DD233388A5

DD233388A5 - Verfahren zur herstellung von faserstoff aus durch druckfarbe verunreinigtem rueckgefuehrtem cellulosematerial und zubereitung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DD233388A5
Application number: DD85276202A
Authority: DD
Inventors: Christopher Ch Mollett; Gordon R Sneddon
Original assignee: Albright U. Wilson Ltd.,Gb
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-02-26
Also published as: ZA853407B; GB8411888D0; JPS60246887A

Abstract

Erfindungsgemaess geht man so vor, dass man das Material in einer waessrigen Dispersion maceriert, die ausreichende Mengen eines fluessigen, nicht auf Fasern aufziehenden Harzvorlaeufers enthaelt, der in der Dispersion haertbar ist, um das anschliessende Entfernen von Druckfarbe zu erleichtern und man den Harzvorlaeufer waehrend des Macerierens haertet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus durch Druckfarbe verunreinigtem rückgeführten Cellulosematerial sowie eine Zubereitung zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Eine ansteigend große Menge von Cellulose-Fasermaterial für die Papierindustrie wird aus rückgeführtem Abfall-Cellulosematerial hergestellt, insbesondere aus erneut zu Fasermaterial verarbeitetem Zeitungspapier und Zeitschriftenpapier. Fasermaterial, das den einen oder anderen dieser Abfallstoffe enthält, ist gewöhnlich mit Pigmenten verunreinigt, die aus der Druckfarbe stammen und die entfernt werden müssen, um ein Fasermaterial angemessener Helligkeit zu erhalten.

Üblicherweise werden Pigmentteilchen durch Schaumflotation entfernt unter Verwendung der oberflächenaktiven Mittel, die natürlicherweise im Faserstoff vorliegen, um das Aufschäumen zu fördern oder, was weniger üblich ist, fremder oberflächenaktiver Mittel und/oder Schaumförderer als Zusatz. Eine Alternative besteht darin, verschiedene Lösungsmittel und/oder oberflächenaktive Mittel zu verwenden, um das Pigment aus dem Faserstoff auszuwaschen. Keines dieser Verfahren hat sich als in der Lage erwiesen, in aussreichendem Maße Druckfarbe zu entfernen, um eine maximale realisierbare Helligkeit des Faserstoffs zu erzielen.

ι λ r r.

1 υ. 5. i

In einem Versuch zur Verbesserung des Trennungsgrades der Druckfarbe wurden verschiedene Vorschläge gemacht, um die Farbe zu agglomerieren oder auf relativ große Teilchen zu adsorbieren, die leichter durch Flotation oder sogar durch Zentrifugieren oder Sieben abgetrennt werden. All diese Vorschläge hatten jedoch ernsthafte' Nachteile, die ihre großtechnische Durchführung verhütet haben trotz der allgemein anerkannten Ungeeignetheit der üblichen Technologie des Waschens und der Flotation.

Stand der Technik:

In der französischen Patentschrift 1 379 252 und der US-Patentschrift 3 377 234 ist die Zugabe von oberflächenaktiven Mitteln zur Faserstofflauge vor dem Herstellen der Faserstoff-Aufschlämmung beschrieben. Hierbei wird jedoch nicht die Druckfarbe vollständig abgetrennt. In den US-Patentschriften 4 013 505 und 4 147 616 ist die Ausfällung von Calcium-Seife im Aufschlämmungs-C-efäß (Pulper) beschrieben, um die Druckfarbe zu adsorbieren, wonach die erhaltenen Ger insel durch Zentrifugieren abgetrennt werden. Dieses Verfahren ist nur teilweise erfolgreich.

In den US-Patentschriften 3 846 227 und 3 963 560 ist die Verwendung von N-Cyclohexylpyrrolidon als Lösungsmittel in der Aufschlämmungsstufe für die Pulpe beschrieben, um die Entfernung der Druckfarbe zu fördern. Das Verfahren erfordert relativ hohe Temperaturen von etwa 73 C, die die Energiekosten des Verfahrens wesentlidierhöhen und nicht annehmbare Lösungsmittel-Verluste verursachen.

In der britischen Patentschrift 2 080 354 wurde die Zugabe von Polymeren zum Faserstoff bei Temperaturen oberhalb ihres Erweichungspunkts vorgeschlagen, um klebrige Substancen aus dem rückgeführten Faserstoff zu entfernen. Hohe Temperaturen werden benötigt, und ein wirksames Entfernen der Druckfarbe ist nicht erreichbar.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Faserstoff aus Abfallpapier ist ein chemisch und physikalisch komplexes System, das in nicht vorhersehbarer V/eise stark variabel ist. Es ist wenig über den Mechanismus bekannt, nach welchem bekannte Verfahren zur Druckfarben-Entfernung arbeiten. Die Lösungsmöglichkeiten für das technische Problem waren bisher hauptsächlich empirisch.

