PL204839B1 - Sposób przygotowania masy makulaturowej do jej odbarwiania i separacji zanieczyszczeń - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania masy makulaturowej do jej odbarwiania i separacji zanieczyszczeń poprzez zwiększenie skuteczności separacji zanieczyszczeń okreś lanych w literaturze technicznej angielskim mianem „stickies” w procesie tworzenia masy papierniczej wytwarzanej z zadrukowanego papieru odzyskanego, zwanego makulaturą.

Pojęcie „stickies” jest zdefiniowane jako kleiste cząstki, które pod wpływem temperatury 90 - 95°C i docisku 0,8 bar miękną i tworzą błonę. Ta ich właściwość, łącznie ze skłonnością do adsorbowania na powierzchni różnych materiałów, wykorzystywana jest do identyfikacji i oznaczania ich zawartości w masie papierniczej. Na ogół w ten sposób oznacza się tylko cząstki dające się odsortować z wodnej zawiesiny masy papierniczej na sicie szczelinowym o szerokości szczelin powyżej 100 μm. Cząstki te określa się mianem „makrostickies”. Na podstawie analizy zawartości makrostickies można oceniać skuteczność separacji stickies w poszczególnych operacjach przygotowania masy papierniczej z papieru odzyskanego.

Obecność stickies w masie papierniczej jest szkodliwa z powodu ich skłonności do przyklejania się do powierzchni urządzeń stosowanych w procesach wytwarzania i przetwarzania papieru, jak i do samego papieru. To odkładanie się osadów substancji kleistych ma miejsce zwłaszcza na powierzchni sit, filców, cylindrów suszących, wałów kalandra oraz wałków prowadzących wstęgę papieru w maszynach przetwórczych i drukarskich. Powstawanie w tych miejscach kleistych osadów prowadzi do zrywów papierowej wstęgi i powoduje konieczność ich ponawianego czyszczenia, co skutkuje obniżeniem wydajności maszyn. Obecność stickies w papierze, zwłaszcza przeznaczonym do druku pogarsza jego wygląd oraz jakość wydruku. W każdym przypadku obecność stickies prowadzi do strat finansowych i zniechęca producentów do zwiększenia udziału papieru odzyskanego w produkcji papieru.

Źródłem stickies są różnego rodzaje materiały samoprzylepne integralnie związane z papierem w trakcie jego przetwarzania i użytkowania, a przez to obecne również w odzyskanym papierze przeznaczonym do powtórnego przerobu. Występują one zazwyczaj w postaci papierowych lub foliowych samoprzylepnych taśm opakowaniowych lub etykiet. Warstwę przylepną stanowią w nich zazwyczaj kleje na bazie dyspersji polimerów akrylowych oraz kleje termotopliwe na bazie kauczuków naturalnych i syntetycznych. Kleje te lub ich modyfikacje stosuje się również do sklejania grzbietów wydawnictw zbroszurowanych, a także do wklejania do czasopism wkładek reklamowych i próbek różnych produktów. W technice biurowej coraz powszechniejsze zastosowanie znajdują koperty z zamknięciem samoprzylepnym. Źródłem stickies mogą być również środki wiążące stosowane w procesie powlekania papierów przeznaczonych do druku czasopism, wkładek reklamowych, prospektów, itp.

Gazety oraz czasopisma jak i makulatura biurowa stanowią znaczącą część papieru odzyskanego przeznaczonego do ponownego przerobu na papier. Ze względu na skład surowcowy stosuje się je do wytwarzania papierów przeznaczonych do celów graficznych. Papierom tym stawia się wysokie wymagania odnośnie do ich białości oraz czystości powierzchni. Z powyższych względów proces technologiczny przetwarzania odzyskanych papierów na masę do wytwarzania papierów graficznych musi zawierać operację usuwania farby drukarskiej zwaną odbarwianiem. Do usuwania farby drukarskiej stosuje się metodę flotacji, wymywania lub kombinację obydwu. Celem szeroko rozumianego procesu odbarwiania jest nie tylko usunięcie farby drukarskiej, ale również wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń mogących być źródłem jakichkolwiek wtrąceń widocznych na powierzchni papieru. Dlatego proces odbarwiania obejmuje szereg kolejnych operacji służących separacji różnorodnych substancji z zawiesiny masy papierniczej wytworzonej z papieru odzyskanego, które są niepożądane w gotowym papierze wyprodukowanym z tej masy. Do tych substancji zwanych ogólnie zanieczyszczeniami, należą również stickies.

