonnen en te gebruiken vezels achterblijven.

Er zijn tenminste verschillende mogelijkheden. Zoals aange-25 geven kunnen de vezels tot balen worden verwerkt om later te worden verpulpt, zoals aangegeven met de stippellijnen.

Zij kunnen ook rechtstreeks naar een luchtvormer worden gevoerd om uit de lucht afgezette vliezen te verkrijgen. Alternatief kunnen de vezels worden gereinigd, bijvoor-30 beeld door waterig centri-cleaning (toegelicht in de tabellen D en E) of door methoden voor het nat ontinkten, die algemeen bekend zijn en toegelicht door de hiervoor heschreven octrooischriften op dat gebied. In beide gevallen kunnen de verkregen vezels worden verpulpt door 35 een brij met water te maken en verdund tot een uitgangs- 8304349 -15- materiaal voor het bereiden van papier van een geschikte consistentie. Het uitgangsmateriaal voor de papierbereiding wordt dan in natte toestand afgezet om een vezelvlies te vormen en gedroogd om een papiervel te verkrijgen. De 5 specifieke trappen voor het bereiden van papier kunnen variëren, maar zijn algemeen bekend. Het droog-ontinkte vezelmateriaal volgens de uitvinding is bruikbaar als secundaire vezels voor weefsels, fijn papier, drukpapier en andere papiersoorten.

10

Voorbeelden (tai de doeltreffendheid van de werkwijze volgens de uitvinding toe te lichten werden zes verschil-15 lende secundaire vezelbronnen mechanisch vervezeld volgens de uitvinding en zoals hiervoor beschreven met betrekking tot de vervezelingsinrichting van de figuren 1-4. De zes verschillende monsters waren computer-uitdraaien,

Xerocopy Bondmet inkt bekleed karton, gehard met ultra-20 violet licht (UV-bekleed karton), gelakt karton, nieuws bladen en magazines. De tweede , derde en vierde van de hiervoor genoemde monsters zijn in feite niet te behandelen door de standaardwerkwijze voor het nat ontinkten. Alle secundaire vezelbronnen waren luchtdroog en werden verwerkt 25 bij kamertemperatuur. Het zal echter duidelijk zijn dat bepaalde inkten en bewerkingslagen optimalen kunnen worden verwerkt bij hogere temperaturen, waar zij brosser zijn en derhalve gemakkelijker fijne deeltjes vormen. Anderzijds kunnen bepaalde inkten of afwerkingslagen thermoplastisch 30 zijn en kunnen derhalve gemakkelijker bij lage temperaturen worden verwerkt.

De optimale bewerkingstemperatuur zal der- 12

Husky Xerocopy Bond, Easman Kodak, fotokopiepapier 35 8304349 -16- halve afhangen van de eigenschappen van de specifieke overwegende secundaire vezelbron en van de economie met betrekking tot het verschaffen van een geschikte temperatuur.

5 Ontinkte vezels, gewonnen door ieder monster te onderwerpen aan de werkwijze van de uitvinding (proef) en niet-ontinkte vezels (controle) gewonnen door ieder monster te scheuren tot kleine stukken en een brij te vormen in warm water (43° C) onder licht mengen om de 10 vezel-vezelbindingen van het monster te verbreken, werden elk gebruikt in een waterige brij als pulp voor het maken van papier-handvellen op een gebruikelijke wijze. De aldus gevormde handvellen werden daarna op helderheid onderzocht met een Elrepho fotoelektrische Reflectant Photometer 15 (ISO 3688) en asgehalte (een maat voor het verwijderen van de bekleding en/of de vulling (TAPPI T211M-58)). Daarnaast werden de proef- en controle-pulpen ook onderzocht op hun ontwateringseigenschappen (Canadese standaardvrijheid TAPPI T227M-58). De resultaten zijn aangegeven in de 20 tabellen Δ, B en C.

TABEL A

25 (Canddese standaardvrijheid (ml))

Monster Controle Proef

Computer-uitdraai 380 590

Xerocopy 500 700+ 30 UV-bekleed karton 500 700+

Gelakt karton 500 700+

Nieuwsblad 100 270

Magazine 130 280 35 8304349 •r -17-

TABEL B

5 (Asgehalte (gewichtsprócenten))

Monster Controle Proef

Computer-uitdraai 10,3 6,2

Xerocopy 9,3 4,6 UV-bekleed karton 4,6 2,4

Gelakt karton 5,1 3,2

Nieuwsblad - -

Magazine 23 15 15 TABEL C (Helderheid) 20

Monster Controle Proef

Computer-uitdraai 72 77

Xerocopy 81 85 UV-bekleed karton 75 78

Gelakt karton 79 82

Nieuwsblad 35 44

Magazine 51 58 30

Zoals uit de gegevens blijkt werden de helderheid en het asgehalte van het uiteindelijke vel verbeterd als de met de werkwijze van de uitvinding gewonnen vezels ^ werden gebruikt om het vel te vormen. Daarnaast werden de 8304349 t ___,_ _ — ------^ - J * j -18- ontwateringseigenschappen (vrijheid) van de pulp ook verbeterd door het droog ontinkten volgens de uitvinding. De droog ontinkte monsters vertoonden ook een sterke vermindering van het aantal zichtbare inktdeeltjes in verge-5 lijking met de niet behandelde monsters. Hoewel dit niet specifiek is gemeten wordt deze verbetering tenminste gedeeltelijk weerspiegeld in de metingen van de helderheid.