Ss wurde daher untersucht, Gründe für ein nicht ausreichendes Arbeiten der Verfahren des Standes der Technik aufzufinden.

Mit Abstand ist die Hauptmenge Pigment, die im erneut zu Faserstoff verarbeitetem Papier vorliegt und diejenige Menge, die die größte Wirkung auf die Helligkeit des fertigen Faserstoffs ausübt, Ruß, der auch eines der nicht lenkbaren Stoffe hinsichtlich der Verfahren zur Druckfarben-Entfernung ist. In der folgenden Diskussion des Problems wird insbesondere von Ruß gesprochen. Die Stellungnahmen sind jedoch allgemein anwendbar, auch auf andere Pigmente.

Es wird angenommen, ohne daß eine Festlegung hierauf möglich ist, daß Ruß in der Druckfarbe und insbesondere in Zeitungspapier in Form von Teilchen vorliegt, die in einer öligen Matrix schwach festgehalten werden. Während der Faserstoff-Gewinnung wird angenommen, daß diese Matrix zerfällt und kleine Teilchen ablöst, die sich in die Fibrillen-Oberflache der Fasern einlagert. Es wird angenommen, daß die Teilchen, wenn sie einmal eingeschlossen sind,'besonders schwierig durch bekannte Druckfarbenentfernungs-Technologien zu entfernen sind.

Es wurde nun gefunden, daß wesentlich verbesserte Druckfarbenentfernung erzielt werden kann durch Faserstoffaufschlämmung von Abfallpapier in einer wäßrigen Suspension eines nicht auf Fasern aufziehenden, bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Harzes und durch Härten des Harzes in situ. Es wird angenommen, daß erfindungsgemäß irgendwelche Pigmentteilchen schnell mit nicht gehärtetem oder teilweise gehärtetem Harz überzogen werden, was den Zerfall und die anschließende Wiedereinlagerung in die Cellulosefasern inhibiert und was beim Härten Anlaß gibt, daß die Teilchen Agglomerate bilden, die.relativ widerstandsfähig gegen eine Zerkleinerung sind und von Faserstoff durch übliche Mittel, wie Waschen, Flotation, Zentrifugieren oder Sieben abtrennbar sind.

Gemäß einer Ausführungsform schafft die Erfindung eine wäßrige Disperion von wenigstens einem flüssigen, nicht auf Fasern aufziehenden Harzvorläufer, der in wäßriger Disperion härtbar ist, sowie aine ausreichende Menge eines Härtungskatalysators, um das Härten der Zubereitung in der Disperion zu bewirken.

Vorzugsweise enthält die Zubereitung ein Dispergiermittel für den Harzvorläufer. Es wurde weiter gefunden, daß der Mengenanteil des härtbaren. Harzes, der benötigt wird, erheblich durch Zumischen eines inerten Streckmittels oder Verdünnungsmittels vermindert werden kann, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden kann.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform schafft die Erfindung daher eine Zubereitung, bestehend aus 10 bis 85 Gewichts-Prozent eines flüssigen, nicht auf Fasern aufziehenden H-arzvorläufers, der in wäßriger Lösung härtbar ist und wenigstens 5 Gewichts-Prοζent, bezogen auf die Zubereitung eines inerten, nicht auf Fasern aufziehenden flüssigen Verdünnungsmittels und einer wirksamen Menge eines Dispergiermittels für die Zubereitung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Faserstoffbrei aus rückgeführtem Cellulosematerial, das mit Druckfarbe verunreinigt ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Material in einer wäßrigen Dispersion maceriert wird, die ausreichende Mengen eines dritten, nicht auf Fasern aufziehenden Harzvorläufers enthält, der in der Dispersion härtbar ist, um das anschließende Entfernen der Druckfarbe zu erleichtern und den Harzvorläufer während der Macerierung zu härten.

Der Harzvorläufer

Der Harzvorläufer gemäß der Erfindung kann jede nicht auf Fasern aufziehende flüssige Substanz sein, die in wäßriger Suspension härtbar ist, vorzugsweise in wäßriger alkalischer Suspension. Insbesondere ist erwünscht, daß der Harzvorläufer bei Temperaturen unterhalb 50⁰C und vorzugsweise bei Raumtemperatur härtbar ist. Der Harzvorläufer ist vorzugsweise ein ausreichend hydrophobes Material, das nicht leicht auf die Cellulosefasern adsorbiert wird, sondern er ist zweckmäßig mit der Druckfarbe verträglich. Typisch umfaßt der...Harzvorläufer ein Gemisch aus einem flüssigen Prepolymer mit wenigstens zwei reaktiven funktionellen Gruppen je Molekül sowie ein Vernetzungsmittel, das in der Lage ist, mit den funktionellen Gruppen zu reagieren, wenigstens in Gegenwart eines geeigneten Katalysators. Wo das Polymer-System in der Lage ist, im Pulper zu härten in Abwesenheit eines Katalysators wird der Harzvorläufer gewöhnlich in situ gebildet, wobei das Vernetzungsmittel zum Prepolymer bei- oder kurz vor der Zugabe zu dem Pulper zugesetzt wird.