W poszczególnych operacjach separacji wykorzystuje się różnice pomiędzy właściwościami fizycznymi oraz fizykochemicznymi zanieczyszczeń a właściwościami składników masy papierniczej, tj. włókien i substancji pomocniczych.

Różnicę ciężarów właściwych wykorzystuje się do usuwania tzw. zanieczyszczeń ciężkich, takich jak piasek, cząstki metaliczne itp.; a także do wydzielenia zanieczyszczeń lekkich o ciężarze właściwym mniejszym od włókien, jak np. cząstki tworzyw sztucznych w rodzaju styropianu lub innych. Operację usuwania tych zanieczyszczeń, zwaną oczyszczaniem masy, przeprowadza się zazwyczaj za pomocą odpowiednich układów urządzeń zwanych ogólnie hydrocyklonami, w których różnica ciężarów właściwych jest potęgowana przez siły odśrodkowe wywołane ruchem wirowym zawiesiny masy. Poza

PL 204 839 B1 ciężarem właściwym pewien wpływ na skuteczność separacji w tej operacji powyższych zanieczyszczeń ma ich wielkość i kształt, oddziaływujące na opory przepływu w zawiesinie włókien.

Usuwanie zanieczyszczeń różniących się od włókien znacznie większymi wymiarami i kształtem, np. kawałków folii, płatków nierozwłóknionego papieru itp., odbywa się na drodze sortowania w układzie sortowników wyposażonych w kosze sitowe o odpowiednio dobranych pod względem kształtu i wymiarów otworach, jak również o odpowiednio dostosowanym profilu ich powierzchni.

Zanieczyszczenia o wymiarach mniejszych od szerokości włókien, to jest poniżej 10 - 15 μm, jak np. drobno zdyspergowane cząstki farb drukarskich, usuwa się na drodze wymywania. Potrzeba usuwania tak drobnych zanieczyszczeń, o wymiarach poniżej zdolności rozdzielczej oka ludzkiego <40 nm, jest uzasadniona ich wysoką zdolnością pochłaniania światła, a tym samym niekorzystnym wpływem na białość odbarwionej masy z papieru odzyskanego.

Usuwanie cząstek farby drukarskiej o wymiarach zbliżonych do mniejszego wymiaru włókien, a mianowicie ich grubości, zawierającej się w granicach 10 - 50 μm, odbywa się na drodze ich flotacji. W tej operacji wykorzystuje się znaczną różnicę w zwilżalnościach powierzchni; jest ona wysoka dla hydrofilowych włókien, a nieznaczna dla hydrofobowych cząstek farby. Dodatkowo cząstki farby można poddać operacji dyspergowania do wymiarów poniżej grubości włókien. Co prawda stają się one wówczas niewidoczne dla ludzkiego oka, ale nadal obniżają białość odbarwionej masy. Z powyższego przeglądu metod separacji zanieczyszczeń z zawiesiny masy papierniczej z papieru odzyskanego wynika, że cechami zanieczyszczeń wywierających znaczący wpływ na skuteczność ich separacji z zawiesiny masy z papieru odzyskanego są: wymiary, kształt i zwilżalność ich powierzchni. Poza samą naturą zanieczyszczeń o cechach tych decyduje przebieg procesu rozwłókniania, pierwszej podstawowej operacji przerobu papieru odzyskanego. W procesie odbarwiania służy on nie tylko do przeprowadzenia papieru odzyskanego do stanu wodnej zawiesiny, ale również do oddzielania z powierzchni włókien farby drukarskiej i przygotowania jej do procesów separacji. Obydwa te cele osiąga się w wyniku połączenia działania hydrodynamicznego i fizykochemicznego.

