DE1246382B - Verfahren zum Aufschluss von Altpapier - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufschluß von Altpapier Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschluß von Altpapier, bei welchem das Altpapier im wesentlichen trocken zerfasert und anschließend unter Zugabe von Wasser der Weiterverarbeitung zugeführt wird.
• Altpapier bildet an sich einen wertvollen Rohstoff für die Papier- und Pappenindustrie. Seine Verarbeitung erfordert jedoch in der Regel eine Vorsortierung im Hinblick auf das herzustellende Endprodukt. Unsortierte Altpapiere oder die nach der Sortierung verbleibenden minderwertigen Qualitäten lassen sich nur zu starken Pappen, Kartons und ähnlichen Produkten verarbeiten, bei denen es auf ein gutes Aussehen nicht in dem Maße ankommt wie bei Papier.
• Da das zu regenerierende Fasermaterial bereits mindestens einen Papierherstellungsprozeß durchlaufen hat; enthält es, bedingt durch die bereits erfolge Mahlung, schon viele kurze Fasern, Faserbruchstücke, Füllstoffe und sogenannte Feinstoffe. Diese Tatsache führt im Verein mit dem normalen Quellungsvermögen jeder Cellulosefaser während einer mechanischen Behandlung in wässriger Suspension zu einer sehr geringen Entwässerungsgeschwindigkeit solcher Suspensionen.
• Durch Einsatz von Vakuum und Druck gelingt es zwar, die Entwässerung zu beschleunigen, man erhält dann jedoch Produkte, die ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht aufweisen. Will man lockere, leichte Platten, Pappen usw. herstellen, darf man diese Hilfsmittel nicht oder nur in sehr begrenztem Maße anwenden. Dies bedeutet aber, daß das Material mit einem sehr hohen Feuchtigkeitsgehalt in der vorgeformten Stoffbahn aus der Entwässerungsmaschine herauskommt: Diese Tatsache führt jedoch zu einem ganz erheblichen Ansteigen der Trocknungskosten, die so hoch werden können, daß das Verfahren wirtschaftlich untragbar wird.
• Aus der deutschen Patentschrift 364 565 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Fasermasse für die Papierherstellung auf trockenem Wege bis in die Einzelfaser zerlegt wird, um einen möglichst hohen Luftgehalt in der Fasermasse zu erhalten. Dieser hohe Luftgehalt soll der Fasermasse eine lockere; schwammige Beschaffenheit geben, die sie für die Herstellung bestimmter Papiersorten besonders geeignet erscheinen läßt. Die so aufgeschlossene Fasermasse soll dann zur Weiterverarbeitung in Wasser aufgeschwemmt und so rasch wie möglich in ihre endgültige Form gebracht werden.
• Die gleiche Behandlungsweise wird in der deutschen Auslegeschrift 1 097 802 für die Auflösung von Altfaserstoffen vorgeschlagen, die vorher mit Kunststoff od. dgl. behandelt waren, da sich nur so unerwünschte Flecken und Stippen im neuen Endprodukt vermeiden lassen. Die Aufschließung dieser Fasern soll noch erleichtert werden, wenn man das Zerfasern in Gegenwart von Dampf vornimmt, wobei aber- ausdrücklich die Bedingung gestellt wird, daß die Dampfmenge absolut unzureichend zum Feuchtten oder gar Einweichen der Fasermasse sein soll. Bei dem zuletzt genannten Verfahren wird die Zerfaserung so weit getrieben, daß die einzelnen Fasern gekräuselt und die Kapillaren ein oder mehrere Male geknickt werden.
• Der Nachteil der vorbekannten Verfahren besteht vor allen Dingen darin, daß man voluminöse, wollige und luftige Fasermassen erhält, die sich nur schlecht mit Suspensionswasser mischen lassen. Wenn man sie zu normalem Papier verarbeiten will, müssen sie infolgedessen vergleichsweise lange in das Suspensionswasser eingerührt werden. Ein langes Einrühren verringert aber wiederum die Entwässerungsgeschwindigkeit der zu erzeugenden Papierbahn, weil dabei das Suspensionswasser auch in erheblichem Maße in das Faserinnere eindringt. Eine verringerte Entwässerungsgeschwindigkeit hat wiederum eine entsprechend geringe Fertigungsgeschwindigkeit, d. h. eine verminderte Wirtschaftlichkeit, zur Folge.
• Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung vermieden, wenn das Altpapier in Faserbündel zerkleinert und die Fasermasse unmittelbar nach der Zerfaserung unter Zufuhr von Wasser auf eine Konsistenz (Feststoffgehalt) von etwa 20 bis 30 IIto gebracht wird.
• Es wurde überraschenderweise gefunden; daß eine solche Fasermasse dem Eindringen von Wasser in das Faserinnere, selbst über einen längeren Zeitraum hinweg, einen ganz beträchtlichen Widerstand entgegengesetzt, und zwar auch dann noch, wenn man es zur Vertreibung der arihafteriden Luft intensiv mit Wasser gemischt hat. Bei der Mischung des zerfaserten Materials mit dem Suspensionswasser erfolgt zwar eine allseitige Benetzung der Faser mit Wasser, jedoch kein oder nur ein sehr begrenztes Eindringen des Wassers in die Faserhohlräume. Es resultiert daraus eine außerordentlich hohe Entwässerungsgeschwindigkeit, die es gestattet, die Herstellungsgeschwindigkeit normaler harter Pappen und Kartons erheblich zu erhöhen, bzw. die es allein möglich macht, daraus lockere, leichte Pappen oder Platten mit geringem spezifischem Gewicht auf wirtschaftliche Weise herzustellen. Auch kann die Fasermasse ohne Verlust dieser guten Eigenschaften über einen längeren Zeitraum gelagert werden.
• Bei Verwendung eines Scheibenrefiners zum Zerfasern des Altpapiers besteht die Möglichkeit, die Zufuhr von Wasser durch ein Besprühen der Außenseite des Rotors mit Wasser vorzunehmen. Durch Zentrifugalkräfte wird das Wasser dann in den äußeren Gehäuseteil geschleudert und benetzt dort das an dieser Stelle austretende trocken zerfaserte Material.
• Bei Verwendung von mit einem Siebkorb ausgestatteten Mühlen in der Art der Schlagkreuzmühlen ist die Vermischung mit Wasser innerhalb der Mühle nicht zu empfehlen, da sonst die starke mechanische Beanspruchung der Fasern eine zu hohe Wasseraufnahme zur Folge hätte, was den erfindungsgemäß angestrebten Effekt zunichte machen würde. In diesem Falle setzt man zur Benetzung des Faserstoffes mit Wasser eine Zahnscheiben- oder Stiftmühle ein, die mit sehr groben Zahn- oder Stiftscheiben ausgestattet ist. Der Abstand der Scheiben wird so groß gewählt, daß mit Sicherheit keine Mahlung, aber eben noch eine gleichmäßige Vermischung mit Wasser erfolgt. Der Betrieb der zusätzlichen Mühle erfordert daher nur einen geringen Energiebedarf. Ein Scheibenabstand von 2 bis 5 mm hat sich in der Praxis als am günstigsten erwiesen. Die Wasserzugabe wird so eingestellt, daß der behandelte Stoff einen Trockengehalt von etwa 25 % aufweist.
• Die Zeit zwischen Verdünnung auf Verarbeitungskonsistenz und Verarbeitung, also Entwässerung, soll möglichst kurz sein, um die größtmögliche Entwässerungsgeschwindigkeit zu erreichen.
• An Ausführungsbeispielen soll die Erfindung nachfolgend erläutert werden: Das zu regenerierende Altpapier wird zunächst in etwa 5 bis 10 cm2 große Stücken vorzerkleinert. Hierzu bedient man sich etwa einer Schneidmühle oder eines Reißwolfs; auch Häckselmaschinen sind geeignet, wenn in zwei Durchgängen gearbeitet wird, um nicht zu lange Papierstreifen zu erhalten. Anschließend geht das Material mittels pneumatischer Förderung durch- einen Zyklön, um schwere Fremdstoffe abzuschneiden, und passiert schließlich eine Magnet-_ walze. _ Das vorzerkleinerte Gut wird nun ohne jede Zugabe von Wasser in einer Zerfaserungsmaschine behandelt, die jedoch so einzustellen ist, daß keine vollständige Zerlegung in Einzelfasern, sondern nur in kleine, -mit unbewaffnetem Auge kaum auszumachende Faserbündel erfolgt. Hierfür haben sich Scheibenmühlen, Scheibenrefiner oder auch Schlagkreuzmühlen als gut geeignet erwiesen. Die dabei erreichbaren Leistungen liegen je nach Art der verwendeten Zerfaserungsmaschine und des zu behandelnden Materials bei 300 bis 800 kg/h bei einem Energiebedarf von etwa 100 kW/t. Das in dieser Weise aufbereitete äußerst leichte und wollige Material würde sich ohne die Maßnahmen der Erfindung nur sehr umständlich bunkern und entbunkern lassen und ließe sich bei möglichst geringer mechanischer Beanspruchung nur schwierig mit genügend Wasser versetzen, um eine gleichmäßige Benetzung zu erreichen.
• In der Zeichnung ist im Schnitt ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Scheibenrefiner dargestellt, der in bekannter Weise aus dem Gehäuse 1 mit Stoffeintragungstrichter 2, der feststehenden Mahlscheibe 3 und der beweglichen Mahlscheibe 4 besteht, welche an der mit der Welle 5 rotierenden Nabe 6 befestigt ist. Im Sinne der Erfindung wird das vorzerldeinerte Altpapier durch den Trichter 2'trocken zugeführt und gelangt nach Passieren einer Grobmahlzone I und einer Feinmahlzone 1I in die Benetzungszone 111. Auf die Rückseite des Rotors 6 wird aus mehreren Düsen 7 Wasser gespritzt, das im feinverteilten Zustand durch Zentrifugalkräfte ebenfalls in die Benetzungszone HI gelangt. Das befeuchtete Fasermaterial mit einem Trockengehalt von etwa 25 9/o wird von hier durch mehrere am Rotorumfang angebrachte Ausräumflügel8 in den (nicht dargestellten) Auslaßkanal ausgestoßen, der tangential an den Gehäuseumfang angeschlossen ist.
• Der vorstehend beschriebene Scheibenrefiner kann zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden und ist nicht Bestandteil der Erfindung.
• Das erhaltene feinkrümelige, gut rieselfähige Produkt läßt sich durch leichtes Rühren mit Wasser zu einer gleichmäßigen, schnell entwässerbaren Stoffsuspension verarbeiten.
• Die durch die Erfindung erzielbaren Entwässerungsgeschwindigkeiten wurden für ein Ausgangsmaterial aus gleichen Teilen Zeitungspapier und Natronkraftabfällen unter verschiedenen Verarbeitungsbedingungen nach der Methode Rapid-Köthen auf dem Blattbildner gemessen, wobei jeweils (abgewandelt gegenüber der für die Papierstoffprüfung üblichen Methode) 100 g atro Stoff eingesetzt wurden. Die Stoffdichte der entwässerten Suspension betrug somit am Anfang der Messung 1 %.
• Beispiel 1 Bei Verarbeitung in dem oben beschriebenen Scheibenrefiner ergab.sich unmittelbar nach der Herstellung einer Suspension aus dem mit einem Trokkengehalt von 25 % anfallenden Refinerstoff eine Entwässerungszeit von 18 Sekunden. Nach 48 Stunden Lagerungsdauer betrug sie 32 Sekunden.
• Beispiel 2 Bei der Zerfaserung desselben Altpapiergemisches in einer Schlagkreuzmühle mit einem Siebkorb mit 2-mm-Rundloch und einer anschließenden Benetzung des überwiegend aus Faserbündeln bestehenden Fasergutes in einer Zahnscheibenmühle mit Grobzahnscheiben (Scheibenabstand auf 2 mm eingestellt und entsprechend dem Eintrag so viel Wasser zugesetzt, daß die Endstoffdichte des resultierenden Materials etwa 25 % beträgt) erhält man ein Produkt, welches im Aussehen mit dem Produkt aus Beispiel 1 übereinstimmt. Die Entwässerungszeit eines solchen Materials beträgt etwa 15 Sekunden.
• Zum Vergleich zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und den üblichen Verfahren zur Regeneration von Faserstoffen auf' nassem Wege mögen folgende Beispiele dienen: Beispiel 3 Ein Altpapiergemisch gemäß Beispiel l wurde in einem Pulper bei einer Stoffdichte von 4 % mit Wasser aufgelöst. Das resultierende Fasermaterial besteht aus Einzelfasern, Faserbündeln und einem großen Teil von größeren Papierfetzchen. Die Feinheit des Materials ist mit der von Beispiel 1 nicht zu vergleichen. Die Entwässerungsgeschwindigkeit dieses Materials, gemessen unter gleichen Bedingungen, betrug 80 Sekunden.
• Beispiel 4 Ein Altpapiergemisch gemäß Beispiel 1 wurde, wie in Beispiel 3 beschrieben, in einem Pulper vorbehandelt, und zur weiteren Zerfaserung über einen Entstipper gegeben. Es resultierte ein Material, das fast stippenfrei und damit feiner zerfasern war als bei Beispiel 1; die Entwässerungszeit dieses Materials betrug 200 Sekunden.
• Beispiel 5 Ein Altpapiergemisch gemäß Beispiel 1 wurde in einem Scheibenrefiner trocken eingetragen unter gleichzeitiger Zugabe von soviel Wasser in den Scheibenrefiner, daß die Endstoffdichte etwa 25 °/o betrug. Es resultierte ein Material, das in ,seiner Feinheit etwas gröber war als das aus Beispiel 1, die Entwässerungsgeschwindigkeit dieses Materials betrug 110 Sekunden.
• Nach dem Verfahren der Erfindung kann praktisch jede Art von- Papierabfall regeneriert werden, auch solche Sorten, die der Naßaufbereitung nicht zugänglich sind und damit sonst als Rohstoff für die Papierfabrikation ausfielen. Sofern der Gehalt an kleinen Kunststoffpartikeln, Folienteilchen usw. nicht stört; oder durch geeignete Methoden, wie Einfärben, Überziehen mit einem Anstrich oder einer Deckschicht aus einheitlichem Faserstoff, unsichtbar gemacht wird, kann jede Art von mit Kunststoffen, Kautschuken usw. in der Masse behandelten oder mit Kunststoffen beschichteten oder kaschierten Papieren verarbeitet werden. Der Gehalt an solchen hydrophobierend wirkenden Stoffen im zu regenerierenden Material vermindert sogar die Wasseraufnahme zusätzlich und ergibt damit eine noch bessere Entwässerbarkeit.
• Selbstverständlich kann man den Faserstoff auch zusammen mit Zuschlagstoffen, z. B. Bindemitteln, verarbeiten. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung dickerer Faserplatten (Dämmplatten) aus Altpapier, eventuell in Kombination mit Holzfaserstoff.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufschluß von Altpapier, bei welchem das Altpapier im wesentlichen trok ken zerfasert und anschließend unter Zugabe von Wasser der Weiterverarbeitung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Altpapier in Faserbündel zerkleinert und die Fasermasse unmittelbar nach der Zerfaserung unter Zufuhr von Wasser auf eine Konsistenz (Feststoffgehalt) von etwa 20 bis 30 °/o gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Artspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß- die Fasermasse unmittelbar nach Austritt aus der Mahlzone noch im Gehäuse der Mahlvorrichtung mit Wasser besprüht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 364 565, 584 560; deutsche Auslegeschrift Nr. 107 802; USA.-Patentschriften Nr. 2 734 685, 2 807 054.