Am meisten bevorzugt ist ein Harz, das ein bei Raumtemperatur vulkanisierbares Organopolysiloxan ist. Insbesondere geeignet sind Mischungen eines Dihydroxy-poly (dialkylsiloxan)-Polymers mit einem Poly-(alkylhydrosiloxan)-Vernetzungsmittel. Vorzugsweise sind die Alkylgruppen in jedem Fall niedere Alkylgruppen (z.B. Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen), typischerweise Methylgruppen. Ein alternativ härtbares Harzsystem zur Ver,\endung gemäß der Erfindung umfaßt ein oligomeres Hydroxyacrylat-Prepolymer, das mit einem Di Isocyanat vernetzt ist, z.B. einem sthylacrylatharz, das mit 1,6-Hexamethylen diisocyanat vermischt ist.

Typischerweise hat das Prepolymer ein mittleres Molekulargewicht von iüOCObis 70.000, vorzugsweise von 10.000 bis 50.000, z.B. 30.000 bis 40.000. Es werden insbesondere Prepolymere bevorzugt, die Molekulargewichtein einem weiten Bereich haben, z.B. ein Gemisch aus einem kurzkettigen Prepolymer mit einem Molekulargewicht von 3.000 bis 12.000 und einem langkettigen Prepolymer mit einem mittleren Molekulargewicht von 50.000 bis 70.000.

Das Vernetzungsmittel hat typischerweise ein mittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 5.000. Typisch liegt das Vernetzungsmittel in einer Menge von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise 1:2 bis 2:1 und am meisten bevorzugt 3:4 bis 4:3, z.B. 1i1, bezogen auf das Gewicht und auf das difunktionelle Polymer vor.

Das Dispergiermittel

Jedes oberflächenaktive Mittel oder Dispergiermittel, das wasserlöslich oder damit mischbar ist und auch mit dem relativ hydrophoben Harzvorläufer mischbar ist, kann verwendet werden. Beispiele für Dispergiermittel für Organopolysiloxan-Harzvorläufer sind nicht-ionische oberflächenaktive Mittel wie polyalkoxylierte Organopolysiloxane, z.B. ein Poly (dimethylsiloxan)-poly (ethylenglykol) ether und polyethoxylierte Sorbitan-monoalkanoate sowie kationische oberflächenaktive Mittel. Änionische oberflächenaktive Mittel sind weniger bevorzugt.

Besonders bevorzugt sind jedoch filmbildende Dispergiermittel und insbesondere polymere Schutzkolloide wie Polyvinyl -alkohol, Carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon oder Cellulose-acetat.

Die Menge des Dispergiermittels reicht aus, um eine stabile Dispersion für den Harzvorläufer in Wasser zu "bilden. Mengen oberhalb des Minimums, das benötigt wird, um den Harzvorläufer zu dispergieren, werden vorzugsweise aus wirtschaftlichen Gründen vermieden. Typisch ist das Dispergiermittel in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichts-Prozent des Harzvorläufers vorhanden, z.B. in einer Menge von 3 bis 7 %. Es wird nicht die Möglichkeit ausgeschlossen, den Harzvorläufer ohne Dispergiermittel zu dispergieren oder die Dispergiermittel-Wirkung normaler Komponenten des Faserstoffs, die zufällig im Pulper vorliegen, zu benutzen.

Das Verdünnungsmittel

Das Verdünnungsmittel ist gegebenenfalls in jedem Mengenverhältnis bis zu etwa 95 Gewichts-Prozent der Zubereitung vorhanden, vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 90 Gewichts -Prοζent, z.B. 55 bis 80 Gewichts-Prozent, insbesondere 65 bis 75 Gewichts-Proζent.

Das Verdünnungsmittel kann jedes inerte Öl sein, das ausreichend hydrophob ist, um nicht auf Fasern aufzuziehen, und um mischbar zu sein mit dem Harzvorläufer. Typische Beipsiele von Verdünnungsmitteln umfassen Polydimethylsiloxane mit endständigen Methylgruppen und Kohlenwasserstoffölen. Das Verdünnungsmittel ist vorzugsweise ausreichend flüssig, um die Zubereitung gießfähig zu gestalten, aber hinreichend viskos, um einen wirksamen Schutz der Druckfarbenteilchen im Faserstoff zu gewähren, um die Zerkleinerung und/oder das Einschließen in frühen Stufen des Faserstofferzeugens zu verhindern und um sicherzustellen, daß ein mechanisch stark gehärtetes Agglomerat gebildet wird.