Pod względem fizykochemicznym parametry operacji rozwłókniania papieru odzyskanego dla celów procesu odbarwiania są podporządkowane osiągnięciu maksymalnej skuteczności separacji farby drukarskiej. Oddziaływania fizykochemiczne są podobne jak w procesach pralniczych i są związane z użyciem do tego celu środków powierzchniowo czynnych. Tradycyjna receptura przewiduje użycie do tego celu mydeł kwasów tłuszczowych, najczęściej oleinowego, z dodatkiem alkaliów buforowanych krzemianem sodowym. Dodatek mydła w ilości ok. 1%, w stosunku do masy papieru odzyskanego jest tak dobrany, aby, w procesie rozwłókniania, prowadzonym przy stężeniu 6 - 18%, zapewniał jego działanie piorące w stosunku do farby drukarskiej; a zarazem, aby po rozcieńczeniu zawiesiny do stężenia ok. 1%, stosowanego w procesie flotacji, nastąpiła desorpcja tego mydła z powierzchni zdyspergowanych cząstek farby, przywracająca jej naturalny charakter hydrofobowy. W tych warunkach rozwłókniania papieru odzyskanego zachodzi jednocześnie rozdrabnianie wspomnianych zanieczyszczeń kleistych. W wyniku tego rozdrabniania powstają cząstki zwane właśnie stickies, o szerokim spektrum wielkości, które, w odróżnieniu od cząstek farby drukarskiej, pokrywa praktycznie cały zakres wielkości zanieczyszczeń usuwanych we wszystkich operacjach separacji stosowanych w procesie odbarwiania. Biorąc pod uwagę fakt, że żadna z operacji separacji nie jest w stanie zastąpić innej, ważne jest osiągnięcie wysokiej skuteczności separacji stickies w każdej z nich. W przeciwnym razie powstaje luka, przez którą stickies przenikają do obiegu masy stosowanej do produkcji papieru.

Więcej znanych sposobów zwalczania trudności związanych z występowaniem stickies odnosi się do pacyfikacji ich obecności w masie papierniczej, niż do sposobów bezpośrednio zamykającym im dostęp do tej masy, kierowanej do produkcji papieru. Sposoby odnoszące się do pierwszej grupy stanowią rozwinięcie metod stosowanych wcześniej do zwalczania trudności żywicznych (w jęz. angielskim „pitch control”). Jest to doskonale udokumentowane w opisie patentu EP 0571144 „Kontrola odkładania się osadów zanieczyszczeń organicznych” (Control of deposition of organic contaminants) firmy Betz Europe Inc. Do tej samej grupy metod zwalczania stickies można zaliczyć sposoby opisane w patencie tej samej firmy: US 4886575 „Osłabianie przyczepności klejów” (Detackification of adhesive); czy też w patencie firmy Nalco Chemical: Us 4923566 „Metoda unieszkodliwiania cząstek kleistych w papierze” (Method of pacifying stickies in paper).

Postępujący rozwój produkcji oraz użycia materiałów samoprzylepnych wymaga zwrócenia większej uwagi na poszukiwanie sposobów uszczelnienia przepływu stickies z działu przygotowania masy papierniczej z papieru odzyskanego do strefy bezpośredniego wytwarzania z niej papieru. Znane sposoby usuwania stickies z masy papierniczej przygotowanej w procesie jej odbarwiania związane

PL 204 839 B1 są jednocześnie z doskonaleniem samego procesu odbarwiania. I tak, w przypadku patentu US 6013157 firmy Basf corp.- „Środek o ograniczonym pienieniu do regulacji piany i redukcji cząstek kleistych w procesie flotacji do odbarwiania makulatury” (Froth moderating agent for controling froth and reducing stickies in the flotation process for deinking waste paper), redukcję stickies osiąga się w wyniku zastosowania rozpuszczalnych w wodzie środków powierzchniowo czynnych ograniczających ilość piany w procesie flotacji. Wyspecyfikowano cztery grupy środków dozowanych do masy bezpośrednio przed operacją flotacji:

