PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69332719T2 18.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0677123
Titel DE-INKEN VON BEDRUCKTEM PAPIER MITTELS EINES AGGLOMERIERUNGSVERFAHRENS
Anmelder International Paper Co., Purchase, N.Y., US
Erfinder SRIVATSA, R., Narendra, Ramsey, US;
WESOLOWSKI, Richard R., Pine Island, US
Vertreter Bittner und Kollegen, 85049 Ingolstadt
DE-Aktenzeichen 69332719
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.11.1993
EP-Aktenzeichen 949033435
WO-Anmeldetag 29.11.1993
PCT-Aktenzeichen PCT/US93/11575
WO-Veröffentlichungsnummer 0094012718
WO-Veröffentlichungsdatum 09.06.1994
EP-Offenlegungsdatum 18.10.1995
EP date of grant 26.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.09.2003
IPC-Hauptklasse D21B 1/08
IPC-Nebenklasse D21B 1/32   D21C 5/02   B07B 9/00   B01F 17/00   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Entfärben von Aufschlag- und Nichtaufschlag- bedrucktem Papier. Insbesondere betrifft sie einen Prozess, der Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktes Papier durch Agglomeration von Farbstoffpartikeln durch Behandlung mit Entfärbungszusammensetzungen entfärbt, die einen oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und/oder Alkanole enthalten. Größen- und Dichtetrennprozesse wurden verwendet, um agglomerierte Farbstoffpartikel zu entfernen. Bevorzugt umfassen die Entfärbungszusammensetzungen einen oder mehrere C&sub5;- bis C&sub2;&sub0;-Alkoholethoxylate mit einem Ethoxylatgehalt, der ausreicht, um für Reinigungskraft oder Benetzung zu sorgen. Alternativ weisen die Entfärbungszusammensetzungen einen oder mehrere C&sub5;- bis C&sub2;&sub0;-Alkanole oder Mischungen mit Alkoholethoxylaten auf.

Technischer Hintergrund

In der Vergangenheit wurde Wasser mit primär auf Wasser oder Öl basierenden Farbstoffen bedruckt, die durch herkömmliche Entfärbungsprozesse zufriedenstellend entfernt wurden. In herkömmlichen Entfärbungsprozessen wird das Papier mechanisch aufgeschlossen bzw. gepulpt und mit einem wässrigen Medium in Kontakt gebracht, das eine Entfärbungschemikalie enthält. Das Aufschließen und die Gegenwart der Entfärbungschemikalie führte zu einer Trennung des Farbstoffs von den Pulpfasern, und der dispergierte Farbstoff wird dann von den Pulpfasern durch Wasch- oder Flotationsprozesse abgetrennt.

Heute werden zunehmende Mengen an bedrucktem Papier aus elektrofotografischen Prozessen erzeugt, wie etwa Xerographie, sowie Nichtaufschlag-Druckprozessen, wie etwa Laser- und Tintenstrahldruck. Die Entfärbungsprozesse, die in der Lage sind, diese Typen von bedrucktem Papier zu entfärben, sind sehr kompliziert und kapitalintensiv. Zusätzlich sind mehrere Schritte erforderlich, um den Abfall zu entfernen und um den vorliegenden Farbstoff zu entfernen. Allgemein beinhalten Farbstoffentfernungsprozesse Waschen, Flotation, Durchlaufreinigung und hochkonsistente Dispersion, um den Wert der Fleckenentfernung und Helligkeit zu erreichen, der in der entfärbten Pulpe erforderlich ist, um recyclebares Papier zu erzeugen.

Das U.S. Patent Nr. 4,561,933 von Wood offenbart einen Prozess zum Entfärben von xerographisch bedrucktem Altpapier. Das neugepulpte bedruckte Altpapier wird dann mit einem Entfärbungsmittel behandelt, das aus einem Gemisch von Alkanolen und Alkoholethoxylaten besteht, um eine Suspension von Farbstoffpartikeln herzustellen. Die suspendierten Farbstoffpartikel werden aus dem sich ergebenden Pulpmedium durch Wasch- und Flotationsprozessschritte abgetrennt. Die Entfärbungschemikalie und der Entfärbungsprozess von Wood ist jedoch auf das Entfärben allein von xerographischem Abfall beschränkt und verwendet mehrere Prozessschritte, um den Farbstoff abzutrennen.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, und als Alternative zu herkömmlichen Entfärbungsprozessen, hat der Stand der Technik die Verwendung eines Agglomerations-Entfärbungsprozesses aufgezeigt. Agglomerationschemikalien, die aus polymerischen Systemen und oberflächenaktiven Systemen bestehen, werden verwendet, um den Farbstoffagglomerationsprozess zu unterstützen. Beim Entfärben von Papier durch Agglomeration wird das Altpapier aufgeschlossen und wird dann durch chemische Behandlung entfärbt, um eine Aufschlämmung von Pulpe und Farbstoffagglomeraten zu erzeugen. Diese Farbstoffagglomerate werden aus der Pulpe durch Sedimentation oder Separation entfernt. Jedoch sind die bei diesen Agglomerationsprozessen verwendeten polymerischen und oberflächenaktiven Systeme für bestimmte Farbstofftypen spezifisch. Siehe U.S. Patent Nr. 4,820,379 von Darlington (polymerisches System) und U.S. Patent Nr. 5,141,598 von Richman et al. (oberflächenaktives System), in denen die Entfärbungszusammensetzungen für die Agglomeration von elektrostatischen Farbstoffen spezifisch sind, und U.S. Patent Nr. 4,076,578 von Puddington et al. (polymerisches System), in dem die Entfärbungschemikalie für die Agglomeration von Zeitungspapierfarbstoffen spezifisch ist.

Die EP-A-510954 offenbart die Verwendung von Gemischen von aliphatischen Petroleumdestillaten und oberflächenaktiven Stoffen und die Verwendung bestimmter individueller oberflächenaktiver Stoffe als Zusammensetzungen zum Entfärben von bedrucktem Altpapier.

Daher sind bekannte Entfärbungsprozesse nicht vollständig zufriedenstellend darin, dass die verwendeten Chemikalien für den Farbstofftyp selektiv sind. Auch sind hohe Konzentrationen teurer Chemikalien erforderlich, um wirkungsvolle Entfärbungsergebnisse zu erhalten. Solche Prozesse sind in den Kosten ineffizient.

Somit hat die gegenwärtige Praxis, bekannte Entfärbungsprozesse und Agglomerationschemikalien zu verwenden, Probleme beim Entfärben einer großen Vielzahl von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier. Die Erfindungen und die Praxis befassen sich bis heute mit Entfärbungschemikalien, die auf bestimmte Farbstoffe und Entfärbungsprozesse beschränkt sind, die komplizierte und teure Prozeduren erfordern, um recyclebares Qualitätspapier zu erhalten.