Der Katalysator

Der Katalysator kann jeder Katalysator sein, der in der Lage ist, das Härten des Harzvorläufers in wäßriger Suspension zu katalysieren, vorzugsweise bei Raumtemperatur .

Besonders "bevorzugt sind Organozinnkatalysatoren, wie Dialkylzinndialkanoate. Vorzugsweise sind die beiden Alkylgruppen Nieder-Alkylgruppen mit z.B. 2 bis 4, vorzugsweise 4 Kohlenstoffatomen und die beiden Alkanoylgruppen haben 2 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 8 bis 14, z.B. Dibutylzinn-bis-(ethylhexonat) oder Dibutylzinndilaurat.

Die Aktivität und die Flüchtigkeit des Katalysators steigen mit steigender Kohlenstoffzahl der Alkanoylgruppen an. Es wird ein Katalysator bevorzugt, der ausreichend aktive den Harzvorläuger voll innerhalb der normalen Faserstoffherstellungs-Periode zu härten, z.B. innerhalb von 15 bis 40 Minuten. Aktivere Katalysatoren, z.B. Dibutylzinndiacetat sind weniger bevorzugt, obwohl sie auch arbeiten.

Der Katalysator kann als Lösung in einem organischen Lösungsmittel, wie Trichlorethylen vorliegen, jedoch wird bevorzugt, Emulsionen des Katalysators auf Basis von Wasser zu verwenden, die handelsüblich sind und bei .denen gefunden wurde, daß sie in der wäßrigen Faserstofflauge eine bessere Aktivität haben..

Im allgemeinen wird angenommen, daß die Helligkeit des Faserstoffs ein Maximum nach vollständigem Ablauf der Härtungsperiode erreicht und anschließend abfallen kann, wenn die Breierzeugung fortgesetzt wird. Es werden daher Katalysatoren bevorzugt, die eine Härtungszeit ergeben, die annähernd gleich der Faserstofferzeugungszeit sind, und nicht solche, die praktisch vollständiges Aushärten in einer frühen 'Stufe im Aufschlä mmungsprozeß ergeben.

Es wird bevorzugt ein Katalysator verwendet, selbst bei Systemen, die in der Lage sind, in Abwesenheit eines Katalysators bei Temperaturen, die im Pulper erzielt waden, zu härten, obwohl dies für die Erfindung nicht ausschlaggebend ist.

Die Faserstofflauge

Vorzugsweise wird der Harzvorläufer in Wasser in Gegenwart des Katalysators (oder von zugesetztem Vernetzungsmittel, wenn kein Katalysator benötigt wird) dispergiert und über eine kurze Zeitdauer vorhärten gelassen, z.B. 10 Sekunden bis 5 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis 1 Minute und bei einem pH-Wert von vorzugsweise 8 bis 12, bevor die Abfallcellulose zugefügt wird. Typischerweise liegt die Vorhärtung bei 1 bis 10 % der gesamten Härtungsdauer. Vorzugsweise wird der Harzvorläufer in einer Menge von 0,1 bis 10 %, bezogen auf das Gewicht von Faserstoff-Feststoff verwendet, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 5 % z.B. 1,5 bis 4 %

Der Katalysator kann in einer Menge von 0,1 bis 50 %, bezogen auf das Gewicht des Harzvorläufers, vorzugsweise bei 0,5 bis 20 %, z.B. 1 bis 10 % vorliegen.

Die Faserstofflauge ist vorzugsweise alkalisch. Typisch sollte der Pulperinhalt einem pH-Wert von 8 bis 12,5, z.B. von 9 bis 10 haben. Dies kann erreicht werden unter Verwendung z.B. von Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumsilikat oder deren Gemische. Der Harzvorläufer und der Katalysator können direkt in der Faserstofflauge suspendiert sein oder alternativfein eine konzentriertere Suspension hergestellt und zur Faserstofflauge kurz vor der.B'ie!erzeugung zugesetzt werden.