(a) niejonowe o ogólnym wzorze R-C6H4O-(C2H4O)m-(C3H6O)n-(C4H8O)p-R1, w którym:

R - reprezentuje grupę węglowodorów alifatycznych zawierającą od 5 do 20 atomów węgla;

R1 - grupa zawierająca halogenki alkilowe C1-C3;

m, n, p - liczby z zakresu 0-50, przy czym ich suma zawiera się miedzy 1 a 50;

(b) estry kwasów tłuszczowych i sorbitu;

(c) estry oksyetylowanych kwasów tłuszczowych i sorbitu;

(d) glikol polipropylenowy rozpuszczalny w wodzie, w co najmniej 50%;

(e) kombinacja co najmniej dwóch środków wybranych z wyżej wymienionych grup od (a) do (d).

Inne udoskonalenie - patent US 6245195 firmy Westvaco Corp. „Usuwanie zanieczyszczeń z makulatury” (Decontamination of waste papers) dotyczy sposobu odbarwiania specjalnego rodzaju papieru odzyskanego, którego ilości ciągle rosną, a mianowicie papieru zadrukowanego tonerami stosowanymi w kserografach i w drukarkach laserowych. W sposobie według tego patentu w procesie rozwłókniania papieru odzyskanego stosuje się dodatek środków zwiększających gęstość i/lub sprzyjających aglomeracji cząstek tonera i stickies. Wzrost wymiarów i masy właściwej poprawia separację cząstek za pomocą hydrocyklonów w takim stopniu, że niekiedy proces odbarwienia można ograniczyć tylko do tej operacji oczyszczania. Zastosowanie środków o właściwościach magnetycznych do zwiększania masy właściwej stwarza dodatkowo możliwość separacji aglomeratów przy wykorzystaniu pola magnetycznego. Szczegóły odnośnie takiego sposobu separacji stickies za pomocą wyławiaczy magnetycznych są opisane w innym patencie tej samej firmy - patent CA 2201801 „Magnetyczne usuwanie cząstek kleistych z makulatury” (Magnetic removal of stickies from waste papers).

Żaden z tych patentów nie ujawnia natury chemicznej i fizycznej stosowanych aglomerantów ani środków zwiększających masę właściwą powstałych aglomeratów. Z wcześniejszych patentów dotyczących usprawnienia procesu odbarwiania na drodze aglomeracji farby drukarskiej, takich jak:

pat. US 5540814 - „Metoda usuwania cząstek kleistych przy użyciu modyfikowanego kationowo kaolinu (Method for removing stickies from waste paper using modified cationic kaolin) - firmy Nord Caolin Co.;

pat. US 5340439 - „Metoda usuwania farby drukarskiej z zadrukowanego papieru przy użyciu środka aglomerującego, po którym stosuje się dodatek talku” (Method for removing ink from printed paper using agglomerating agent, followed by addition of talc) - firmy Int Paper Co.;

można wnioskować, że do „obciążania” aglomeratów stosuje się naturalnie hydrofobowe lub hydrofobizowane pigmenty mineralne typu talku, kaolinu, węglanu wapniowego, itp. Znajduje to potwierdzenie w ostatnio opublikowanym patencie US 6210526 - „Metoda usuwania zanieczyszczeń lepkich z masy makulaturowej przy użyciu hydrofobizowanych minerałów” (Method for eliminating stickies from treatment of waste paper using hydrophobized minerals).

