DE4112483A1

DE4112483A1 - Verfahren zur altpapierbehandlung

Info

Publication number: DE4112483A1
Application number: DE19914112483
Authority: DE
Inventors: Stephan Prof Dr Kleemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1992-12-10
Also published as: DE4110379A1; DE4110379C2; WO1992017638A1; EP0576529A1

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verfahren zur Druck farbenentfernung aus Altpapier durch Zusatz von Copolymeren des Polyvinylalkohols oder dessen wasserlöslichen teilhydrolysier ten Estern, die Verwendung von Copolymeren des Polyvinylalko hols oder dessen wasserlöslichen teilhydrolysierten Estern bei der Druckfarbenentfernung aus Altpapier sowie Hilfsmittel zur Unterstützung der Druckfarbenentfernung aus Altpapier, enthal tend Copolymere des Polyvinylalkohols oder dessen wasserlösli che teilhydrolysierte Ester.

Kein Bereich der für die Papierherstellung notwendigen Roh- bzw. Halbstofferzeugung hat in den letzten Jahrzehnten eine so stürmische und anhaltende Aufwärtsentwicklung erlebt wie die Altpapieraufbereitung. Die Wiederverwertung von Altpapier, die in einigen hochentwickelten Ländern bereits knapp 50% des ge samten Fasereintrages ausmacht, stellt, neben wirtschaftlichen Einsparungen, durch ideale Kombination des Entsorgungsproblems mit dem Prinzip der bestmöglichen Reststoffverwertung unter Berücksichtigung der Energieeinsparung einen bedeutenden Bei trag zum Umweltschutz und zur Ressourcenschonung dar.

Unter Deinking versteht man einen Altpapieraufbereitungsprozeß zur Druckfarbenentfernung, der besonders auf bessere und mitt lere Altpapiersorten ausgerichtet ist. Deinkte Altpapiere (Regeneratstoffe) werden z. B. bei Zeitungsdruck, Hygienekrepp, Tapetenrohpapier und Faltschachtelkarton eingesetzt, um Zell stoffe ganz oder teilweise zu ersetzen (Papiermachertaschenbuch Dr. Curt Haefner Verlag Heidelberg, 5. Auflage, 1989, S.104). Als Verfahren zur Druckfarbenentfernung kommt hierbei in Europa üblicherweise das Flotationsdeinking zum Einsatz, während in USA und Kanada noch überwiegend das stärker wasserverbrauchende Waschdeinking durchgeführt wird.

Einem weiteren Anstieg der Recyclingquote steht, neben Proble men mit der Erfassung von gut sortiertem Altpapier und einem Abfall in den Festigkeitswerten recyclierter Fasern, vor allem auch das Problem des Verlustes an Helligkeit trotz verbesserter Deinking-Technologie im Wege. Während sich nämlich die maschi nenbauliche Seite der Deinking-Technologie durch veränderte Auflöser und Auflösebedingungen sowie weiterentwickelte Flota tionszellen verbesserte, wird im chemischen Bereich der Dein king-Technologie noch immer fast unverändert die gleiche Rezep tur wie vor 10-20 Jahren verwendet.

Nach dem Stand der Technik werden dem zu deinkenden Stoff meist bereits im Pulper die folgenden Chemikalien zugegeben: Natron lauge zur pH-Wert-Einstellung auf 10-11, Wasserstoffperoxid als Löser für Druckfarben und Bleichmittel, Wasserglas als Löser für Druckfarben und Stabilisator für die oxidative Bleiche mit Peroxid, Seife oder Fettsäure als Schmutzsammler, Schaumbildner und Flotationsmittel, sowie in einigen Fällen auch noch organi sche Komplexbildner zur Peroxidstabilisierung. Die Gesamtmenge an Chemikalien beträgt üblicherweise 4-8%, bezogen auf otro Stoff (Papiermachertaschenbuch, Dr. Curt Haefner Verlag Heidel berg, 5. Auflage, 1989, S.104).

In FR 13 79 252 und USP 33 77 234 wird der Zusatz von oberflächenaktiven Substanzen zur Stoffmischung vor dem Pulper beschrieben, von teil- oder vollverseiften Estern des Polyvi nylalkohols wird nicht ausgegangen.

USP 40 13 505 und USP 41 47 616 beschreiben die Methode der Präzipitation von Calciumseifen im Pulper, mit anschließender Abtrennung der adsorbierten Druckfarbe durch Zentrifugaltren nung.

USP 38 46 227 und USP 39 63 560 beschreiben die Verwendung von N- Cyclohexylpyrrolidon als Lösungsmittel im Pulper, um die Ablö sung der Druckfarbe zu verbessern. Als Nachteile sind hierbei vor allem der ökologisch unvertretbare Lösungsmittelverlust des Gesamtsystems zu nennen.

In EP 1 63 444 wird dem Altpapier im Pulper ein bei Zimmertemperatur vulkanisierbares Harz zugesetzt, und dieses in situ vernetzt. Hierbei wird angenommen, daß die Wirkung auf ei ner Umhüllung der Pigmentteilchen mit dem vernetzten Harz und dadurch einer verringerten Redeposition an der Cellulosefaser beruht. Als Dispergator für die relativ hydrophobe Harzvorstufe wird u. a. auch Polyvinylalkohol empfohlen. In ähnlicher Weise geht GB 20 80 354 vom Zusatz von Polymeren oberhalb ihres Erwei chungspunktes aus.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es, Chemikalien zu entwic keln oder aufzufinden, welche bei möglichst weitgehender Unbedenklichkeit für das Ökosystem zu einer deutlichen Steige rung des erzielbaren Weißgrades bei der Druckfarbenentfernung aus Altpapier führen und damit einen erweiterten Einsatz von Recyclingfasern im Bereich der Herstellung höherwertiger Pa piere ermöglichen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Copolymere des Polyvinylalkohols oder dessen wasserlösliche teilhydrolysierte Ester in geradezu idealer Weise diese Anforderungen erfüllen. Dies ist umso überraschender, da diese bereits seit langem be kannte und vielseitig, beispielsweise als Bindemittel für die Oberflächenleimung, als Pigmentbindemittel und Schutzkolloid für die Herstellung von Streichmassen, bei der Herstellung von Silicon-Papieren, Mitläufer-Trennpapieren, fettdichten Papie ren, Selbstdurchschreibepapieren und elektrographischen Papie ren sowie zur Erhöhung der Falzfestigkeit von Banknoten- und Landkartenpapieren in der Papierherstellung verwendete Pro duktgruppe bei falscher Dosierung zu einer deutlichen Ver schlechterung der Ergebnisse führen kann. So kommt es bei man chen Produkten bei zu niederer oder zu hoher Dosierung zu einem deutlichen Abfall des resultierenden Weißgrades. Dies ent spricht auch den nach dem Stand der Technik erwartungsgemäß für die Druckfarbenentfernung negativen Eigenschaften derartiger Bindemitteln.

Copolymere im Sinne der Erfindung sind alle Formen von Polyme ren, bei den im Endprodukt, neben anderen Polymerstrukturen, Elemente der Struktur -CH₂-CH(OH)- aufzufinden sind. Bevorzugte Ausgangsmonomere zur Copolymerisation sind beispielsweise Acryl säureester bzw. deren Hydrolyseprodukte sowie Butadien. Darüberhinaus können die Hydroxylgruppen des entstandenen Poly ols auch nach dem Stand der Technik durch Propfpolymerisation, vorzugsweise mittels epoxidhaltiger Verbindungen wie beispiels weise Ethylenoxid oder Propylenoxid, zusätzlich zur Reaktion gebracht worden sein. Auf diese Weise können beispielsweise auch anionische oder kationische Gruppierungen, vorzugsweise Cor boxylgruppen oder Ammoniumverbindungen, in das Polymer einge führt worden sein.

Es wurde auch gefunden, daß die gefundene positive Wirkung der Copolymeren des Polyvinylalkohols bzw. teilhydrolysierten Ester des Polyvinylalkohols sowohl im Pulper als auch bei der Flota tion festzustellen ist.

Claims

1. Verfahren zur Druckfarbenentfernung aus Altpapier, dadurch gekennzeichnet, daß der aufzubereitenden Altpapiermasse vor oder während des eigentlichen Deinkingprozesses ein Copolymer des Polyvinylalkohols oder dessen wasserlösliche teilhydrolysierte Ester in einer Menge von 0,1 bis 5%, bezogen auf die Altpapiermasse, zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Deinkingprozeß in Form eines Flotationsverfahrens durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Deinkingprozeß in Form eines Waschverfahrens durch führt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise ein Copolymer des Polyvinylalkohols mit einem mittleren Molekulargewicht oberhalb von 200 000 Dalton und einem Hydrolysegrad des zugrundeliegenden Esters von 95 bis 100 Mol-% zugesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise ein Copolymer des Polyvinylalkohols mit einem mittleren Molekulargewicht unterhalb von 50 000 Dalton und einem Hydrolysegrad des zugrundeliegenden Esters von 70 bis 95 Mol-% zugesetzt wird.

6. Verwendung von Copolymeren des Polyvinylalkohols oder des sen wasserlöslichen teilhydrolysierten Estern bei der Druckfarbenentfernung aus Altpapier.

7. Hilfsmittel zur Unterstützung der Druckfarbenentfernung aus Altpapier, enthaltend ein Copolymer des Poly vinylalkohols oder dessen wasserlösliche teilhydrolysierte Ester.

8. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich einen Komplexbildner, vorzugsweise Wasserglas, Diethylentriaminpentaessigsäure bzw. deren Salze, Diethylentriaminpentaphosphonsäure bzw. deren Salze, oder Ethylendiamintetraessigsäure bzw. deren Salze, enthalten ist.

9. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Bleichmittel, vorzugsweise Wasserstoff peroxid, Natriumperoxid oder Peroxoessigsäure bzw. deren Salze, enthalten ist.

10. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Tensid, vorzugsweise Fettsäuren bzw. deren Salze oder Alkylammoniumsalze, enthalten ist.

11. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Detergents enthalten ist.

12. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Dispergator enthalten ist.