Deinking

Deinking ist das englische Wort für Druckfarbenentfernung (von englisch ink = „Druckfarbe“, „Tinte“) und bezeichnet den Schlüsselprozess beim Papierrecycling zum Entfernen der Druckfarbe aus bedrucktem Altpapier. Damit wird das Altpapier vor allem weißer gemacht. In Deutschland wird Altpapier deinkt, um daraus Zeitungsdruckpapier, Büropapiere (Kopierpapier) und Hygienepapiere herzustellen. Hier bestimmen vor allem die optischen Eigenschaften den Gebrauchswert. Dunkle Altpapiersorten (Verpackungen, Karton) können nicht deinkt werden, sie müssen deshalb vorher aussortiert werden.

Grundlagen

Es gibt zwei verschiedene Verfahren: In Europa ist das Flotationsdeinking üblich, daneben gibt es noch das Waschdeinking (häufiger in Nordamerika). Die Flotation liefert höhere Ausbeuten und benötigt erheblich weniger Wasser als die Wäsche.

Mit der Flotation soll beim Deinking der Weißgrad des eingesetzten Altpapiers durch die Entfernung der Druckfarben erhöht werden. Dabei wird ausgenutzt, dass nur die hydrophilen (wasseranziehenden) Fasern von Wasser benetzt werden, während die hydrophobe (wasserabstoßende) Druckfarbe weitgehend unbenetzt bleibt.

Aus diesem Prozess leiten sich die Anforderungen an das für das Deinking geeignete Altpapier ab. Diese Deinkingware wird in einer Altpapier-Sortenliste^[1] definiert. Aus im Flexodruck hergestellten Zeitungen beispielsweise können die verwendeten Druckfarben nicht entfernt werden, sie bereiten erhebliche Probleme beim Recycling. Schon geringe Mengen von Flexozeitungen beispielsweise aus Italien führen zu inakzeptabel schlechtem Weißgrad. Die Druckfarbenpartikel sind zu klein und nicht hydrophob, deshalb funktioniert bei ihnen der Flotationsprozess gerade nicht. Ähnliche Probleme bei der Flotation bereiten pigmentierte Inkjet-Tinten, digitale Druckverfahren mit Flüssigtoner und UV-Lacke.

Deinkbarkeit wird zunehmend als Kriterium für die Rezyklierbarkeit eines Papierprodukts anerkannt. Das geplante Europäische Umweltzeichen für Papierprodukte (EU Flower ecolabel for printed products)^[2] wird Deinkbarkeit als Voraussetzung enthalten.

Recyclingpapier aus Altpapier wird deinkt, bei sogenanntem Umweltpapier wird darauf verzichtet. Bei der Aufbereitung des Altpapiers zu Umweltpapier werden keine Chemikalien zugegeben, Druckfarben werden nicht aus dem Altpapierstoff entfernt, auf eine Bleiche wird verzichtet. Der Recyclingvorgang kann nicht beliebig oft wiederholt werden, da das Papier nicht nur durch verbleibende Druckfarbenpartikel an Helligkeit verliert, sondern auch mit intensiviertem Recycling den Qualitätsanforderungen moderner Druck- und Vervielfältigungsverfahren nicht mehr genügt. Eine Folge ist, dass diese sehr dunklen Papiersorten eher weniger Abnehmer finden und schneller wieder im Müll landen.

Deinkingchemikalien

Ähnlich wie beim Wäschewaschen wird zum Deinken ein Waschmittel benötigt. Voraussetzung für die Entfernung der Druckfarbe aus dem Altpapierstoff ist die Ablösung der Farbpartikel von den Fasern. Dazu werden alle nötigen Chemikalien üblicherweise schon bei der Zerfaserung des Altpapiers im Pulper oder in der Trommel zugegeben.

