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DE4112483A1 - METHOD FOR TREATING WASTE PAPER - Google Patents

METHOD FOR TREATING WASTE PAPER

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DE4112483A1
DE4112483A1 DE19914112483 DE4112483A DE4112483A1 DE 4112483 A1 DE4112483 A1 DE 4112483A1 DE 19914112483 DE19914112483 DE 19914112483 DE 4112483 A DE4112483 A DE 4112483A DE 4112483 A1 DE4112483 A1 DE 4112483A1
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waste paper
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polyvinyl alcohol
copolymer
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Stephan Prof Dr Kleemann
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/02Working-up waste paper
    • D21C5/025De-inking
    • D21C5/027Chemicals therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64Paper recycling

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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.The present invention relates to processes for printing color removal from waste paper by adding copolymers of Polyvinyl alcohol or its water-soluble partially hydrolyzed ten esters, the use of copolymers of polyvinyl alcohol hols or its water-soluble partially hydrolyzed esters the removal of printing ink from waste paper and tools for Support for ink removal from waste paper, included tend copolymers of polyvinyl alcohol or its water-soluble partially hydrolyzed esters.

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.No area of raw materials required for paper production or the production of semi-finished goods has been such in recent decades experienced stormy and sustained upward development like that Waste paper processing. The recycling of waste paper, the in some highly developed countries almost 50% of the ge makes up all of the fiber entry, alongside economic Savings through the ideal combination of the disposal problem with the principle of the best possible recycling of waste Consideration of energy saving a significant contribution represents environmental protection and resource conservation.

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. Deinking is a waste paper processing process for ink removal, especially on better and medium other types of waste paper. Deinked waste paper (Regenerate substances) z. B. in newspaper printing, hygienic crepe, Wallpaper base paper and folding boxboard used to cell to replace all or part of the fabric (paper maker paperback Dr. Curt Haefner Verlag Heidelberg, 5th edition, 1989, p.104). As Process for ink removal comes here in Europe Usually flotation thinking is used while in The USA and Canada still predominantly use more water Washing dinning is carried out.  

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.A further increase in the recycling rate stands alongside Proble with the collection of well sorted waste paper and a Decrease in the strength values of recycled fibers, especially also the problem of loss of brightness despite improved Deinking technology in the way. While the maschi structural side of deinking technology through changed Dissolver and dissolution conditions as well as further developed flota tion cells, will become yours in the chemical field king technology still almost unchanged the same recipe tur as used 10-20 years ago.

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).According to the state of the art, the material to be deinked is mostly already added the following chemicals in the pulper: baking soda lye for pH adjustment to 10-11, hydrogen peroxide as Solvent for printing inks and bleach, water glass as a solvent for printing inks and stabilizer for oxidative bleaching with Peroxide, soap or fatty acid as dirt collectors, foaming agents and flotation agents, as well as organi in some cases cal complexing agent for peroxide stabilization. The total amount of chemicals is usually 4-8%, based on otro Fabric (paper maker paperback, Dr. Curt Haefner Verlag Heidel berg, 5th edition, 1989, p.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.In FR 13 79 252 and USP 33 77 234 the addition of surface-active substances for the mixture of substances in front of the pulper described, from partially or fully hydrolyzed esters of Polyvi nyl alcohol is not going out.

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 40 13 505 and USP 41 47 616 describe the method of Precipitation of calcium soaps in the pulper, with subsequent Separation of the adsorbed printing ink by centrifugal separators 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. USP 38 46 227 and USP 39 63 560 describe the use of N- Cyclohexylpyrrolidone as solvent in the pulper to the Ablö solution to improve the printing ink. The disadvantages here are especially the ecologically unacceptable loss of solvent Overall system.  

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.In EP 1 63 444 the waste paper is added to the pulper Room temperature vulcanizable resin added, and this in networked in situ. Here it is assumed that the effect on egg ner coating of the pigment particles with the crosslinked resin and thereby a reduced speech position on the cellulose fiber is based. As a dispersant for the relatively hydrophobic resin precursor we you. a. polyvinyl alcohol is also recommended. In a similar way GB 20 80 354 goes from adding polymers above their expanse point.

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.The aim of the present invention was to develop chemicals or find out which one is as extensive as possible Harmlessness for the ecosystem to a significant increase tion of the achievable degree of whiteness in the ink removal lead from waste paper and thus an extended use of Recycled fibers in the area of the production of higher quality Pa enable piere.

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.Surprisingly, it has now been found that copolymers of Polyvinyl alcohol or its water-soluble partially hydrolyzed Esters ideally meet these requirements. This is all the more surprising since it has been around for a long time known and versatile, for example as a binder for the Surface sizing, as a pigment binder and protective colloid for the production of coating slips, in the production of Silicon papers, idler release papers, greaseproof papers carbonless papers and electrographic papers ren and to increase the fold strength of banknotes and Pro paper used in paper making Product group with incorrect dosage to a clear ver deterioration in results. So it happens with man products at too low or too high a dosage significant drop in the resulting whiteness. This ent also, as expected, speaks for the state of the art the ink removal negative properties of such Binders.

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.Copolymers in the sense of the invention are all forms of polymers in which, in addition to other polymer structures, elements of the structure -CH 2 -CH (OH) - can be found in the end product. Preferred starting monomers for copolymerization are, for example, acrylic acid esters or their hydrolysis products and butadiene. In addition, the hydroxyl groups of the polyol formed can also be brought to the reaction in the prior art by graft polymerization, preferably by means of epoxy-containing compounds such as ethylene oxide or propylene oxide. In this way, for example, anionic or cationic groups, preferably cor boxyl groups or ammonium compounds, may have been introduced into the polymer.

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.It has also been found that the found positive effect of Copolymers of polyvinyl alcohol or partially hydrolyzed esters of polyvinyl alcohol both in the pulper and in the flota tion.

Claims (12)

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.1. A process for the removal of printing ink from waste paper, characterized in that a copolymer of polyvinyl alcohol or its water-soluble partially hydrolyzed ester is added to the waste paper mass to be processed before or during the actual deinking process in an amount of 0.1 to 5%, based on the waste paper mass. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Deinkingprozeß in Form eines Flotationsverfahrens durchführt.2. The method according to claim 1, characterized in that one the deinking process in the form of a flotation process carries out. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Deinkingprozeß in Form eines Waschverfahrens durch­ führt.3. The method according to claim 1, characterized in that one the deinking process in the form of a washing process leads. 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.4. The method according to claim 1, characterized in that preferably a copolymer of the polyvinyl alcohol with a average molecular weight above 200,000 daltons and a degree of hydrolysis of the underlying ester of 95 up to 100 mol% is added. 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.5. The method according to claim 1, characterized in that preferably a copolymer of the polyvinyl alcohol with a average molecular weight below 50,000 daltons and a degree of hydrolysis of the underlying ester of 70 up to 95 mol% is added. 6. Verwendung von Copolymeren des Polyvinylalkohols oder des­ sen wasserlöslichen teilhydrolysierten Estern bei der Druckfarbenentfernung aus Altpapier.6. Use of copolymers of polyvinyl alcohol or sen water-soluble partially hydrolyzed esters in the Ink removal from waste paper. 7. Hilfsmittel zur Unterstützung der Druckfarbenentfernung aus Altpapier, enthaltend ein Copolymer des Poly­ vinylalkohols oder dessen wasserlösliche teilhydrolysierte Ester. 7. Tools to support ink removal from waste paper containing a copolymer of poly vinyl alcohol or its water-soluble partially hydrolyzed Esters.   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.8. Aid according to claim 7, characterized in that additionally a complexing agent, preferably water glass, Diethylenetriaminepentaacetic acid or its salts, Diethylenetriaminepentaphosphonic acid or its salts, or Ethylenediaminetetraacetic acid or its salts is. 9. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Bleichmittel, vorzugsweise Wasserstoff­ peroxid, Natriumperoxid oder Peroxoessigsäure bzw. deren Salze, enthalten ist.9. Aid according to claim 7, characterized in that additionally a bleach, preferably hydrogen peroxide, sodium peroxide or peroxoacetic acid or their Salts. 10. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Tensid, vorzugsweise Fettsäuren bzw. deren Salze oder Alkylammoniumsalze, enthalten ist.10. Aid according to claim 7, characterized in that additionally a surfactant, preferably fatty acids or their Salts or alkyl ammonium salts is included. 11. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Detergents enthalten ist.11. Aid according to claim 7, characterized in that a detergent is also included. 12. Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Dispergator enthalten ist.12. Aid according to claim 7, characterized in that a dispersant is also included.
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