Natomiast rodzaj substancji sprzyjających aglomeracji tonerów został podany w patentach zgłoszonych przez:

Betz Paperchem Inc. - pat. US 5248388 - „Zastosowanie środków powierzchniowo czynnych wykazujących HLB poniżej 10 w odbarwianiu makulatury zawierającej papiery zadrukowane elektrostatycznie suchym tonerem” (Use for surfactans having an HLB less than 10 in the deinking of dry toner electrostatic printed wasterpaper)

Betz Europe Inc. - pat. EP 0510954 - „Proces i receptura do odbarwiania makulatury zawierającej papier zadrukowany elektrostatycznie suchym tonerem” Process and composition for deinking dry toner elctrostatic printed wastepaper).

Obejmują one całą gamę środków powierzchniowo czynnych o niskiej wartości parametru HLB (skrót do ang. określenia - Hydrophylic-Lipophilic Balance). Parametr ten charakteryzuje zachowanie się środka powierzchniowo czynnego na granicy faz olej-woda. Jego wartość jest miarą skłonności danego środka do rozpuszczania się na granicy faz emulsji bądź to w fazie olejowej (środek lipofilowy), bądź też w wodzie (środek hydrofilowy). Przy czym aglomeracji (autorzy patentów proponują używanie terminu „agregacja”) sprzyjają środki o charakterze hydrofobowym, czyli o HLB <10. Te hydrofoPL 204 839 B1 bowe środki powierzchniowo czynne zastosowane w kombinacji z alifatycznymi węglowodorami z destylacji ropy naftowej, zawierającymi 9 - 12 atomów węgla, prowadzą do dodatkowych efektów synergicznych. Korzystny wpływ olejów mineralnych na skłonność cząstek farby drukarskiej do aglomeracji znany jest z patentu polskiego nr PL 67521 udzielonego Instytutowi Celulozowo-Papierniczemu na „Sposób odbarwiania makulatury zadrukowanej farbami nieschnącymi”. Sposób odnosi się do makulatury gazetowej wówczas zadrukowanej farbami typograficznymi na osnowie olejów mineralnych i sadzy, a więc substancji w swej naturze silnie hydrofobowych. Proces aglomeracji cząstek tych farb został określony przez autorów tego patentu mianem „granulacji”, z racji ziarnistego kształtu przyjmowanego przez agregaty cząstek farby w wyniku zagęszczania się ich struktury pod wpływem laminarnego ruchu wirowego zawiesiny masy w hydropulperze.

Wadą wszystkich omówionych metod aglomeracji, z punktu widzenia skuteczności separacji stickies, jest fakt, że odnoszą się one na ogół do specyficznych rodzajów farb drukarskich. Przypisywanie takiego samego oddziaływania aglomeratów w stosunku do stickies jak do tonerów i niektórych rodzajów farb drukarskich budzi wątpliwości. Te ostatnie są z natury hydrofobowe. Natomiast kleje samoprzylepne zawierają w strukturze cząsteczkowej grupy polarne, najczęściej karboksylowe. Istnieje więc potrzeba utworzenia na ich powierzchni trwałej warstwy adsorpcyjnej o charakterze hydrofobowym.

Celem wynalazku jest takie oddziaływanie za pomocą odpowiednio dobranych środków powierzchniowo czynnych na powierzchnię klejów samoprzylepnych, która prowadzi do utworzenia na ich powierzchni trwałej warstwy absorpcyjnej o charakterze hydrofobowym, a jednocześnie nie zakłóca działania środków stosowanych do separacji farby drukarskiej.

W sposobie według wynalazku warunki doboru spełniają te substancje powierzchniowo czynne, które są nierozpuszczalne w wodzie a temperatura ich topnienia jest niższa od temperatury wody i zawiesiny masy w początkowej fazie operacji rozwłókniania obejmującej doprowadzenie wody i makulatury do urządzenia rozwłókniającego, ale jest wyższa od temperatury zawiesiny masy w kolejnych operacjach procesu odbarwiania. Ponadto jest korzystne jeśli te substancje w postaci ciekłej są wchłaniane przez kleje samoprzylepne i przez to oddziaływają również na podatność klejów na rozdrabnianie, a zwłaszcza na skłonność rozdrobnionych cząstek klejów do aglomeracji i koaglomeracji z cząstkami farby drukarskiej. Substancje spełniające te warunki będziemy w dalszej części opisu nazywali aglomerantami stickies lub po prostu aglomerantami.