Behalve dat het de enige behandeling kan 10 zijn voor een secundaire vezelbron, die moet worden ge bruikt als uitgangsmateriaal voor het bereiden van papier, kan het droog ontinkten volgens de uitvinding ook worden gebruikt als voorbehandeling, die moet worden gevolgd door een volgende reiniging van de vezels of een gebruikelijke 15 werkwijze voor het nat ontinkten. Als voorbehandeling ver mindert deze werkwijze de vorming van nat slib tijdens het nat ontinkten (hetgeen het probleem vermindert, dat door de slibvorming ontstaat) en verlaagt de chemische kosten, daar een deel van de inkten reeds is verwijderd voor de 20 daaropvolgende behandeling voor het nat ontinkten. De tabellen D en E bevatten vergelijkende gegevens voor ontinkte sigarettendoosjes, hetgeen een verbetering aangeeft van bepaalde fysische eigenschappen van de twee bronnen voor secundaire vezels (sigaretteirioosjes) als deze droog 25 worden ontinkte en vervolgens worden gereinigd in een hydrocycloon (centri-cleaning).

TABEL D 30 (WINSTON sigarettendoosjes)

Nat ontinkten Droog ont- Droog ontinkten inkten plus "centri- ' ___ cleaning"_ 35 Vrijheid 616 619 700 _______ 8304349 -19-

Elrepho helderheid 76,5 75,3 77,6

As, % - 3,3 1,8

5 TABEL E

(SALEM sigarettendoosjes)

Nat ontinkten Droog ont- Droog ontinkten inkten plus "centri-__ _ cleaning”

Vrijheid 636 658 699

Elrepho helderheid 81,2 79,5 79,9

As, % - 3,0 2,1 15

In iedere tabel bevat de eerste kolom fysische gegevens voor het produkt, dat wordt verkregen door het betreffende monster te onderwerpen aan een normale werk- 20 ' · wijze voor het nat. ontinkten. De betreffende werkwijze is van geen belang met betrekking tot de werkwijze van de uitvinding, maar dient uitsluitend ter vergelijking.

Specifiek bevatte de oplossing voor het ontinkten 3,0 g natriumhydroxyde, 0,2 g tetranatriumpyrofosfaat, 0,2 g ^ Armak Ethofat 242/25 oppervlakteaktief middel en 1667 ml water. De oplossing voor het ontinkten werd tot 82° C verhit en 50 g in de oven gedroogd afvalpapier, gesneden of gescheurd tot stukken van 13 mm werd onder mengen toegevoegd. Nadat de vervezeling van het mengsel had plaats-30 gehad werd het monster driemaal gewassen door met water te verdunnen tot een consistentie van 1 %. Het gewassen produkt werd daarna onderzocht met betrekking tot de

Canadese standaardvrijheid en voor de helderheidsproeven tot handvellen gevormd.

35

De tweede kolom bevat overeenkomstige gegevens 8304349 -- ................................

' -20- φ r voor de produkten van het droog ontinkten van de uitvinding, zoals hiervoor beschreven.

De derde kolom bevat overeenkomstige gegevens voor de produkten verkregen door centricleaning van 5 de vezels, verkregen met het droog ontinkten volgens de tweede kolom. In het bijzonder werden de droog ontinkte vezels met water tot een brij gemaakt tot een voedings-consistentie van ongeveer 0,5 % droog gewicht. De tot een brij verwerkte vezels werden onder een druk van 2 10 2,8 mg per cm gevoerd naar een Bauer "βΟΟΝ" Centri- cleaner met een snelheid van ongeveer 154 1 per minuut.

De betreffende genoemde apparatuur is een hydrocycloon (vloeistofcycloon) van een nylon constructie met een in het algemeen conische vorm met een nominale inwendige 15 diameter van 75 mm aan de bovenzijde een hoogte van onge veer 90 cm. De centricleaner dient om de vezels op een bekende wijze voor deskundigen op het gebied van mechanische scheidingen te scheiden van kleinere en dichtere deeltjes.

Deze resultaten geven een toelichting van 20 de doelmatigheid, van de werkwijze van de uitvinding voor het droog ontinkten als een voorbehandeling, gevolgd door reiniging, in het bijzonder met betrekking tot de vermindering aan fijne deeltjes, gemeten door de hogere vrijheid in beide monsters. Daarnaast werd de helderheid van beide 25 gewassen monsters iets verbeterd ten opzichte van het droog ontinkte produkt.

Hoewel dit niet is toegelicht kunnen de droog ontinkte vezels vervolgens ook nat worden ontinkt op de gebruikelijke wijze voor een deskundige op het be-30 treffende gebied. Zo kunnen de droog ontinkte vezels bij voorbeeld worden verwerkt tot een brij in de oplossing voor het ontinkten, die hier-voor is beschreven en wel gedurende een tijdsduur voor het verwijderen van inkt en zij kunnen gewassen en/of centricleaned worden.

35 Het is derhalve duidelijk dat de uitvinding 8304349 * -21- kan worden toegepast hetzij als een ontinktwerkwi j ze als zodanig of als werkwijze in combinatie met andere werkwijzen voor het bereiden van papier. Bovendien heeft de uitvinding talrijke voordelen, die door de stand van de 5 techniek niet worden bereikt.

8304349

Claims (14)

1. Werkwij ze voor het ontinkten van een inkt-bevattende secundaire vezelbron met het kenmerk dat men de secundaire vezelbron mechanisch, vervezelt om nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deeltjes te verkrijgen, 5 welk vervezelen plaatsheeft als de secundaire vezelbron nagenoeg luchtdroog is of voldoende droog om aaneenhechten van de verkregen vezels en fijne deeltjes te verhinderen en dat men de fijne deeltjes van de vezels scheidt, waardoor de vezels geschikt worden als secundaire vezels.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de secundaire vezelbron niet meer dan 20 gew.% vocht bevat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de secundaire vezelbron luchtdroog 15 is.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de fijne deeltjes van de vezels worden gescheiden door de fijne deeltjes af te voeren door een zeef met een maaswijdte, die klein genoeg is om doorgang van de 20 vezels te verhinderen.

5. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de afgescheiden vezels direkt worden verwerkt tot een brij in water voor het bereiden van een celluloseprodukt.

6. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de afscheiden vezels direkt naar een luchtvormer worden gevoerd.

7. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de afgescheiden vezels worden gevormd 30 tot nagenoeg gelijkmatige matten en tot halen worden ver werkt. 8304343 __j -23- Λ <9

8. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de afgescheiden vezels worden gereinigd in een waterige oplossing.

9. Werkwijze volgens conclusie 6 5 met het kenmerk dat de afgescheiden vezels in een hydro- cycloon worden gezuiverd.

10. Werkwijze volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de afgescheiden vezels worden gereinigd door nat ontinkten.

11. Werkwijze volgens conclusie 1 'met het kenmerk dat de secundaire vezelhron wordt gekozen uit de groep bestaande uit computer-uitdraaien, fotokopie-papier, met inkt bekleed karton, gehard door ultraviolet licht, gelakt karton, dagbladen, sigarettendoosjes en 15 magazines.

12. Werkwijze voor het ontinkten van een ihkt-bevattende secundaire vezelbron met een oppervlakte-laag, waarbij men de secundaire vezelbron mechanisch vervezelt om nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deeltjes 20 te verkrijgen, omvattende inkt en bekledingslaag, welk vervezelen plaatsheeft als de secundaire vezelbron nagenoeg luchtdroog is of voldoende droog om aaneenhechting van de verkregen vezels en fijne deeltje s. te verhinderen en dat men de fijne deeltjes van de vezels scheidt, waardoor de 25 vezels geschikt worden als secundaire vezels.

13. Werkwijze voor het bereiden van papier uit een inkt-bevattende secuiidaire vezelbron, met het kenmerk dat men a) de secundaire vezelbron mechanisch ver-30 vezelt om nagenoeg afzonderlijke vezels en fijne deeltjes te verkrijgen, welk vervezelen plaatheeft als de secundaire vezelbron nagenoeg luchtdroog is of voldoende droog om de aanhechting van de verkregen vezels en fijne deeltjes te verhinderen, 35 b) de fijne deeltjes van de vezels scheidt, 8304349 Λ -24 c) de vezels met water tot een brij maakt als uitgangsmateriaal voor het bereiden van papier, d) het uitgangsmateriaal voor het bereiden van papier nat afzet om een vezelvlies te vormen en 5 e) het vlies droogt.

14. Secundaire vezel, ten gebruike in kringloop voor het vervaardigen van cellulose produkten en verkregen uit een inkt-bevattende secundaire vezelbron, omvattende afzonderlijke vezels, verkregen door mechanisch 10 vervezelen van de vezelbron in luchtdroge toestand of in voldoende droge toestand om aaneenhechting van de verkregen vezels en fijne deeltjes te verhinderen en afzonderlijk van de verkregen fijne deeltjes verkregen, welke afzonderlijke vezels geen hydratie vertonen, die karakteristiek is voor 15 vezels verkregen bij natte terugvoer. I 3304349 A