In der Technik besteht Bedarf an Entfärbungsprozessen, die die Agglomeration von allen Farbstofftypen, sowohl Aufschlag- als auch Nichtaufschlag-, für alle Papierqualitäten bewirkt. Diese Erfindung ist auf das Vorsehen solcher Prozesse gerichtet, die einen großen Anwendungsbereich bei der Herstellung von recyclebarem Qualitätspapier haben. Man würde annehmen, dass man einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Entfärbungsprozessen dadurch erhalten würde, dass man ein effektives und effizientes Entfärbungsverfahren angibt, das für alle Typen von bedrucktem Papier anwendbar ist.

Demzufolge ist es ein breites Ziel der Erfindung, einen Entfärbungsprozess anzugeben, der eine Entfärbungszusammensetzung für die Agglomeration aller Farbstofftypen, sowohl Aufschlag- als auch Nichtaufschlag-, aus holzhaltigen und holzfreien Papierqualitäten verwendet.

Ein spezifischeres Ziel der Erfindung ist es, ein Entfärbungsverfahren anzugeben, das Agglomerations- Entfärbungszusammensetzüngen verwendet, die einen oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und/oder Alkanole aufweist, um alle Farbstofftypen, sowohl Aufschlag- als auch Nichtaufschlag-, aus holzhaltigen und holzfreien Papierqualitäten zu agglomerieren.

Ein weiteres spezifisches Ziel der Erfindung ist es, Entfärbungszusammensetzungen anzugeben, die einen oder mehrere C&sub5;- bis C&sub2;&sub0;-Alkoholethoxylate mit einem Ethoxylatgehalt aufweisen, der ausreicht, um für Reinigungskraft oder Benetzung zu sorgen.

Ein anderes spezifischeres Ziel der Erfindung ist es, Entfärbungszusammensetzüngen anzugeben, die einen oder mehrere C&sub5;- bis C&sub2;&sub0;-Alkanole aufweisen, oder eine Zusammensetzung, die ein Gemisch mit Alkoholethoxylaten aufweist.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Agglomerationsentfärbungsprozess anzugeben, der Farbstoff effizient und wirkungsvoll entfernt, ohne hochkonzentrierte und teure Agglomerationschemikalien zu verwenden.

Ein weiteres spezifisches Ziel der Erfindung ist es, ein Agglomerationsentfärbungsverfahren anzugeben, das weniger kompliziert als die herkömmlichen Farbstoffentfernungsprozesse ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein recyceltes Papierprodukt anzugeben, das durch das Agglomerationsentfärbungsverfahren der Erfindung aus Aufschlag- und/oder Nichtaufschlag-bedrucktem Papier hergestellt ist.

Ein weiteres spezifisches Objekt der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Entfärben von Aufschlag- und/oder Nichtaufschlag-bedrucktem Papier anzugeben, die ein Aufschlussmittel, ein Agglomerationsmittel, ein Trennmittel und ein Produktionsmittel verwendet, um recyclebares Qualitätspapier herzustellen.

Offenbarung der Erfindung

In der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele sowie andere, wie ersichtlich wird, allgemein durch Vorsehen eines Entfärbungsprozesses erreicht, der Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktes Papier durch Agglomeration und Dichtetrennung von Farbstoffpartikeln entfärbt. Der Entfärbungsprozess umfasst die Schritte, das bedruckte Papier in einem eine Entfärbungszusammensetzung enthaltenden alkalischen wässrigen Medium aufzuschließen, was bewirkt, dass die Farbstoffpartikel agglomerieren, um ein Farbstoffpulpmedium zu erzeugen, und Entfernen der Farbstoffpartikel aus dem Farbstoffpulpmedium durch Größe- und Dichtetrennung, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpmedium zu erzeugen. Das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpmedium kann dann durch herkömmliche Papierherstellungsprozesse zu einem recycelten Papierprodukt gemacht werden.

Nach der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Entfärben von Aufschlag- oder Nichtaufschlag-bedrucktem Papier die Schritte:

Aufschließen des bedruckten Papiers in einem alkalischen wässrigen Medium, das eine Entfärbungszusammensetzung enthält, mit hydrophob-hydrophil-Balancewerten im Bereich von 0,5 bis 12, enthaltend ein oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und/oder C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkanole, um ein pulpenhaltiges Medium zu bilden; und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entfärbungszusammensetzung ein Gemisch aus C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkoholethoxylat nicht-ionischem oberflächenaktivem Stoff mit einem Ethoxylatgehalt, der ausreicht, um für Reinigungskraft oder Benetzung zu sorgen, und C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkanol ist; und dass das Alkanol und das Alkoholethoxylat in einem Verhältnis von zumindest 1 : 1 vorliegen, worin die vorhandene Menge des Alkanols zumindest gleich oder größer als die vorhandene Menge des Alkoholethoxylats ist; worin die Gegenwart der Entfärbungszusammensetzung für eine Wasserstoffbindung und/oder Flüssigkeitsbrückenbildung zwischen Farbstoffpartikeln sorgt, wodurch die Farbstoffpartikel auf eine Größe und Dichte zur Entfernung durch Siebung und Durchlaufreinigung agglomerieren, um ein Farbstoffpulpenmedium herzustellen; und Abtrennen der agglomerierten Farbstoffpartikel aus dem Farbstoffpulpenmedium durch Entfernungsprozesse, die aus Siebung und/oder Durchlaufreinigung bestehen, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpenmedium herzustellen.

Das Agglomerationsverfahren und die Entfärbungszusammensetzungen in der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf den Agglomerationsprozess und die Entfärbungszusammensetzungen, die in der mitanhängigen Anmeldung, Serial Nr. 07/720,336, eingereicht am 25. Juni 1991, offenbart sind.

Bevorzugt erfolgt das Aufschließen des bedruckten Papiers bei Konsistenzen im Bereich von 3 bis 30%.

Bevorzugt wird das alkalische wässrige Medium bei einem pH im Bereich von 6 bis 11,5 gehalten.

Bevorzugt ist die Entfärbungszusammensetzung in einer Dosierung vorhanden, die von 0,1 bis 2,0 Gew.-% reicht, berechnet auf dem Trockengewicht der verwendeten Pulpe. Bevorzugt wird das alkalische wässrige Medium während des Aufschließens bei Temperaturen im Bereich von 40 bis 80ºC gehalten.

Das Verfahren umfasst bevorzugt auch den Durchtritt des Farbstoffpulpmediums durch ein Sieb, um grobe Verunreinigungen zu entfernen. Eine bevorzugte Form des Verfahrens umfasst den Durchtritt des Farbstoffpulpmediums bei Konsistenzen im Bereich von 0,3 bis 3,0% und Temperaturen von 25 bis 55ºC, gehalten bei einem pH-Bereich von 6,0 bis 9,0, durch geschlitzte und unter Druck gesetzte Siebe, um grobe Verunreinigungen zu entfernen.