Die Faserstofferzeugung

Die Beschickung für den Faserstoffbrei kann aus Zeitungspapier und/oder Zeitschriftenpapier und/oder anderen mit Druckfarbe verunreinigten Celluloseabfällen bestehen. Die Beschickung umfaßt vorzugsweise ein Gemisch aus Zeitungspapier und Zeitschriftenpapier, das z.B. zu 10 bis 60 Gewichts-Proζent aus Zeitschriften bestehen kann. Jedoch ist das Verfahren mit 100 % Zeitungspapier durchführbar, einer Beschickung, die besonders schwierig ist, zufriedenstellend von Druckfarbe zu befreien mit der verfügbaren Technologie. Das Altpapier wird mit der Faser- stofflauge maceriert über einen Zeitraum von 10 bis 60 Minuten, vorzugsweise 15 bis 40 Minuten, bei einer Temperatur, die typisch im Bereich von 5 bis 60 C, vorzugsweise 20 bis 50⁰C, z.B. 35⁰C liegen kann. Die Pulpe kann 2 bis 25 % Feststoffe und gewöhnlich 5 bis 15 % Feststoffe enthalten.

Sequestriermittel

Es wurde gefunden, daß die,Helligkeit des Faserstoffs, der erfindungsgemäß von Druckfarbe befreit ist, wesentlich durch Gegenwart eines Sequestriermittels in der Faserstofflauge für Erdalkalimetalle und insbesondere für Calcium erhöht werden kann, z.B. durch Ethylendiamintetra·essigsäure oder durch Phosphate, kondensierte Phosphate oder Phosphonate, insbesondere Natriumtripolyphosphat oder durch Silikate. Dies stellt einen bevorzugten Aspekt der Erfindung dar. Es wird bevorzugt, daß das Sequestriermittel in Mengen bis zur stö chiometrischen Menge, bezogen auf die gesamten sequestrierbaren Erdalkalimetallionen, die in dem Faserstoffbrei vorliegen, betragen sollte.

Verschiedene Zusätze

Es ist zweckmäßig, daß die gehärteten Harzteilchen eine solche physikalische Form haben, daß sie leicht von Faserstoff abtrennbar sind. Sie können z.B. bezüglich ihrer Dichte erheblich vom wäßrigen Medium abweichen, vorzugsweise wesentlich leichter sein, um die Abtrennung durch Zentrifugieren zu erleichtern, oder sie können von einer ausreichenden Größe sein, um ein wirksames Absieben zu gestatten. Das erstere kann z.B. durch Selektion eines Extenders geringer Dichte oder durch Einverleiben eines Blähmittels in den Harzvorläufer erreicht werden. Das letztere kann durch eine flüchtige Flüssigkeit, wie einem Fluorkohlenstoff erreicht wenden, der durch die exotherme Härtungsreaktion unter Bildung expandierter Teilchen verdampft wird.

Alternativ können entweder die Größe oder* die Dichte durch Zugabe fester Teilchen oder Granulate von Polymerisat geregelt werden. Vorzugsweise bestehen die Teilchen aus einem Material geringer Dichte, wie expandiertem Polystyrol und/oder haben eine ausreichende Größe, um durch Sieben abtrennbar zu sein. Sie haben vorzugsweise eine Oberfläche, auf welcher der Harzvorläufer und das Pigment leicht koa^gulieren.

Es wurde insbesondere gefunden, daß abgetrennte gröbere Teilchen entweder eines zugesetzten Polymerisats mit an der Oberfläche agglomerierter Druckfarbe oder des gehärteten agglomerierten Harzes selbst vorteilhaft in den Pulper zurückgeführt werden können, um eine vollständigere Abtrennung der agglomerierten Druckfarbe zu erreichen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird daher rückgeführtes Cellulosematerial, das mit Druckfarbe verunreinigt ist, erneut aufgeschlämmt in einem Pulper in Gegenwart eines dispergierten härtbaren Harzes, das nicht auf die Cellulose aufzieht,sondern auf die Druckfarbe aufzieht, unter Bedingungen, die so gesteuert sind, daß ein Härten des -Harzes und die Agglomerierung der Druckfarbe dadurch bewirkt werden. Die Pulpe wird aus dem Pulper abgezogen .und das gehärtete Harz von der Pulpe abgetrennt/ und ein Teil des gehärteten Harzes wird in den -Pulper zurückgeführt.

Oberflächenaktive Mittel, Schaumstabilisatoren oder Anti-Schaummittel können zum Pulper oder anschließend zur Förderung oder Steuerung des Schäumens zugesetzt werden.

Abtrennung.

Die koagulierte Druckfarbe kann von der Pulpe unter Verwendung der bekannten Verfahrensweisen abgetrennt werden, je nach der physikalischen Form der gehärteten Teilchen.

Die Teilchen können unter Verwendung üblicher Schaumflotation abgetrennt werden. Falls erforderlich, können Schaumförderer und/oder Inhibitoren zur Pulpe zugesetzt werden, um das Schäumungsausmaß einzustellen. Alternativ kann die agglomerierte Druckfarbe durch Waschen z.B. durch Entwässern und WMerauf s chlä mmung des Faserstoffs entfernt werden.