Deinking-Rezepturen enthalten Natronlauge, Wasserglas, Peroxid und ein Tensid (Seife). Diese Chemikalien unterstützen das Auflösen des Altpapiers und bewirken zusammen mit der mechanischen Beanspruchung, dass sich die Druckfarbe von den Fasern löst. Um die Wirkung der Chemikalien voll auszunutzen, müssen bestimmte Reaktionszeiten eingehalten werden. Daher lagert der aufgelöste Altpapierstoff nach der Zerfaserung meist einige Zeit in großen Bütten, bevor er gereinigt und deinkt wird. Gerade holzhaltiges Altpapier vergilbt unter der Einwirkung der Natronlauge leicht, deshalb wird hier schon Peroxid zugesetzt. Dieses Bleichmittel wirkt einer Vergilbung der Fasern entgegen, unterstützt die Ablösung der Druckfarben und kann zusätzlich einen Bleicheffekt (Zerstörung bleichempfindlicher Farbstoffe) bewirken.

Da Peroxid leicht von Schwermetallionen zersetzt wird, wird oft kurz vorher im Pulper ein Peroxid-Stabilisator zugesetzt. Dazu dient Wasserglas (Natriumsilikat), bis heute der beste Peroxid-Stabilisator; Komplexbildner werden bei der Altpapieraufbereitung praktisch nicht mehr eingesetzt. Wasserglas unterstützt außerdem sowohl die Druckfarbenablösung als auch die Druckfarbenentfernung bei der Flotation.

Ist die Druckfarbe von der Faser gelöst, muss ein Sammler die Druckfarbenteilchen an sich binden und bei der Flotation für die Anlagerung an die Luftblasen sorgen. Dies ist Aufgabe der waschaktiven Sammler: meist Seifen (anionische Tenside), mit denen erfahrungsgemäß beim herkömmlichen Deinking die besten Ergebnisse erzielt werden. Tenside verbessern das Ablösen der Druckfarbe. Daher werden sie meist im Pulper zugegeben, üblicherweise 0,5–1,0 %. Im Gegensatz zum Wäschewaschen brauchen Tenside beim Deinking hartes Wasser, mindestens 1,8 mmol/l (10 °dH). Bei weichem Wasser werden Calciumionen zugesetzt oder synthetische Tenside verwendet.

Im Verlauf des Deinkings wird der überwiegende Teil der Chemikalien zerstört (z. B. Peroxid). Die Tenside werden mit dem Flotationsschaum entfernt.

Deinkingreststoffe

Eine zentrale Rolle spielt die thermische Behandlung (Abfallverbrennung). Fast alle Reststoffe der Papierindustrie fallen mit relativ niedrigen Feststoffgehalten an, bringen jedoch wegen des hohen Gehalts an organischen Komponenten in der Regel noch einen so hohen Heizwert mit, dass sie ohne Stützfeuer brennen, also Energie gewonnen wird. Deshalb wird der größte Teil der Deinkingreststoffe als Ersatzbrennstoff in den eigenen Kraftwerken der Papierfabriken verbrannt. Die nicht brennbaren Bestandteile bleiben als (eventuell verwertbare) Asche, als Schlacke und als Filterstaub zurück.

Teilweise werden Deinkingreststoffe wegen des hohen Fasergehalts bei der Lochziegelherstellung genutzt. Hier sind sie ein willkommenes Porosierungshilfsmittel – beim Brennen der Ziegel hinterlassen die Fasern winzige Hohlräume, die die wärmedämmende Wirkung der Ziegel verbessern.

In der Zementherstellung sind Deinkingreststoffe wegen des hohen Aluminiumgehalts (aus dem Kaolin, das u. a. im Papierstrich eingesetzt wird) willkommen. Je nach verwendetem Ton kann der Zusatz von Deinkingreststoffen die Zementqualität verbessern. Organische Substanzen wie die Papierfasern oder Rückstände aus Druckfarben verbrennen beim Brennen des Zements.

Siehe auch

• Papierrecycling

Weblinks

Wiktionary: Deinking – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• INGEDE (Internationale Forschungsgemeinschaft Deinking-Technik e. V., Informationen zum Thema Papierrecycling)
• Projekt Papier der Universität Bielefeld (Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie) mit u. a. Schulversuchen zum Thema Deinking

Einzelnachweise