Das Verfahren umfasst bevorzugt den Durchtritt des Farbstoffpulpmediums durch eine Anzahl von Passagen von Durchlaufreinigern, um Farbstoffpartikel dichter als Wasser zu entfernen, um das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpmedium herzustellen. Die Durchlaufreiniger können in einer Primär- Primär-, Primär-Sekundär-, Tertiär- oder Quaternär-Anordnung angeordnet sein.

Das Aufschließen erfolgt bevorzugt für eine Zeit von 10 bis 90 Minuten bei Konsistenzen im Bereich von 3 bis 30%.

Typischerweise ist das Ethoxy (EO)-Gruppe zu Alkohol, Mol/Mol Durchschnittsverhältnis der bevorzugten Entfärbungszusammensetzung größer als 0,001 und reicht bevorzugt von 0,0001 bis 12. Der Trübungspunkt der Zusammensetzung beträgt bevorzugt weniger als 93ºC (200ºF), und Hydroxylwerte (ausgedrückt als eq./100 g) und bevorzugt größer als 0,0001. Das spezifische Gewicht der bevorzugten Entfärbungszusammensetzung ist ähnlich wie Wasser.

Weiter bevorzugte Ausführungen der Entfärbungszusammensetzungen haben HLB-Werte im Bereich von 0,5 bis 6, ein Ethoxygruppe zu Alkohol Mol/Mol- Durchschnittsverhältnis im Bereich von 0,1 bis 5, Trübungspunkte im Bereich von 115 bis 30ºC (5 bis 100ºC) und einen Hydroxylwert zwischen 0,1 und 1.

Die Entfärbungszusammensetzungen der Erfindung sorgen für Wasserstoffbindung, Oberflächenbenetzung und Emulsifizierung- Funktionalitäten, um Farbstoffpartikel auf Größen zum Entfernen durch Siebe und Durchlaufreinigung zu agglomerieren.

Das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpmedium hat bevorzugt einen Fleckenentfernungs- und Helligkeitswert, der ausreicht, um hochwertiges recyclebares Papier herzustellen.

Die Entfärbungszusammensetzung bewirkt bevorzugt, dass Farbstoffpartikel auf Größen agglomerieren, die so groß sind wie 6000 Mikrometer (1/4") oder größer.

Die Prozess- und Reaktionsbedingungen werden während des Kontakts mit der Entfärbungszusammensetzung derart geregelt, dass eine effektive Agglomeration der Farbstoffpartikel erreicht wird. Konzentrationen der Entfärbungszusammensetzung sowie des pH und der Temperatur des wässrigen Mediums werden justiert, um eine maximale Agglomeration der Farbstoffpartikel zu gewinnen. Nach der Agglomeration wird das pulpenhaltige Medium durch Schlitzsiebe und eine Anzahl von Durchlaufreinigern geleitet, um grobe Verunreinigungen und agglomerierte Farbstoffpartikel durch Größen- und Dichtetrennung zu entfernen. Die resultierende Pulpenaufschlämmung hat einen Fleckenentfernungs- und Helligkeitswert, der ausreicht, um hochwertiges recycelbares Papier herzustellen.

Bevorzugte Anwendungen des Verfahrens der Erfindung beinhalten die Verwendung beim Entfärben von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier, um hochwertiges recyclebares Papier herzustellen. Bevorzugt sieht die Erfindung Agglomerationsentfärbungs-Zusammensetzungen und diesbezügliche Prozesse vor, die effektiver und weniger kompliziert und teuer sind als bekannte Agglomerationszusammensetzungen und Prozesse.

Die anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich, wenn die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen berücksichtigt wird, die im illustrativen und nicht einschränkenden Sinne ausgelegt werden sollte, wie folgt:

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine diagrammartige Ansicht des Prozesses zum Entfärben von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung zum Entfärben von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Die Verwendung der Begriffe Aufschlag- und Nichtaufschlagbedrucktes Papier in dieser Beschreibung betrifft Papier, das mit Aufschlagprozessen, wie etwa im Offset-Druck oder anderem mechanischen Druck, bedruckt ist, und Nichtaufschlag-Prozesse als Laserdruck, Fotokopier- oder andere Prozesse, wo der Farbstoff auf das Papier geschmolzen wird.

Im weiteren Bezug auf die Zeichnungen ist Fig. 1 eine diagrammartige Ansicht der Prozessschritte zum Entfärben von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier.

In der Station 1 erfolgt das Aufschließen des bedruckten Papiers in der Gegenwart einer Entfärbungszusammensetzung der Erfindung, die bewirkt, dass die Farbstoffpartikel agglomerieren, um ein Farbstoffpulpmedium herzustellen. Das Farbstoffpulpmedium wird dann an der Station 2 durch Schlitzsiebe hindurchgeleitet, um grobe Verunreinigungen, wie etwa Klammern, Schmutz und anderen Abfall, zu beseitigen. Die agglomerierten Farbstoffpartikel werden in den Durchlaufreinigungsstationen 3 und 4, und falls erforderlich 5 und 6, durch Größe- und Dichtetrennung entfernt, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpmedium zu gewinnen, das ausreicht, um hochwertiges recyclebares Papier herzustellen.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, allgemein 10, für den Entfärbungsprozess der Erfindung. Der Prozess der Erfindung beinhaltet das Aufschließen des Altpapiers mit der Entfärbungszusammensetzung in einem wässrigen Medium oberhalb der Umgebungstemperatur, Abtrennen des Farbstoffs aus der Faser sowie Agglomerieren des Farbstoffs auf eine Größe und Dichte zur Entfernung durch Sieben und Durchlaufreinigung.

Das bedruckte Papier wird in einem alkalischen wässrigen Medium in einem Hydrapulper 14 auf schlossen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das bedruckte Papier Cellulosematerial, das sowohl holzhaltige als auch holzfreie Papierqualitäten enthält. Die Tabelle I zeigt verschiedene Typen von bedrucktem Papier, die in dieser Erfindung verwendet werden können. Diese Tabelle repräsentiert verschiedene Typen von bedrucktem Papier und ist nicht so zu verstehen, dass sie alle möglichen Typen von bedrucktem Papier enthält, die in der Erfindung verwendet werden können.