Wenn die Teilchen ausreichende Dichteunterschiede von der Pulpe aufweisen, können sie durch Zentrifugieren abgetrennt werden, während ausreichend große Teilchen durch Sieben abgetrennt werden können.

Typisch wird die Pulpe auf einen Feststoffgehalt von weniger als 2 Gewichts-Proζent verdünnt und gesiebt, um große Teilchen zu entfernen. Jede Druckfarbe, die Teilchen enthält, die im Faserstoff zurückbleiben, kann dann durch Waschen, Zentrifugieren und/oder Flotation abgetrennt werden.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:

Beispiele

Falls nichts Gegenteiliges erwähnt, werden in den Beispielen die folgenden Bedingungen benutzt:

Harzvorlaufer:

50 Gew.-% Hydroxy-funktionales Polydimethylsiloxan 45 Gew.-% Si-H funktionales Polydimethylsiloxan-Prepolymer 5 Gew.-% Polyethylenoxy-Zpolypropylenoxy-funktionelles Polydimethylsiloxan.

Pulperkonsistenz: 4 %

anfängliches pH im Pulper: 10,5

anfängliche Pulper-Temperatur: 30⁰C

Aufschlämmungsdauer: 25 Min.

Harzzusatzmenge: 2 Gew,-%, "bezogen auf Fasern

Zugabemethode: Harzgemisch wird zu Wasser zugesetzt und vor Zugabe der Faser, von Ätznatron und Katalysator dispergiert.

Beschickung: 100 % Zeitungspapier

Beispiel 1

Unter Verwendung von 0,2 Gew.-%, bezogen auf Fasern, von Natriumdibutylzinndilaurat als Katalysator in einem Laborversuch wurde eine Helligkeit des aus dem Pulper kommenden Faserstoffs von 49 % gemessen, verglichen mit 41 % in Abwesenheit des Harzes.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von 100 % Zeitschriftenpapier anstelle von Zeitungspapier. Die Helligkeit des Faserstoffs aus dem Pulper betrug 57 %, verglichen mit 54 % in Abwesenheit des Harzes.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von 50 % Zeitungspapier, 50 % Zeitschriften als Beschickung. Die Helligkeit des Faserstoffs aus dem Pulper betrug· 52 % verglichen mit 47 % in Abwesenheit des Harzes.

Beispiele 4-6

Unter Verwendung von 1.5 Gew.-%, bezogen auf Fasern, von verschiedenen Katalysatoren wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Kein Harz - 45 % Helligkeit

Beispiel 4 - Dibutylzinndiacetat: 55,5 % Helligkeit Beispiel 5 - Dibutylzinndilaurat: 56,5 % Helligkeit Beispiel 6 - Dibutylzinn bis (2-ethylhexanoat) (in.

Ethanol) 58 % Helligkeit

Beispiel 7

Figur 1 stellt die Änderung der Faserstoffhelligkeit mit der Zeit bei einem Papierherstellungsversuch dar unter Verwendung von Dibutylzinndiacetat als Katalysator mit 1 Tonne Zeitungspapier bei einer Konsistenz von bis 15 %. Die untere Kurve ist ein Vergleichsversuch ohne Harzzusatz. Die mittlere Kurve wurde mit 2 % Harz und 0,25 % Katalysator, bezogen auf Fasergewicht, gemessen und die obere Kurve ist mit 4 % Harz und 0,5 % Katalysator, bezogen auf Fasergewicht, hergestellt.

Beispiel 8

Figur 2 zeigt die Wirkung wechselnder Temperatur von 6 Versuchsläufen unter "Verwendung von 4 % Harz und 1,5 Gew.-% Dibutylzinndiacetat, bezogen auf Fasergewi cht.

Beispiel 9

Figur 3 zeigt die,Wirkung von steigender Harzkonzentration bei Verwendung von 1,5 Gew.-% Dibutylzinndiacetat, bezogen auf Fasergewicht.

Beispiel 10

Beispiel 1 wurde wiederholt unter Zusatz von expandierten Polystyrolperlen von 1 bis 10 mm Durchmesser zum dispergierten Harzvorläufer unmittelbar vor der Zugabe der Faser. Die Perlen wurden leicht von der Pulpe abgetrennt und gaben eine- -wesentliche Verbesserung der Agglomeration und Abtrennung der Druckfarbe. Optimale Resultate wurden erhalten mit 1 bis 2 mm Perlen. Die abgetrennten Perlen wurden zurückgeführt zum Pulper und das Experiment wiederholt. Die rückgeführten Perlen ergaben eine wesentlich äquivalente Verbesserung bei der Agglomeration der Druckfarbe, verglichen mit derjenigen, die durch ursprüngliche nicht verunreinigte Perlen erreicht wurde.