Warunkiem skutecznego działania tego typu aglomerantów w stosunku do klejów samoprzylepnych w procesie odbarwiania masy z makulatury jest przeprowadzenie ich do postaci emulsji. Postać emulsji ułatwia penetrację ciekłych cząstek aglomerantów poprzez zawiesinę masy włóknistej do powierzchni cząstek klejów.

Sposób przygotowania masy makulaturowej do jej odbarwiania i separacji zanieczyszczeń zwłaszcza kleistych charakteryzuje się tym, że w procesie rozwłókniania makulatury stosuje się aglomeranty klejów samoprzylepnych i farby drukarskiej w postaci emulsji silnie hydrofobowych nierozpuszczalnych w wodzie substancji powierzchniowo aktywnych, a temperatura początkowa kąpieli odbarwiającej jest wyższa od temperatury topnienia najłatwiej topiącego się składnika mieszaniny aglomerantów, korzystnie o co najmniej 2 do 5°C i nie wyższa o więcej niż o 5°C od temperatury topnienia pojedynczego aglomeranta lub składnika mieszaniny aglomerantów o najwyższej temperaturze topnienia, natomiast emulsję aglomerantów wytwarza się bezpośrednio w urządzeniu stosowanym w procesie rozwłókniania makulatury przed i/lub w trakcie ładowania makulatury, a emulgowanie aglomerantów odbywa się przez doprowadzenie ich w postaci stopionej lub w postaci roztworu w emulgatorze do roztworu pozostałych środków pomocniczych stosowanych w procesie rozwłókniania makulatury, jak również aglomeranty wprowadza się do urządzenia rozwłókniającego w mieszaninie z pozostałymi składnikami stosowanymi w procesie rozwłókniania makulatury, przygotowanej uprzednio w postaci proszku, granulatu, płatków lub pasty, zawierającej pewną ilość, korzystnie powyżej 65% wody.

W sposobie przygotowania masy makulaturowej do jej odbarwiania i separacji zanieczyszczeń kleistych według wynalazku aglomeranty emulguje się w różny sposób w zależności od odczynu (pH) środowiska, w którym prowadzi się proces.

W przypadku klasycznego procesu odbarwiania w środowisku zasadowym emulgowanie aglomerantów odbywa się przez wprowadzenie ich w postaci stopionej lub korzystnie postaci roztworu w kwasie tłuszczowym np. oleinowym do buforowanego np. szkłem wodnym roztworu środków zasadowych takich jak wodorotlenek sodowy, z dodatkiem lub bez mydeł i innych emulgatorów powszechnie stosowanych w procesie odbarwiania. Dozowanie wszystkich składników kąpieli odbarwiającej odbywa się w trakcie napełniania urządzenia rozwłókniającego wodą, przed i/lub w trakcie ładowania

PL 204 839 B1 makulatury, o temperaturze równej lub wyższej, korzystnie o co najmniej 5°C od temperatury topnienia najłatwiej topiącego się składnika w przypadku mieszaniny aglomerantów, a przy tym równą lub niewiele wyższą od temperatury topnienia pojedynczego aglomeranta lub składnika mieszaniny o najwyższej temperaturze topnienia, korzystnie nie więcej niż o 2 do 5°C. Załadowanie surowców odbywa się podczas intensywnego mieszania zawartości urządzenia, które sprzyja emulgowaniu aglomerantów i ich równomiernemu rozprowadzeniu w zawiesinie masy makulaturowej.

W przypadku odbarwiania w środowisku obojętnym warunki dozowania aglomerantów są takie same jak w przypadku odbarwiania w środowisku zasadowym. Wprowadza się je w postaci stopionej do wody zawierającej już rozpuszczony emulgator, lub do samej wody stopione razem z emulgatorem. Wynalazek obejmuje również sposób stosowania aglomerantów wymieszanych jednorodnie razem ze wszystkimi pozostałymi składnikami kąpieli odbarwiającej. Mieszanina zawiera pewną ilość wody, korzystnie powyżej 65%, i ma postać proszku, granulatu, płatków lub pasty, która zapewnia tak przygotowanemu preparatowi rozpuszczenie się w czasie odpowiadającym napełnianiu urządzenia rozwłókniającego wodą technologiczną.

Sposób przygotowania masy makulaturowej według wynalazku umożliwia zmniejszenie uciążliwości związanych z problemem stickies i stwarza możliwość zwiększenia udziału makulatury w produkcji papierów graficznych. Stosowanie tego sposobu nie powoduje wzrostu kosztów w stosunku do dotychczas stosowanych sposobów ponieważ ilość wprowadzonych aglomerantów zastępuje równoważną wagowo ilość mydeł.

Realizacja przedmiotu wynalazku jest przedstawiona w przykładach wykonania:

P r z y k ł a d 1

Rozwłóknianie papieru odzyskanego prowadzono w hydropulperze półtechnicznym o następującej charakterystyce technicznej:

Całkowita objętość misy - 400 l;

Średnica misy - 900 mm;

Średnica wirnika - 480 mm;

Obroty wirnika n1/n2 - 416/626 obr/min.

Hydropulper napełniono wodą w ilości 150 l o temperaturze 65°C.

W przypadku stosowania klasycznej receptury po uruchomieniu wirnika przy obrotach n1, wystarczających do uzyskania intensywnego wiru, do wody kolejno dodano:

Szkło wodne 1,4 g/cm³ - 330 g;

40% roztwór wodorotlenku sodowego - 275 g;

Kwas oleinowy - 220 g.

Natomiast w próbie, w której zastosowano dodatek mieszaniny dwóch aglomerantów w postaci oksyetylowanej stearyny technicznej o temperaturze topnienia około 40°C i stearynianu glikolu etylenowego o temperaturze topnienia 63°C, użytych w równych ilościach po 77 g, rozpuszczono je najpierw w 66 g kwasu oleinowego przez podgrzanie całej mieszaniny do temperatury 70°C i w tej postaci podano do roztworu szkła wodnego i wodorotlenku sodowego przygotowanego w hydropulperze w sposób wyżej opisany dla przypadku klasycznej receptury.

Do tak przyrządzanych kąpieli odbarwiających wrzucano w ciągu 2 - 3 min 17,5 kg gazet zadrukowanych techniką offsetową i dorzucano etykiety samoprzylepne o wymiarach 3 x 4 cm firmy Avery Denisson - Jakstadt z klejem akrylowym typu E 115 i z klejem lateksowym typu D 170 po 100 szt każdego rodzaju. Następnie zwiększono obroty wirnika do n2 zapewniające laminarny ruch wirowy zawiesiny masy w ciągu 30 min. Po tym czasie zmniejszono obroty i dodawano zimną wodę aż do obniżenia temperatury zawiesiny masy do 50°C. W tej temperaturze utrzymywano zawiesinę masy w ruchu wirowym jeszcze w ciągu 15 min. Tak przygotowane masy poddawano analizie zawartości makrostickies według metody INGEDE nr 4 i badaniom podatności na spieranie farby drukarskiej według metody INGEDE nr 5. Stwierdzono, że w próbie z aglomerantami stickies uległy koaglomeracji z farbą drukarską przez co ilość zidentyfikowanych makrostickies była dziesięciokrotnie mniejsza niż w próbie bez ich dodatku. Natomiast w obydwu przypadkach uzyskano ten sam poziom jasności R457 - 62% i zawartości pozostałości farby drukarskiej wyrażonej za pomocą współczynnika pochłaniania światła k700 bielonych arkusików z masy po myciu według procedury INGEDE nr 5. Koaglomeracja stickies z farbą drukarską sprzyja ich separacji z zawiesiny włókien na drodze flotacji.

PL 204 839 B1

P r z y k ł a d 2

Rozwłóknianie papieru odzyskanego zawierającego wyłącznie papiery zadrukowane techniką kserograficzną prowadzono w środowisku obojętnym w hydropulperze półtechnicznym o takiej samej charakterystyce technicznej jak w przykładzie 1.

Hydropulper napełniano wodą w ilości 150 l o temperaturze 65°C.

Po uruchomieniu wirnika przy obrotach n1 wystarczających do uzyskania intensywnego wiru, do wody w przypadku nie stosowania jakiejkolwiek substancji aglomerującej spełniającej zastrzeżenia wnoszone w niniejszym wynalazku dodano 18,5 g niejonowego środka powierzchniowo czynnego Rokanol O18 będącego produktem przyłączenia tlenku etylenu do alkoholu oleinowego. Natomiast w próbie z aglomerantem, którym w tym przypadku był techniczny oktadekanol w ilości 170 g, stopiono go najpierw z 14 g Rokanolu O18 przez podgrzanie do temperatury 70°C i w postaci ciekłej dodano do wody o temperaturze 65°C znajdującej się w hydropulperze z uruchomionym wirnikiem.

Do tak przyrządzonej kąpieli odbarwiającej wrzucano w ciągu 2 - 3 min 18,4 kg papieru zadrukowanego jednostronnie techniką kserograficzną i dorzucano etykiety samoprzylepne o wymiarach 3 x 4 cm Firmy Avery Denisson - Jacstadt typu E 115 i D 170 po 150 szt, każdego rodzaju. Następnie zwiększono obroty wirnika do n2 zapewniające laminarny ruch wirowy zawiesiny masy w ciągu 30 min. Dalszy tok postępowania był podobny jak w przykładzie pierwszym. Stwierdzono, że dodatek aglomeranta spowodował koaglomerację cząstek kleistych z tonerem. W jej następstwie średnia wielkość aglomeratów zatrzymanych w sortowniku laboratoryjnym Brecht-Holl na sicie ze szczelinami o szerokości 100 μm wyrażona za pomocą powierzchni śladu pozostawionego na sączku papierowym po ich sprasowaniu zgodnie z procedurą INGEDE pod ciśnieniem 0,8 bara i temperaturze 98°C wzrosła z 0,026 mm² do 1,44 mm² co bezwzględnie sprzyja ich separacji za pomocą sortowników sitowych i za pomocą hydrocyklonów.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób przygotowania masy makulaturowej do jej odbarwiania i separacji zanieczyszczeń zwłaszcza kleistych, znamienny tym, że w procesie rozwłókniania makulatury stosuje się aglomeranty klejów samoprzylepnych i farby drukarskiej w postaci emulsji silnie hydrofobowych nierozpuszczalnych w wodzie substancji powierzchniowo aktywnych, a temperatura początkowa kąpieli odbarwiającej jest wyższa od temperatury topnienia najłatwiej topiącego się składnika mieszaniny aglomerantów, korzystnie o co najmniej 2 do 5°C i nie wyższa o więcej niż o 5°C od temperatury topnienia pojedynczego aglomeranta lub składnika mieszaniny aglomerantów o najwyższej temperaturze topnienia.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że emulsję aglomerantów wytwarza się bezpośrednio w urządzeniu stosowanym w procesie rozwłókniania makulatury przed i/lub w trakcie ładowania makulatury.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że emulgowanie aglomerantów odbywa się przez doprowadzenie ich w postaci stopionej lub w postaci roztworu w emulgatorze do roztworu pozostałych środków pomocniczych stosowanych w procesie rozwłókniania makulatury.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że aglomeranty wprowadza się do urządzenia rozwłókniającego w mieszaninie z pozostałymi składnikami stosowanymi w procesie rozwłókniania makulatury, przygotowanej uprzednio w postaci proszku, granulatu, płatków lub pasty, zawierającej pewną ilość, korzystnie 65% wody.