TABELLE I TYPEN VON BEDRUCKTEM PAPIER

COMPUTERAUSDRUCKPAPIER

SCHREIBPAPIER

FEINPAPIER

BESCHICHTETES MAGAZINPAPIER

UNBESCHICHTETES MAGAZINPAPIER

BESCHICHTETE PUBLIKATIONS-QUALITÄTEN

MANILA-AKTENMAPPEN

ZEITUNGSPAPIER

PAPPKARTON

Entfärbungszusammensetzungen 12 der Erfindung werden zu dem pulpenhaltigen Medium hinzugefügt, um die Agglomeration der Farbstoffpartikel zu bewirken, um ein Farbstoffpulpmedium herzustellen. Bevorzugt erfolgt das Pulpen des bedruckten Papiers bei Konsistenzbereichen zwischen 3 bis 30%, bei einem pH-Bereich zwischen 6 bis 11,5, gehalten bei einer Temperatur zwischen 30 bis 80ºC für 10 bis 90 Minuten.

Die in der Erfindung verwendete Entfärbungszusammensetzung enthält ein oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und/oder Alkanole, worin die Zusammensetzung eine Wasserstoffbindung, Oberflächenbenetzung und Emulsifizierungsfunktionalitäten vorsieht, um Agglomeration der Farbstoffpartikel zu bewirken. Das Agglomerationsverfahren und die Entfärbungszusammensetzungen in der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf den Agglomerationsprozess und die Entfärbungszusammensetzungen, die in der mitanhängigen Anmeldung Serial Nr. 07/720,336, eingereicht am 25. Juni 1991, offenbart sind.

Alle nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffe enthalten sowohl hydrophobe als auch hydrophile Gruppen, wobei das Verhältnis der jeweiligen prozentualen Gewichtsanteile dieser Gruppe das Emulsifizierungsverhalten des jeweiligen oberflächenaktiven Stoffes beeinflusst. Die Löslichkeitscharakteristika der nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoffe in Wasser werden anhand ihrer Hydrophil-Lipophil-Balance(HLB)-Werte charakterisiert. Ein hoher HLB gibt an, dass der hydrophile Teil des oberflächenaktiven Stoffes dominant ist, während ein niedriger HLB angibt, dass der hydrophobe Abschnitt des Moleküls dominant ist. Die Wasserlöslichkeit des oberflächenaktiven Stoffes nimmt mit zunehmenden HLB-Werten zu. HLB-Werte sind allgemeines Indiz des Emulsionstyps, wobei aber die Effizienz der Emulsifizierung in Abhängigkeit von der Temperatur, dem pH und anderen Prozessvariablen abhängig ist.

Kritisch für den Prozess der vorliegenden Erfindung ist die Hydrophobizität, die Oberflächenbenetzung und die Emulsifizierungseigenschaften der vorliegenden Zusammensetzungen, die eine Flüssigkeitsbrückenfunktionalität erzeugen, die zu der Agglomeration der Farbstoffpartikel führt. Die meisten Farbstoffpartikel sind natürlich hydrophob. Die Entfärbungszusammensetzungen der Erfindung bilden eine Wechselwirkung zwischen [Farbstoff - Entfärbungschemikalie - Farbstoff - Wasser], worin das Entfärbungsmittel als "Flüssigkeitsbrückenbildungsmittel" wirkt, das die Farbstoffpartikel von dem Papier trennt und bewirkt, dass diese in dem Pulpenmedium agglomerieren. Farbstoffpartikel, die dichter als Wasser sind und typischerweise so groß sind wie 1/4" (6000 u) oder größer, werden gebildet, die durch Absieben und Durchlaufreinigungsprozesse wirkungsvoll entfernt werden.

Der erfindungsgemäße Zusammensetzungs- und Agglomerationsprozess unterscheidet sich von Wasch- und Flotationsprozessen. In Waschprozessen bleiben die Farbstoffpartikel in der Wasserphase dispergiert und lassen die Faser zurück. Die Farbstoffpartikel werden chemisch verändert, sodass sie "gerne" im Wasser verbleiben, was sie hydrophil macht. Waschprozesse entfernen allgemein Farbstoffpartikel von weniger als 15 u. In Flotationsprozessen wird der Farbstoff selektiv an Luftblasen adsorbiert, was sie hydrophob macht. Farbstoffpartikel haften an den Luftblasen an und schwimmen zur Oberfläche unter Bildung eines Schaums, der abgestrichen werden kann. Flotationsprozesse sind allgemein auf die Entfernung nur partikulärer Typen von Druckfarbstoffen und insbesondere auf Farbstoffpartikel im Bereich von 10 bis 100 Mikrometer beschränkt. Siehe McCool und Silveri, TAPPI 1987, Pulping Conference, insbesondere Fig. 16.

Die Zusammensetzungen können aus Alkoholethoxylaten, Gemischen von Alkoholethoxylaten und Alkanolen bestehen, oder sogar in bestimmten Fällen Alkanolen, mit HLB-Werten der Zusammensetzungen im Bereich von 0,5 bis 12 und Trübungspunkten von weniger als 200ºF. Die hydrophobe Eigenschaft, die Oberflächenbenetzung und die Emulsifizierungseigenschaften der Zusammensetzungen sorgen für wasserstoffbindungsfunktionalitäten, die Brückenbildungen zwischen den Farbstoffpartikeln erleichtern, wodurch sie zu größeren Farbstoffpartikeln koaleszieren oder agglomerieren. Die Eigenschaft der Zusammensetzungen wird durch die Konzentration der Zusammensetzungskomponenten beeinflusst, pH, Temperatur und Pulpfaserkonsistenz, wobei diese Variablen entsprechend den Zusammensetzungskomponenten eingestellt werden, die benutzt werden, um die Agglomeration der Farbstoffpartikel aus verschiedenen Typen von Altpapier zu maximieren.

Eine bevorzugte Entfärbungszusammensetzung, die in der Erfindung benutzt wird, enthält ein oder mehrere C&sub5;- bis C&sub2;&sub0;- Alkoholethoxylate mit einem Ethoxylatgehalt, der ausreicht, um für Reinigungskraft oder Benetzung zu sorgen. Typischerweise reicht das Ethoxy (EO)-Gruppe zu Alkohol Mol/Mol- Durchschnittsverhältnis der bevorzugten Entfärbungszusammensetzung von 0,001 bisb 12. Die Hydrophobizität der Zusammensetzung, gemessen als Hydrophob- Hydrophil-Balance(HLB)-Werte reicht von 0,5 bis 12. Der Trübungspunkt der Zusammensetzung ist kleiner als 200ºF, und Hydroxylwerte (ausgedrückt als eq./100 g) sind größer als 0,0001. Das spezifische Gewicht der bevorzugten Entfärbungszusammensetzung ist ähnlich wie Wasser.

Ferner haben die bevorzugten Ausführungen der Entfärbungszusammensetzung HLB-Werte im Bereich von 0,5 bis 6, Ethoxygruppe zu Alkohol Mol/Mol-Durchschnittsverhältnis im Bereich von 0,1 bis 5, Trübungspunkte im Bereich von 5 bis 100ºF und einen Hydroxylwert zwischen 0,1 und 1.

Alternativ enthält die Entfärbungszusammensetzung ein oder mehrere C&sub5;- bis C&sub2;&sub0;-Alkanole oder ein Gemisch mit Alkoholethoxylaten, worin für je 10 Teile des Zusammensetzungsgemisches zwischen 8 und 3 Teile Alkanole und zwischen 2 und 7 Teile Alkoholethoxylat vorliegen. Die Zusammensetzungen haben die gleiche Chemie wie die bevorzugte Entfärbungszusammensetzung.

In einer noch anderen Ausführung der Erfindung enthält die Entfärbungszusammensetzung ferner ein oder mehrere C&sub5;-C&sub2;&sub0;- Alkanole, und der nicht-ionische oberflächenaktive Stoff ist aus der Gruppe gewählt, bestehend aus Polyalkylenoxyether, Polyoxyalkylether, Poloxyethylen-phenolether, Oxyethylenoxypropylen-Blockcopolymer, Polyoxyethylenethylamin, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, Polyethylen-glykolester und -diester oder irgendwelchen anderen nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln mit Benetzungskraft, um die Oberflächenspannung der Wassermoleküle zu senken.

Die Entfärbungszusammensetzungen der Erfindung sorgen für starke Wasserstoffbindungsfunktionalitäten zur Bildung oder Erleichterung von Brücken zwischen den Farbstoffpartikeln, und um diese zu agglomerieren oder koaleszieren. Die Entfärbungszusammensetzungen bewirken, dass die Farbstoffpartikel auf Größen agglomerieren, die so groß sind wie 1/4" (6000 u) oder größer, zur anschließenden leichten Entfernung durch Größe- und Dichtetrennprozesse.

Das Aufschließen erfolgt typischerweise in dem Konsistenzbereich von 3 bis 30% mit 0,1 bis 2% Entfärbungschemikalie bei einem pH zwischen 6 bis 11,5, gehalten bei einer Temperatur zwischen 40 bis 80ºC für 10 bis 90 Minuten, um Farbstoffagglomerate verschiedener Größen zu bilden. Während des Aufschlussschritts erfolgt die Zugabe von Altpapier, Alkali und Entfärbungschemikalie gleichzeitig. Eine bevorzugte Aufeinanderfolge ist es jedoch, das Wasser auf eine Aufschlusstemperatur zwischen 50 bis 70ºC zu erhitzen, die Entfärbungschemikalie in einer Menge zwischen 0,1 und 1 Gew.-% Papier hinzuzufügen und das wässrige Medium auf einen pH zwischen 6,5 und 10,5 durch die Zugabe von Alkali einzustellen, gefolgt durch die Zugabe von Altpapier in einer Konsistenz zwischen 5 bis 20%.

Das Aufschließen erfolgt mit einem Hydrapulper, einem Knetwerk oder einer anderen ähnlichen Vorrichtung. Die Aufschlusszeit des Altpapiers reicht von 10 bis 60 Minuten; bevorzugt zwischen 20 bis 40 Minuten. Der optimale Aufschlussvorgang ist ein vorsichtiger mechanischer Vorgang, der ausreicht, um das Altpapier zu entfasern, wie in einem Knetwerk.

Nach dem Aufschließen wird das Farbstoffpulpmedium zu einem Kippbehälter 16 und durch Schlitzsiebe 18 geleitet, um große agglomerierte Farbstoffkugeln, etwaigen Kunststoff, Klebstoffe, Flocken, Klammern oder andere grobe Verunreinigungen zu entfernen.

Die Farbstoffpulpmasse wird durch grobe Siebe mit großen Löchern geleitet, um großen Abfall und Farbstoff zu entfernen, gefolgt durch feine Siebe, um kleinere Farbstoffpartikel und Verunreinigungen zu entfernen. Das Sieben erfolgt typischerweise bei Konsistenzen im Bereich von 0,3 bis 3,0%, Temperaturen zwischen 25 bis 55ºC, und wird auf einem pH- Bereich zwischen 6,0 und 9,0 gehalten. Die verwendeten Siebe können auch unter Druck gesetzt werden, um die Entfernung grober Verunreinigungen zu unterstützen. Alternativ kann ein Umkehrreinigungsschritt nach diesem Siebschritt verwendet werden, um leichtgewichtige Verunreinigungen und leichteren Farbstoff zu entfernen.

Nach der Entfernung der groben Verunreinigungen wird das Farbstoffpulpmedium durch eine Serie von Durchlaufreinigungsstationen 20 geleitet, wo agglomerierte Farbstoffpartikel durch Dichtetrennung entfernt werden, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpmedium herzustellen. Die Durchlaufreinigungsstationen entfernen die agglomerierten Farbstoffpartikel, die dichter sind als Wasser. Nach dem Durchlaufreinigungsschritt wird das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpmedium eingedickt, unter Verwendung von Verdickungsmitteln, wie etwa in einem Einseiten- oder Schwerkrafteindicker, um eine Pulpenaufschlämmung zu gewinnen, die ausreicht, um hochwertiges recyclebares Papier herzustellen.

Dieser Durchlaufreinigungsschritt erfolgt bei Konsistenzen im Bereich von 0,3 bis 3,0% unter Verwendung mehrerer primärer Durchlaufreiniger, die in Serie angeordnet sind. Alternativ könnten diese Durchlaufreiniger in einer Primär-Primär-, Primär-Sekundär-, Tertiär- oder Quaternär-Anordnung angeordnet sein. In einer Primär-Primär-Anordnung wird die behandelte aufgeschlossene Masse durch zwei Sätze der Durchlaufreiniger hindurchgeleitet. Die in der Erfindung verwendeten Durchlaufreiniger sind Standard-Industriedurchlaufreiniger und entfernen die Farbstoffagglomerate durch Dichtetrennung. In einer Primär-Sekundär-Anordnung wird die Farbstoffpulpmasse durch einen Durchlaufreiniger geleitet, und das zurückgehaltene Material wird durch einen sekundären Reiniger geleitet. Das zurückgehaltene Material von dem sekundären Reiniger wird durch einen tertiären Reiniger geleitet, dessen Rückhalte dann durch einen quaternären Reiniger geleitet werden. Eine quaternäre Anordnung sorgt für die höchste Faserausbeute.

In den folgenden Beispielen wurde das Entfärben von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier durch die in Fig. 2 gezeigte Prozesslinie erhalten. Das bedruckte Altpapier wurde in der Gegenwart einer Entfärbungszusammensetzung aufgeschlossen, die bewirkte, dass die Farbstoffpartikel agglomerieren, um ein Farbstoffpulpmedium herzustellen. Das Entfernen der Farbstoffpartikel aus dem Farbstoffpulpmedium wurde durch Größen- und Dichtetrennung erreicht, durch Durchtritt durch Siebe, Trenntrichter und/oder Durchlaufreinigungsstationen, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpmedium herzustellen.

Die folgenden Beispiele I bis XVII zeigen verschiedene Typen von Aufschlag- oder Nichtaufschlag-bedrucktem Altpapier, das mit der Entfärbungszusammensetzung behandelt wurde, und die Prozessschritte der Erfindung. Allgemein enthalten die in den Beispielen verwendeten Entfärbungszusammensetzungen einen oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe. Insbesondere enthält die Entfärbungszusammensetzung der Beispiele I bis X und XV ein oder mehrere C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkanole und nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe; die Beispiele XI bis XIV enthalten ein oder mehrere C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkoholethoxylate mit einem Ethoxylatgehalt, der ausreicht, um für Reinigungswirkung oder Benetzen zu sorgen; und Beispiel XVI enthält ein Gemisch von C&sub8;-C&sub1;&sub0;-Alkanolen. Diese Beispiele sind lediglich repräsentativ und schließen nicht alle Ausführungen der Erfindung ein.

BEISPIEL I

180 Pfund (trocken) von bedrucktem Papier, bestehend aus angenähert 60% Nichtaufschlag-Farbstoff, 35% Aufschlag- Farbstoff und einem kleinen Gemisch von flexographischen und UV-Farbstoffen, wurden in der Gegenwart einer Entfärbungschemikalie in einem Hochkonsistenz-Hydrapulper für 30 Minuten bei 5,9% Konsistenz, bei einem pH von 10,0, gehalten bei 70ºC aufgeschlossen. Das Farbstoffpulpmedium wurde durch ein vibrierendes 0,01" Flachschlitzsieb bei 1% Konsistenz, 45ºC geleitet, und dann durch insgesamt vier Passagen von Durchlaufreinigungsstationen. Der verwendete Durchlaufreiniger war ein 5" Hymac, lief bei einer Konsistenz von 0, 8% und 45ºC mit einer Rückhaltrate von 20% bei der ersten Passage der Durchlaufreinigung und 10% bei anschließenden Passagen der Durchlaufreinigung.

Die in diesem Beispiel verwendete Entfärbungszusammensetzung war ein Gemisch von ein oder mehreren C&sub8;-C&sub1;&sub6;-Alkanolen und Akoholethoxylaten, wobei für jede 10 Gewichtsteile des Alkanols und der Alkoholethoxylate zwischen 3,3 und 6,0 Teilen Alkanol und zwischen 4,0 und 6,7 Teile Alkoholethoxylate vorhanden waren. Das Verhältnis von Alkanolen zu Alkoholethoxylaten ist angenähert 1 : 1 bei der Entfärbungszusammensetzung, die einen HLB-Wert von angenähert 10 hat.

Nach den folgenden Prozessschritten wurden Proben gesammelt: nach dem Aufschließen (zur Verwendung als Kontrolle); nach dem Sieben (Siebrückhalt und Siebdurchlass); und nach jedem Durchlaufreinigungsprozess (Reinigerdurchlass und -rückhalt).

Tabelle II listet die Agglomerationsentfärbungsergebnisse der obigen Proben, die mittels der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I gesammelt wurden. Die Schmutzzahl und die % Schmutzentfernung bezieht sich auf die Farbstoffzahl und -entfernung und ist in Tabelle II nach jedem Schritt des Agglomerationsprozesses fortgeführt. Es wurden Standard Technical Association der Pulp and Paper Industry ("TAPPI") Prozessnummern T437 (Papier und Pappkarton) und T213 (Pulpe) verwendet, um die Schmutzzahl und -entfernung zu messen. Der TAPPI-Prozess bezeichnet jeden sichtbaren Fleck oberhalb 0,04 mm² als Schmutz. TABELLE II

BEISPIEL I AGGLOMERATIONS-ENTFÄRBUNGSERGEBNISSE

Eine Kontrolle lief ohne Entfärbungszusammensetzung und erzielte eine gesamte Schmutzentfernung von 65% am Ende des zweiten Durchlaufs der Durchlaufreinigung. Die meiste Farbstoffentfernung erfolgte nach der ersten Passage der Durchlaufreinigung (57%), wobei der Siebschritt scheinbar keinen Farbstoff entfernte. Der Siebschritt entfernte grobe Verunreinigungen und einige Aufkleber auf der Basis visueller Prüfung der Rückhalte.

Die Ergebnisse in Tabelle II zeigen, dass eine Behandlung mit der Entfärbungszusammensetzung eine Durchlassschmutzzahl von 350 ppm nach der ersten Passage der Durchlaufreinigung und 296 ppm nach der zweiten Passage der Durchlaufreinigung erzielte. Die Schmutzentfernungseffizienz nach dem Siebschritt betrug 62%, 80% nach der ersten Passage der Durchlaufreinigung und 15% nach der zweiten Passage der Durchlaufreinigung. Die gesamte Schmutzentfernung nach der zweiten Passage der Durchlaufreinigung betrug angenähert 93%.

BEISPIEL II

Es wurde offset-bedrucktes Papier separat bei einer 5 und 15% Konsistenz, der 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I hinzugefügt war, bei 70 0C und einem pH von 10,5 aufgeschlossen. Der Farbstoff trennte sich leicht von dem Papier und agglomerierte auf Größen so groß wie 1/4" (6000 u), die dann durch Dichtetrennung in einem Trenntrichter entfernt wurden.

BEISPIEL III

Es wurde laserbedrucktes Papier separat bei 5 und 15% Konsistenz, mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 70ºC und einem pH von 10,5 aufgeschlossen. Der Farbstoff trennte sich leicht von dem Papier und agglomerierte auf Größen, so groß wie 1/4" (6000 u), die dann durch Dichtetrennung in einem Trenntrichter entfernt wurden.

BEISPIEL IV

Altpapier, das 25% offset-bedrucktes Papier und 75% laserbedrucktes Papier enthielt, wurde bei 5 und 15% Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 60ºC und einem pH von 10,0 aufgeschlossen. Der Farbstoff trennte sich leicht von dem Papier und agglomerierte auf Größen so groß wie 1/4" (6000 u), die dann durch Dichtetrennung in einem Trenntrichter entfernt wurden.

BEISPIEL V

Altpapier, das 75% offset-bedrucktes Papier und 25% laserbedrucktes Papier enthielt, wurde bei 5 und 15% Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 60ºC und einem pH von 10,5 aufgeschlossen. Der Farbstoff trennte sich leicht von dem Papier und agglomerierte auf Größen so groß wie 1/4" (6000 u), die dann durch Dichtetrennung in einem Trenntrichter entfernt wurden.

BEISPIEL VI

Altpapier, das ein Gemisch von 50% Aufschlagfarbstoff, 45% Nichtaufschlag-Farbstoff und einem kleinen Gemisch von UV- und flexographischem Farbstoff enthielt, wurde bei einer 5,0%igen Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 70ºC und einem pH von 10 aufgeschlossen. Das pulpenhaltige Medium wurde dann gesiebt und durch zwei Passagen der Durchlaufreinigung geschickt. Die Farbstoffentfernung am Ende dieser Aufeinanderfolge betrug 99,6%.

BEISPIEL VII

Altpapier, das Zeitungen und Magazine in einem 1 : 1-Gemisch enthielt, wurde bei 15% Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 70ºC und einem pH von 10,5 aufgeschlossen. Der Farbstoff trennte sich leicht von dem Papier und agglomerierte auf Größen so groß wie 1/4" (6000 u), die dann durch Dichtetrennung in einem Trenntrichtet entfernt wurden.

BEISPIEL VIII

Altpapier, das ein Gemisch von 50% Aufschlagfarbstoff, 45% Nichtaufschlag-Farbstoff und ein geringes Gemisch von UV- und flexographischer Tinte enthielt, wurde bei 5,0% Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 55ºC und einem pH von 10 aufgeschlossen. Das pulpenhaltige Medium wurde dann gesiebt und durch zwei Passagen der Durchlaufreinigung geschickt. Die Farbstoffentfernung am Ende dieser Aufeinanderfolge betrug 92,7%.

BEISPIEL IX

Altpapier, das ein Gemisch von 25% Aufschlagfarbstoff, 70% Nichtaufschlag-Farbstoff und ein kleines Gemisch von UV- und flexographischem Farbstoff enthielt, wurde bei einer 7,0%igen Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel 1 bei 45ºC und einem pH von 11,5 aufgeschlossen. Nach dem Aufschließen des pulpenhaltigen Mediums fand sich, dass es 77% weniger Schmutz enthielt. Die kleinen Farbstoffpartikel agglomerierten auf Größen so groß wie 1/4" (6000 u) und wurden aus dem Pulpenmedium abgetrennt.

BEISPIEL X

Laserbedrucktes Papier wurde separat bei 5 und 15% Konsistenz mit 1 Gew.-% der Entfärbungszusammensetzung von Beispiel I bei 65ºC und einem pH von 8,0 aufgeschlossen. Der Farbstoff trennte sich leicht von dem Papier und agglomerierte auf Größen so groß wie 1/4" (6000 u), die dann durch Dichtetrennung in einem Trenntrichter entfernt wurden.

BEISPIEL XI

Die in diesem Beispiel verwendete Entfärbungszusammensetzung enthielt ein Gemisch von C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub6;-Alkoholethoxylaten und C&sub1;&sub0;- C&sub1;&sub2;-Alkanolen in einem Verhältnis von 1 : 2 Alkoholethoxylate zu Alkanolen.

Zwanzig (20) Pfund von Lasercomputerausdruckpapier wurden in 30 Gallonen Wasser bei 70ºC in der Gegenwart von 30 ml der Entfärbungszusammensetzung für 30 Minuten aufgeschlossen. Die Entfärbungszusammensetzung enthielt 10 ml von Alfonic 1216- 22, C&sub1;&sub2;-C&sub1;&sub6;-Alkoholethoxylate von Vista Chemicals, Houston, Texas, und 20 ml Alfol 1012, Gemisch von C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub2;-Alkanolen von Vista Chemikals, Houston, Texas.

Es lief eine Kontrollprobe ohne die Entfärbungszusammensetzung. Die mit der Entfärbungszusammensetzung behandelte Probe zeigte, dass die Farbstoffpartikel leicht agglomerierten. Zusätzlich wurde eine 45%ige Fleckenzahlminderung mit 1,9 Punkten G. E. Helligkeit im Vergleich zur Kontrollprobe erreicht.

Der Alkohol könnte bis zu einer Dosierung hinzugefügt werden, bei der er in der oberflächenaktiven Stoff-Wasserphase vermischt bleibt. Die Gegenwart von Alkohol verbessert die Hydrophobizität des Systems und verbessert die Flüssigkeitsbrückenfunktionalität, indem er die Wasserstoffbindung begünstigt.

BEISPIEL XII

Die in diesem Beispiel verwendete Entfärbungszusammensetzung enthielt ein Gemisch von C&sub8;-C&sub1;&sub0;-Alkanolen. Alfol 810, ein Gemisch von C&sub8;-C&sub1;&sub0;-Alkanolen von Vista Chemicals, Houston, Texas wurde zu altem Zeitungspapier bei 0,3 Gew.-% von ofentrockenem Altpapier hinzugefügt und bei 3% Konsistenz, 50ºC für 45 Minuten aufgeschlossen.

Es lief eine Kontrollprobe ohne die Entfärbungszusammensetzung. Die mit der Entfärbungszusammensetzung behandelte Probe zeigte eine Helligkeitszunahme von 4 Punkten G. E. mit weniger Schmutzflecken im Vergleich zur Kontrollprobe.

Bestimmte Aufschlagfarbstoffe, einschließlich Zeitungsdruck, können ohne Alkoholethoxylat oder oberflächenaktive Funktionalität agglomeriert werden. Der unter diesen Umständen erforderliche minimale Alkohol wäre 0,01 Gew.-% des ofentrockenen Altpapiers, wobei jedoch Alkohol (C&sub5;-C&sub2;&sub0;) bis zu einer Dosierung hinzugefügt werden könnte, bei der er in der Wasserphase mischbar bleibt.

BEISPIEL XIII

Die Entfärbungszusammensetzung von Beispiel 1 wurde zu einem Lasercomputerausdruck in einer Menge von 0,8 Gew.-% von ofentrockenem Altpapier hinzugefügt. Dieses Beispiel wurde in zwei separaten Läufen bei 55ºC und bei 70ºC aufgeschlossen. Die aufgeschlossene Probe wurde mit Sieben (Feinschlitz) behandelt, und zwei Stufen der Durchlaufreinigung. Die Schmutzentfernung bei 55ºC betrug 92,8% und betrug bei 70ºC 99,6%. Die hohe Temperatur trägt dazu bei, den Farbstoff weich zu machen und verbessert den mizellaren Effekt des oberflächenaktiven Systems.

Wie in den Beispielen I bis XIII gezeigt, wurde eine Vielzahl von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Altpapier mit entfärbenden Agglomerationszusammensetzungen und den Prozessschritten der Erfindung unter verschiedenen Prozessreaktionsbedingungen behandelt. Allgemein zeigten alle diese Beispiele eine wirkungsvolle Agglomeration der Farbstoffpartikel, die durch Größe- und Dichtetrennverfahren leicht aus dem Farbstoffpulpmedium entfernt wurden, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpmedium herzustellen. Das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpmedium hat Fleckentfernungs- und Helligkeitswerte, die ausreichend sind, um durch herkömmliche Papierherstellungsprozesse hochwertiges recyclebares Papier herzustellen.

Die Einfachheit der verwendeten Ausstattung und der hohe Schmutzentfernungswert, angenähert 93%, macht den Agglomerationsentfärbungsprozess der Erfindung vorteilhaft gegenüber herkömmlicher Praxis. Es können Modifikationen an dem Agglomerationsprozess durchgeführt werden, der eine feinere Siebvorrichtung enthält, um die Endschmutzzahl weiter zu senken.

Bevorzugt ist das Verfahren dieser Erfindung zum Entfärben sowohl von Aufschlag- als auch Nichtaufschlag-bedrucktem Papier weniger kompliziert als herkömmliche Entfärbungsprozesse, die Wasch- und Flotationsprozesse beinhalten. Die Verwendung der relativ einfachen Behandlungsprozessschritte und der Entfärbungszusammensetzungen, die die Agglomeration von sowohl Aufschlag- als auch Nichtaufschlag-bedrucktem Papier bewirken, sorgen für einen einfachen und billigen Entfärbungsprozess für alle Papierqualitäten.

Es versteht sich, dass die Erfindung für den Fachmann eine weite Anwendung bei der Entfärbung einer Vielzahl von Aufschlag- und Nichtaufschlag-bedrucktem Papier hat, um recyclebares Qualitätspapier herzustellen.

Zusätzlich können alternative Prozessparameter in der Erfindung angewendet werden, die beinhalten: Anwenden der Entfärbungszusammensetzung ohne pH-Einstellung auf das Altpapier; Anwenden der Entfärbungszusammensetzung in einem alkalischen pH-Bereich; oder Anwenden der Entfärbungszusammensetzung in der Gegenwart von anderen Chemikalien, die beim Entfärben und/oder Papierherstellungsprozess geeignet angewendet werden, wie etwa u. a. Bleichmittel, Schaumverhinderer, Größensortierungsmittel, Aufheller, Wasserqualitäts-Bearbeitungsmittel.

Obwohl daher die Erfindung in Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass andere Zusammensetzungsstrukturen und Prozesse für ihre Herstellung in Betracht gezogen werden können, die nichtsdestoweniger im Umfang der Erfindung liegen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Entfärben von Aufschlag- oder Nichtaufschlag-bedrucktem Papier, das die Schritte aufweist:

Aufschließen des bedruckten Papiers in einem alkalischen wässrigen Medium, das eine Entfärbungszusammensetzung enthält, mit hydrophob-hydrophil-Balancewerten im Bereich von 0,5 bis 12, enthaltend ein oder mehrere nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe und/oder C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkanole, um ein pulpenhaltiges Medium zu bilden;

dadurch gekennzeichnet, dass die Entfärbungszusammensetzung ein Gemisch aus C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkoholethoxylat nicht-ionischem oberflächenaktivem Stoff mit einem Ethoxylatgehalt, der ausreicht, um für Reinigungskraft oder Benetzung zu sorgen, und C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkanol ist; und dass das Alkanol und das Alkoholethoxylat in einem Verhältnis von zumindest 1 : 1 vorliegen, worin die vorhandene Menge des Alkanols zumindest gleich oder größer als die vorhandene Menge des Alkoholethoxylats ist; worin die Gegenwart der Entfärbungszusammensetzung für eine Wasserstoffbindung und/oder Flüssigkeitsbrückenbildung zwischen Farbstoffpartikeln sorgt, wodurch die Farbstoffpartikel auf eine Größe und Dichte zur Entfernung durch Siebung und Durchlaufreinigung agglomerieren, um ein Farbstoffpulpenmedium herzustellen; und Abtrennen der agglomerierten Farbstoffpartikel aus dem Farbstoffpulpenmedium durch Entfernungsprozesse, die aus Siebung und/oder Durchlaufreinigung bestehen, um ein im Wesentlichen farbstofffreies Pulpenmedium herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschließen des bedruckten Papiers bei Konsistenzen im Bereich von 3 bis 30% erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das alkalische wässrige Medium bei einem pH im Bereich von 6 bis 11,5 gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfärbungszusammensetzung bei einer Dosierung vorliegt, die von zwischen 0,1 bis 2,0 Gew.-% reicht, berechnet auf dem Trockengewicht der verwendeten Pulpe.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das alkaliwässrige Medium während des Aufschließens bei Temperaturen im Bereich von 40 bis 80ºC gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst, das Farbstoffpulpenmedium durch ein Sieb zu leiten, um grobe Verunreinigungen zu entfernen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst, das Farbstoffpulpenmedium bei Konsistenzen im Bereich von 0,3 bis 3,0% und Temperaturen von 25 bis 55ºC, gehalten bei einem pH-Bereich von 6,0 bis 9,0, durch geschlitzte und unter Druck gesetzte Siebe zu leiten, um grobe Verunreinigungen zu entfernen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst, das Farbstoffpulpenmedium durch eine Anzahl von Passagen von Durchlaufreinigern zu leiten, um Farbpartikel zu entfernen, die dichter als Wasser sind, um das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpmedium herzustellen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufreiniger in einer Primär-Primär-, Primär- Sekundär-, Tertiär- oder Quaternär-Anordnung angeordnet sind.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschließen für eine Zeit zwischen 10 bis 90 Minuten bei Konsistenzen im Bereich von 3 bis 30% erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfärbungszusammensetzung für Wasserstoffbindung, Oberflächenbenetzung und Emulsifizierungsfunktionalitäten sorgt, um die Farbstoffpartikel auf Größen zur Entfernung durch Siebung und Durchlaufreinigung zu agglomerieren.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-ionische oberflächenaktive Stoff aus der Gruppe ausgewählt ist, die C&sub5;-C&sub2;&sub0;-Alkoholethoxylate enthält, mit einem Hydroxylwert von größer als 0,0001.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkoholethoxylate Ethoxygruppen zu Alkohol Mol/Mol Durchschnittsverhältnisse haben, die von 0,001 bis 12 reichen.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Wesentlichen farbstofffreie Pulpenmedium einen Fleckenentfernungs- und Helligkeitswert hat, der ausreicht, um hochwertiges recyclebares Papier herzustellen.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfärbungszusammensetzung bewirkt, dass die Farbstoffpartikel auf Größen agglomerieren, die so groß sind wie 6000 Mikrometer (1/4") oder größer.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche


Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com