Beispiel 1 "i

Beispiel 1 wurde wiederholt. Teilchen von agglomerierter Druckfarbe wurden aus der Pulpe abgetrennt und 50 % der abgetrennten Teilchen wurden zur Pulpe zurückgeführt= und das Beispiel erneut wiederholt. Beim zweiten Lauf wurden eine verbesserte Agglomerierung und eine leichtere Abtrennung beobachtet.

Beispiel 12 und 15

Es wurde ein Acrylharzvorläufer in den Beispielen 12 und 13 verwendet mit folgender Zusammensetzung:

Gew.-% Substanz · Funktion Träger Bezeichnung

65 Hydroxye.^thyl- Prepolymer 50 % in "DURASOL" acrylat ~ Butylacetat

30 Hexamethylen- Vernetzer Xylol ' "DESMODUR" N75 1,6-diisocyanat

5 Ethylenglykol/ Dispergier- "GLYCOI/'B"

Propylenglykol- mittel hydroxymethylsiloxan-Copolymer

Dies wurde verglichen mit dem Silikonharz-Vorläufer von Beispiel 1 wie folgt:

Beispiel 12

Beschickung 100 % Zeitungen Katalysator Dibutylzteidilaurat (1 % auf Faserzugabe)

Helligkeit R	457	Nur Lauge	Ex-Pulper	Schlußwäsche
3 % Acrylat /Lauge	37	49
2 % Silikon/Lauge	45	51 1/2
Beispiel 13	47	55 1/2

Beschickung 50/50 Zeitung/Zeitschriften

Katalysator Dibutylzinndilaurat (1 % auf Faserzugabe)

Helligkeit R

457 Ex-Pulper nach Flotation

Nur Lauge 50 54 1/2

2 % Acrylat RTV/Lauge 52 63 1/2

2 % Silikon RTV/Lauge 56 62

Beispiel 14

Zur Erläuterung der Wirkungen des Einschlusses eines nichtfunktionellen Extenders im Harz wurde Beispiel 1 wiederholt unter Zusatz verschiedener Mengen Methyl-funktionellem Polydimethylsiloxan zum reaktiven Prepolymer mit folgenden Ergebnissen:

Gew.-% reaktives Prepolymer Ex-Pulper-Helligkeit

	95	51,5
	45	51,8
	25	51,9
	10	50,0
Vergleich (	kein Harz)	40,7
Beispiel 15

Eine Prepolymeremulsion wurde wie folgt hergestellt:

DihydroxypolyCdimethyl^ siloxan) η = 49-144

(mittl. MW = 7566) -10g

Dihydroxypoly(dimethylssiloxan) η = 850

(mittl. MW = 63066) 40 g

Poly(methyl hydrosiloxan) η = 40

(mittl. MW = 2562) 45 g

5 % wäßrige Lösung von Polyvinylalkohol 165 g

Eine Katalysatoremulsion mit 33 Gew.-% Feststoffen wurde getrennt hergestellt:

Dibutylzinndilaurat 60 g

Polyvinylalkohol 7 g

V/asser 133 g

Es -wurden 1900 ml Wasser und 6 g Prepolymeremulsion (1 % Harz, bezogen auf Fasergewicht) in einem Pulper mit 13 ml konzentrierter Natriumhydroxidlösung und 0,3 ml Katalysatoremulsion (0,05 %, bezogen auf Faser gewicht-,) bei Raumtemperatur 30 Sekunden als Vorhärtungsperiode gerührt. Es wurden 2,36 g Zeitungsabfall zugegeben und eine Pulpe mit einer Konsistenz von11 % erzeugt.

Nach 25 Minuten Aufschlämmen wurde die Pulpe gewaschen und mit einem Vergleichslauf unter Verwendung lediglich von Natriumhydroxidlösung verglichen.

Ex-Pulper-Helligkeit Helligkeit nach

Waschen

Vergleich 36,5 42,8

Beispiel 15 46,3 51

Claims

-Ι,Λ -

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Faserstoff ·. aus rückgeführtem Cellulosematerial, das mit Druckfarben verunreinigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material in einer wäßrigen Dispersion maceriert, die ausreichende'Mengen eines ,flüssigen, nicht auf Fasern aufziehenden Harzvorläufers enthält, der in der Dispersion härtbar ist, um das anschließende Entfernen von Druckfarbe zu erleichtern und man den Harzvorläufer während des Macerierens härtet.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Dispersion nach Punkt 1 herstellt und die Dispersion bis zu 20 Minuten vor der Zugabe des Cellulosematerials härten läßt..
3. Verfahren nach Punkt 1 und Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzvorläufer in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Faserstoff-Feststoff verwendet.wird.
4. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Dispersion mit einem pH-Wert von 8 bis 12,5 während der Macerierung verwendet.
5. Verfahren nach den Punkten 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Cellulosematerial in einer Faserstoff lauge 10 bis 16 Minuter, bei einer Temperatur von 5 bis 60⁰C mit einem Feststoffgehalt von 2 bis 25 % maceriert.

-Z2. -
6. Verfahren nach den Punkten 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Faserstofflauge verwendet, die ein Sequestriermittel für Calciumionen enthält.
7. Verfahren nach den Punkten 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstofflauge ein Blähmittel enthält.
8. Verfahren nach den Punkten 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstofflauge feste Polymerteilchen enthält.
9. Verfahren zur Herstellung von Faserstoff· unter Verwendung von rückgeführtem Cellulosematerial, das mit Druckfarbe verunreinigt ist, das in einem Pulper in Gegenwart eines dispergierten härtbaren Harzes erneut aufgeschlämmt ist, das auf die Cellulose nicht auf zieht aber auf die Druckfarbe aufzieht unter Bedingungen, die zur Bewirkung des Härtens des Harzes und Agglomerierung der Druckfarbe geeignet sind, wobei weiterhin Faserstoff aus dem Pulper abgezogen wird und gehärtetes Harz vom Faserstoff abgetrennt und ein Teil des gehärteten Harzes in den Pulper zurückgeführt wird.
10. Zubereitung zur Verwendung in dem Verfahren nach Punkt 1 bis 9 für die Erleichterung der Entfernung von Druckfarbe aus rückgeführtem Abfall-Cellulose-Fasermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer wäßrigen Dispersion von wenigstens einem flüssigen, nicht auf Fasern aufziehenden Harzvorläufer besteht, der in der wäßrigen Dispersion härtbar ist, sowie ausreichende Mengen eines Härtungskatalysators zur Bewirkung des Härtens der Zubereitung in der Dispersion enthält.
11. Zubereitung nach Punkt 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Gemisch des Harzvorläufers mit einem inerten, nicht auf Fasern aufziehbaren flüssigen Verdünnungsmittel besteht, das 10 bis 85 Gew.-% des Gemisches des Harzvorläufers.- und wenigstens 5 Gew.-% der Zubereitung ausmacht.
12. Zubereitung nach den Punkten 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine wirksame Menge eines Dispergiermittels für die Zubereitung enthält.
13. Zubereitung nach den vorhergehenden Punkten, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzvorläufer bei Temperaturen unterhalb 50⁰C härtbar ist.
14. Zubereitung nach Punkt 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzvorläufer bei Raumtemperatur härtbar ist.
15. Zubereitung nach den vorhergehenden Punkten, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzvorläufer aus. einem flüssigen Prepolymer mit wenigstens zwei reaktiven funktiohellen Gruppen im Molekül besteht.
16. Zubereitung nach Punkt 15, dadurch gekennzeichnet,daß der Harzvorläufer mit einem Vernetzungsmittel gemischt ist, das mit den funktionellen Gruppen wenigstens in Gegenwart eines Katalysators reagieren kann.
17. Zubereitung nach Punkt 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch eines Dihydroxypoly (dialkylsiloxan)-Polymeren mit einem Poly (alkylhydroxisiloxan)-Vernetzungsmittel enthält.

-Ik -
18. Zubereitung nach Punkt 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist.
19. Zubereitung nach Punkt 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppen Methylgruppen sind.
20. Zubereitung nach Punkt 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem G_emisch eines oligomeren Hydroxyacrylat-Prepolymeren und einem Di-isocyanat-Vernetzungsmittel besteht.
21. Zubereitung nach den Punkten 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel in einer Menge von 1:10 bis 10:1, bezogen auf das Prepolymergewicht, vorhanden ist.
22. Zubereitung nach den Punkten 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel ein polymeres Schutzkolloid ist.
23. Zubereitung'nach den vorhergehenden Punkten, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% des Harzvorläufers vorhanden ist.
24. Zubereitung nach den Punkten 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Extender in einer Menge von 55 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Zubereitung, vorhanden ist. .
25. Zubereitung nach den Punkten 11 Ms 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Extender ein Polydimethylsiloxan mit endständigen Methylgruppen oder ein Kohlenwasserstofföl ist.
26. Wäßrige Dispersion nach den vorhergehenden Punkten, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungskatalysator ein Dialkylζinndialkanaat ist.
27. Zubereitung nach Punkt 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysators ein Dibutylζinndialkanoat ist, wobei jeder Alkanoatrest 8 bis 14 Kohlenstoffatome besitzt.
28. Wäßrige Dispersion nach den Punkten 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-9ό, bezogen auf das Gewicht des Harzvorläufers vorhanden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen