WO2002090651A1 - Verfahren zur wiederverwertung von spuckstoff - Google Patents

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WO2002090651A1
WO2002090651A1 PCT/EP2002/000699 EP0200699W WO02090651A1 WO 2002090651 A1 WO2002090651 A1 WO 2002090651A1 EP 0200699 W EP0200699 W EP 0200699W WO 02090651 A1 WO02090651 A1 WO 02090651A1
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filler
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fresh
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Dieter Münchow
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Alpha Calcit Füllstoff Gesellschaft Mbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/01—Waste products, e.g. sludge

Definitions

  • the invention relates to a process for recycling rejects from the manufacture of paper, cardboard and cardboard and the use for the production of paper in the pulp or as a coating color for the paper industry.
  • the raw material i.e. H. Cellulose
  • fillers which give printing and writing papers in particular an even formation, better softness, whiteness and grip.
  • These fillers which are usually called “ash”, since they remain as ash in the combustion analysis, are either added to the fiber suspension or applied during brushing.
  • Natural printing papers contain up to 35% by weight of fillers, coated papers 25% to 50% by weight. The amount of filler depends very much on the intended use of the paper. Heavily weighted papers have lower strengths and poorer sizing.
  • the filler content in the paper pulp is usually between 5 to 4.
  • Coating pigments that can come from residual coating colors or coated scrap.
  • the grain size plays an important role, since it strongly influences the filler yield and the physical properties of the paper, especially the porosity.
  • the filler content remaining in the paper is between 20 and 80% of the amount added to the fiber suspension.
  • fillers and coating pigments kaolin, calcium carbonate, precipitated calcium carbonate (PCC), artificial aluminum silicates and oxide hydrates, titanium dioxide, satin white, talc and calcium silicate.
  • PCC precipitated calcium carbonate
  • artificial aluminum silicates and oxide hydrates titanium dioxide, satin white, talc and calcium silicate.
  • rejects also known as semolina, coated scrap or cleaner reject
  • the so-called rejects consist largely of minerals and fibers and can amount to 1 to 4% of the total volume of the paper produced and in most cases are disposed of in landfills.
  • the total amount of rejects that are disposed of is not reduced.
  • Another possibility of treating the rejects in the past was to partially process them with the aid of centrifugal cleaners in order to separate the fibers on the one hand and / or the coating colors and fillers on the other hand and at least partially reuse them.
  • the object of the present invention is to provide a new environmentally friendly concept for treating the rejects, in particular the centrifugal cleaners, and the most complete one possible To make recycling accessible.
  • the object of the invention is, in particular, to provide a method for recycling rejects, while at the same time saving energy costs and raw material costs, transport costs and landfill costs.
  • rejects in particular the centrifugal cleaner from paper, cardboard and cardboard manufacture, characterized in that rejects containing fibers, coating color and / or filler, optionally with addition of water, coating color, fresh filler and / or filler slurry ground to the desired particle size distribution and used as a raw material for the paper pulp and / or coating color.
  • the normally solid reject contains valuable raw materials which can be recovered with the help of the present invention and which can be returned to various paper production processes after grinding.
  • the rejects from paper mills that produce coated paper or cardboard types contain a great deal of flakes of coating color. The thicker the coating layer, the more difficult it is to recover the flakes using the technology of the prior art. Double-coated varieties or coated cardboard types can be mentioned here as special examples.
  • Another group in the paper industry are the SC paper manufacturing companies that lose large amounts of fillers due to rejects.
  • the rejects are now ground and optionally with water, coating color, filler and / or Filler slurry added.
  • the reject slurry or the ground powder is then returned to the paper production cycle for the paper pulp and / or as a coating color.
  • fractions of fillers, coating color flakes, fiber suspension residues, such as, for example, fiber lumps or splinters, and foreign bodies, for example sand, can be discovered.
  • the distribution of the reject material particle sizes essentially corresponds to the original distribution in the coating colors, fillers or filler / pigment slurries.
  • more than 95% of the total rejects or even the complete amount can be recovered and returned to production.
  • the reprocessed reprocessed according to the invention then functions, for example, as a filler, as a result of which the consumption of fresh filler or pigment can be consequently reduced.
  • the grinding of the rejects is preferably installed in a centrifugal cleaner system after the last of usually several phases of a centrifugal cleaner.
  • the accept from the additional cleaner system is returned to a previous phase and the remaining amount of the reject forms the final reject.
  • the simplest area of application is provided in an existing cleaner system so that the grinding is installed after the penultimate cleaner phase and the last cleaning process is used as the final stage.
  • the fillers and coating pigments both as a powder or in the form of a concentrated slurry, which preferably has 30 to 85% by weight solids content, for the paper pulp or for coating color production.
  • the fresh fillers and pigments are usually made available by manufacturers with the desired whiteness and grain size distribution as a slurry or as a powder.
  • the sieve pass obtained in this way consists of fibers, fillers, pigments, fine sand, black particles and agglomerates of fillers and pigments or pigments, fibers and fillers.
  • Filler is usually understood to mean the fine particles used in the pulp; pigment means the fine particles used in the coating color.
  • Flocculation and sedimentation, filtration, sieving and / or centrifugation are available as known methods for separating the undesirable constituents of the rejects.
  • Flocculation and reloading often cause agglomeration in the separation processes. rate, which can now be ground according to the invention.
  • grinding as powder or slurry can be carried out continuously or batchwise in conventional dry mills or wet mills, in particular stirred ball mills, for example with a content of 700 to 5000 l or greater. Grinding media, preferably grinding balls, in particular with a diameter of 1 to 4 mm, are used.
  • Sieves are usually used for processing, preferably curved sieves for separating contaminants (broken balls, separating agents, rust, etc.). Laser measuring instruments are used to determine and control the fineness of grinding during the grinding process and the computer-aided control of the agitator ball mill system.
  • the ratio of fillers and / or pigments to fibers in the rejects can vary within a wide range.
  • rejects with an optionally enriched concentration of fillers and / or coating color, which are in the range from 5 to 90% by weight, in particular 30% by weight to 70% by weight is on the solids content.
  • the fiber content on the one hand or the filler and / or Coating color content, on the other hand can vary, for example, from 1 to 99% by weight or 99 to 1% by weight.
  • Enrichment in the sense of the present invention includes in particular the addition of fresh filler and / or fresh pigment.
  • kaolin, natural or precipitated calcium carbonates, artificial or natural aluminum silicates and oxide hydrates, titanium dioxide, satin white, dolomite, mica are therefore preferably used before, after and / or during grinding as fresh pigment and / or fresh filler
  • Metal flakes, in particular aluminum flakes, bentonite, rutile, magnesium hydroxide, gypsum, layered silicates, talc, calcium silicate and other stones and earths are added.
  • Fresh pigment or fresh filler is preferably converted into a slurry with a solids content of, for example, 30 to 85% by weight, in particular 40 to 75% by weight, in the form of a powder, aqueous slurries containing fresh pigment and / or fresh filler in the presence of the reject and optionally conventional grinding aids and / or dispersing aids. % used.
  • the added amount of fibers, coating color and / or filler is preferably 1 to 100% by weight, based on the reject material.
  • the addition of water is particularly preferred in order to use the rejects ground according to the invention in a diluted slurry for the headbox. Slurries with a solids content of 5 to 50% by weight, in particular 10 to 20% by weight, are preferably used. Accordingly, according to the invention, in a preferred embodiment Milling form in the presence of water in an amount of 1 to 100% by weight, in particular 100 to 1000% by weight, based on the solids content.
  • the reject is preferably a slurry or a powder with a particle size distribution of
  • AI grain size distributions for coating pigments are known, which are also preferably adjusted using the present invention. It is particularly preferred for the purposes of the present invention that the pigments have the following particle size distribution: a) 95 to 100% by weight of particles ⁇ 10 ⁇ m b) 50 to 100% by weight of particles ⁇ 2 ⁇ m, in particular 50 to 95% by weight of particles ⁇ 2 ⁇ m c) 27 to 95% by weight of particles ⁇ 1 ⁇ m, in particular 27 to 75% by weight of particles ⁇ 1 ⁇ m and d) 0.1 to 55% by weight of particles ⁇ 0.2 ⁇ m, in particular 0.1 to 35% by weight of particles ⁇ 0.2 ⁇ m, in each case based on the equivalent diameter of the particles.
  • a large variation in the whiteness and grain size distribution is also possible, which can be controlled in particular by the type and duration of the grinding. It is thus possible to mix relatively coarse fresh filler and water with a large amount of rejects on site in order to introduce this slurry into the paper pulp after grinding. In the same way it is possible to go through on site Use of a smaller amount of rejects to use them for finer grinding with fresh pigment, which then serves as a coating pigment, especially in the primer.
  • the powders or slurries obtainable with the aid of the present invention can be used particularly advantageously in the paper industry, in particular for producing a coating color for the paper coating or in the paper pulp. If the fiber content is low, the rejects ground according to the invention, preferably in the coating color, are used in the paper pulp if the fiber content is high. According to the invention, good retention on the sieve is obtained. The use of the rejects ground according to the invention is particularly preferred for the production of offset paper.
  • the slurries according to the invention are also suitable for the production of a coating color for lightweight, coated papers, in particular also at high application speed, and for the production of roll offset papers, in particular for the production of lightweight, coated roll offset papers, the coating of cardboard and special paper, such as labels, wallpaper, silicone base paper, self-copying, and the admixture for gravure paper.
  • the coating pigment slurries obtainable according to the invention can be used in particular in sheetfed offset, in particular for sheetfed offset.
  • Single line, sheet offset double line sheet offset pre-coat and sheet offset top coat
  • - in web offset especially for the LWC web offset single line, web offset double line: web offset primer and web offset topcoat
  • - in rotogravure especially for the LWC rotogravure single line, rotogravure double line: rotogravure pre-coat and rotogravure top coat
  • - in the box especially for the double-line cardboard: cardboard primer and cardboard-topcoat and for special papers, especially for labels and flexible packaging.
  • the method offers the possibility of using the pigment slurries produced according to the invention without any loss of quality in the base papers, coatings and, in particular, the final qualities produced therewith.
  • Solids content 62% Brookfield viscosity (100 / min): 1,400 mPas pH: 8.5
  • Solids content 66% Brookfield viscosity (100 / min): 1,200 mPas pH: 9.0
  • Solids content 64% Brookfield viscosity (100 / min): 1,200 mPas pH: 8.5
  • Solids content 66% Brookfield viscosity (100 / min): 1,000 mPas pH: 9.0
  • Spreadable semolina from the process of a commercially available paper machine of the prior art was ground in a 15% by weight suspension to give a slurry with a grain size of ⁇ 10 ⁇ m and added to the paper pulp headbox.
  • the ash content increased, and the dosage of filler could be reduced. About 16 to 18 l / min of pigment slurry of ground rejects was fed to the stock from the grinding plant. In order to keep the ash content at the same level, the usual dosage of fresh filler could be reduced from 10 l / h to 6.0 l / h.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Wiederverwertung von Spuckstoff der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung sowie die Verwendung zur Herstellung von Papier in der Papiermasse oder als Streichfarbe für die Papierindustrie.

Description

VERFAHREN ZUR WIEDERVERWERTUNG VON SPUCKSTOFF
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Wiederverwertung von Spuckstoff der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung sowie die Ver- wendung zur Herstellung von Papier in der Papiermasse oder als Streichfarbe für die Papierindustrie.
Bei der Herstellung von Papier werden dem Rohstoff, d. h. Zellstoff,
Holz, Strohzellstoff oder Hardernhalbstoff auch Altpapierhalbstoff, Füll- Stoffe und Pigmente zugesetzt, mit denen eine geschlossene Oberfläche erzielt werden soll, um die Eigenschaften des Papiers, insbesondere den Weißgrad, die Opazität und die Bedruckbarkeit des Papiers zu verbessern.
Fast alle Papiere werden mit Füllstoffen versetzt, die besonders Druck- und Schreibpapieren eine gleichmäßige Formation, bessere Weiche, Weiße und Griff geben. Diese meist „Asche" genannten Füllstoffe, da sie bei der Verbrennunganalyse als Asche zurückbleiben, werden entweder der Fasersuspension zugegeben oder beim Streichen aufgetragen.
Naturdruckpapiere (ungestrichene Papiere) enthalten bis zu 35 Gew. -% Füllstoffe, gestrichene Papiere 25 Gew-% bis 50 Gew.-%. Die Füllstoffmenge hängt sehr vom Verwendungszweck des Papiers ab. Stark beschwerte Papiere besitzen geringere Festigkeiten und schlechteres Lei- mungsvermögen.
Der Füllstoffanteil in der Papiermasse liegt üblicherweise zwischen 5 bis
35 Gew.-% und besteht aus Primärpigment oder aus rezirkulierten
Streichpigmenten, die von Reststreichfarben oder gestrichenem Aus- schuss stammen können. Neben der Weiße des Füllstoffs, der für weiß- getönte Papiere wichtig ist, spielt die Korngröße eine wesentliche Rolle, da sie die Füllstoffausbeute stark und die physikalischen Eigenschaften des Papiers, insbesondere die Porosität beeinflusst. Der im Papier verbleibende Füllstoffanteil beträgt zwischen 20 und 80 % der der Fa- sersuspension zugesetzten Menge.
Entsprechend dem Verbrauch haben folgende Produkte als Füllstoff und Streichpigment heute größere Bedeutung: Kaolin, Calciumcarbonat, präzipitiertes Calciumcarbonat (PCC) künstliche Aluminiumsilikate und - oxidhydrate, Titandioxid, Satin-Weiß, Talkum und Calciumsilicat.
Im Anschluss an das Streichen von Papieren mit Streichfarben werden diese oftmals nach dem Trocknen mit einer Klinge geglättet. Der hierbei anfallende sogenannte Spuckstoff, auch Streichgries, gestrichener Aus- schuss oder Cleaner-Reject genannt, besteht größtenteils aus Mineralien und Fasern und kann 1 bis 4 % vom Gesamtvolumen des produzierten Papiers betragen und wird in den überwiegenden Fällen auf Deponien entsorgt. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, den Spuckstoff über Schneckenextruder zu verdichten und zu kompaktieren, um so das Volumen zur verringern. Die Gesamtmenge des anfallenden Spuckstoffs, die der Entsorgung zugeführt wird, wird jedoch nicht verringert.
Eine weitere Möglichkeit der Behandlung des Spuckstoffs bestand in der Vergangenheit darin, diesen mit Hilfe von Zentrifugal-Cleanern teilweise aufzubereiten, um somit die Fasern einerseits und/oder die Streichfarben und Füllstoffe andererseits abzutrennen und wenigstens teilweise wieder zu verwenden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen umweltfreundlichen Konzepts, den Spuckstoff insbesondere der Zentrifugal-Cleaner zu behandeln und der möglichst vollständigen Wiederverwertung zugänglich zu machen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Wiederverwertung von Spuckstoff bei gleichzeiti- ger Einsparung von Energiekosten und Roh Stoff kosten, Transportkosten sowie Deponiekosten.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zu Wiederverwertung von Spuckstoff, insbesondere der Zentrifugal-Cleaner aus der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass man Spuckstoff, der Fasern, Streichfarbe und/oder Füllstoff enthält, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, Streichfarbe, frischem Füllstoff und/oder Füllstoff-Slurry auf die gewünschte Korngrößenverteilung vermahlt und als Rohstoff für die Pa- piermasse und/oder Streichfarbe einsetzt.
Der in der Regel feste Spuckstoff enthält wertvolle Rohmaterialien, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung zurückgewonnen werden können und nach der Vermahlung in verschiedene Prozesse der Papierherstel- lung zurückgeleitet werden können. Besonders der Spuckstoff von Papierfabriken, die gestrichene Papier- oder Kartonsorten herstellen, enthält jede Menge von Streichfarbenflocken. Je dicker die Streichschicht, desto schwieriger ist die Rückgewinnung der Flocken mit der Technologie des Standes der Technik. Doppelt gestrichene Sorten oder gestri- chene Kartonsorten können hier als besondere Beispiele erwähnt werden. Eine weitere Gruppe der Papierindustrie sind die SC- papierherstellenden Betriebe, die große Mengen an Füllstoffen durch Spuckstoffe verlieren.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird der Spuckstoff nunmehr gemahlen und gegebenenfalls mit Wasser, Streichfarbe, Füllstoff und/oder Füllstoff-Slurry versetzt. Die Spuckstoff-Slurry oder das gemahlene Pulver wird dann wieder dem Kreislauf der Papierherstellung für die Papiermasse und/oder als Streichfarbe zugeführt.
Bei genauer Untersuchung des Spuckstoffes können Fraktionen von Füllstoffen, Streichfarbenflocken, Fasersuspensionsresten, wie beispielsweise Faserklumpen oder -splitter sowie Fremdkörper, beispielsweise Sand entdeckt werden.
Nach der Vermahlung des Spuckstoffes entspricht die Verteilung der Partikelgrößen des Spuckstoffes im wesentlichen der ursprünglichen Verteilung in den Streichfarben, Füllstoffen oder Füllstoff-/Pigment- Slurries. Gleichzeitig kann so mit Hilfe der vorliegenden Erfindung mehr als 95 % des gesamten Spuckstoffes oder auch die vollständige Menge zurückgewonnen und wieder in die Produktion geleitet werden.
Der erfindungsgemäß aufbereitete Spuckstoff fungiert dann beispielsweise als Füllstoff, wodurch der Verbrauch an Frisch- Füllstoff oder Pigment konsequent reduziert werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Vermahlung des Spuckstoffes vorzugsweise in einem Zentrifugal-Cleanersystem nach der letzten von gewöhnlich mehreren Phasen eines Zentrifugal-Cleaners installiert. Der Gutstoff von dem Zusatzcleanersystem wird in eine vorhergehende Phase rückgelei- tet und die Restmenge des Spuckstoffs bildet den endgültigen Reject.
Der einfachste Einsatzbereich ist in einem vorhandenen Cleanersystem so vorgesehen, dass die Vermahlung nach der vorletzten Cleanerphase installiert und der letzte Cleanervorgang als Endstufe eingesetzt wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigte sich, dass die Verteilung der Partikelgrößen der Streichfarbenflocken verfeinert worden ist und die ursprüngliche Verteilung der Pigmentpartikel erzielt wurde. Dies konnte aus der Menge der feineren Partikel ersehen werden, besonders bei der Differenzialverteilung. Die Faserknoten wur- den herausgelöst und überwiegend feingemahlen.
In der Papierherstellung ist es üblich, die Füllstoffe und Streichpigmente sowohl als Pulver oder in Form einer konzentrierten Slurry, die vorzugsweise 30 bis 85 Gew.-% Feststoffanteile aufweist für die Papier- masse oder für die Streichfarbenherstellung, einzusetzen. Die frischen Füllstoffe und Pigmente werden üblicherweise von den Herstellern mit der gewünschten Weiße und Korngrößenverteilung als Slurry oder als Pulver zur Verfügung gestellt.
Bei der Aufbereitung von Spuckstoff ist es naturgemäß erforderlich, den Grobschmutzanteil, der aus Splittern, Sandkörnern und sonstigen Unreinheiten besteht, abzutrennen und zu verwerfen. Üblicherweise werden hierzu mehrstufige Zentrifugal-Cleaner eingesetzt. Der so erhaltene Siebdurchgang besteht aus Fasern, Füllstoffen, Pigmenten, Feinsand, Schwarzpartikeln und Agglomeraten aus Füllstoffen und Pigmenten oder Pigmenten, Fasern und Füllstoffen. Unter Füllstoff werden dabei üblicherweise die in der Papiermasse eingesetzten Feinteilchen verstanden; unter Pigment werden die in der Streichfarbe eingesetzten feinen Teilchen verstanden.
Als bekannte Verfahren zur Abtrennung der unerwünschten Bestandteile des Spuckstoffs bieten sich hier die Flockung und Sedimentation, die Filtrierung, Siebung und/oder Zentrifugierung an. In diesem Falle liegt dann üblicherweise ein Gemisch unterschiedlicher Pigmente vor, das häufig Kaolin, Calciumcarbonat und Talkum enthält. Durch Flockung und Umladung bilden sich bei den Abtrennungsverfahren häufig Agglome- rate, die nun erfindungsgemäß gemahlen werden können.
Das Vermählen als Pulver oder zu Slurry kann erfindungsgemäß kontinuierlich oder diskontinuierlich in üblichen Trockenmühlen oder Nass- mühlen, insbesondere Rührwerkskugelmühlen, beispielsweise mit einem Inhalt von 700 bis 5000 I oder größer durchgeführt werden. Zum Einsatz kommen Mahlmedien, vorzugsweise Mahlkugeln, insbesondere mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm.
Zur Aufbereitung werden üblicherweise Siebe, vorzugsweise Bogensiebe zum Abscheiden von Verunreinigungen (Kugelbruch, Trennstoffe, Rost etc.) eingesetzt. Lasermessinstrumente dienen der Bestimmung und Steuerung der Mahlfeinheit während des Mahlvorgangs und der Rech- ner-gestützten Steuerung der Rührwerkskugelmühlenanlage.
Zur Herstellung von neuen Streichfarben oder auch gegebenenfalls zum Einsatz in der Papiermasse ist daher unter Umständen eine Anhebung der Weiße nach an sich bekannten Verfahren erforderlich. Die Zerstörung von Agglomeraten, die das Laufverhalten einer Streichfarbe am Blade (Klinge) durch Rakelstreifen stören und die Eigenschaften des Strichs negativ beeinflussen, ist besonders bevorzugt. Zusätzlich eingesetzte Dispergierhilfsmittel, Füllstoffe und Pigmente bei dem Mahlpro- zess verringern den Gesamtverbrauch dieser Materialien.
In dem Spuckstoff kann das Verhältnis von Füllstoffen und/oder Pigmenten zu Fasern in einer großen Bandbreite variieren. Besonders bevorzugt ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung Spuckstoff mit einer gegebenenfalls angereicherten Konzentration an Füllstoffen und/oder Streichfarbe einzusetzen, die im Bereich von 5 bis 90 Gew.-%, insbe- sondere 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt liegt. So kann der Faseranteil einerseits oder der Füllstoff- und/oder Streichfarbenanteil andererseits beispielsweise von 1 bis 99 Gew.-% oder 99 bis 1 Gew.-% variieren. Anreicherung im Sinne der vorliegenden Erfindung beinhaltet insbesondere den Zusatz von Frischfüllstoff und/oder Frischpigment.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden daher vorzugsweise vor, nach und/oder während der Vermahlung als Frischpigment und/oder Frischfüllstoff Kaolin, natürliche oder gefällte Calciumcar- bonate, künstliche oder natürliche Aluminiumsilikate und -oxidhydrate, Titandioxid, Satin-Weiß, Dolomit, Glimmer, Metall-, insbesondere Alu- miniumflakes, Bentonit, Rutil, Magnesiumhydroxid, Gips, Schichtsilikate, Talkum, Calciumsilikat sowie sonstige Steine und Erden zugesetzt.
Bevorzugterweise wird Frischpigment oder Frischfüllstoff als Pulver, wässrige frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries in Anwesenheit des Spuckstoffs und gegebenenfalls üblichen Mahlhilfsmitteln und/oder Dispergierhilfsmitteln zu einer Slurry mit einem Feststoffgehalt von beispielsweise 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 40 bis 75 Gew.-% eingesetzt.
Bevorzugterweise beträgt die zugesetzte Menge an Fasern, Streichfarbe und/oder Füllstoff (recycelt oder frisch) 1 bis 100 Gew.-%, bezogen auf den Spuckstoff.
Besonders bevorzugt ist der Zusatz von Wasser, um den erfindungsgemäß vermahlenen Spuckstoff in einer verdünnten Slurry für den Stoffauflauf einzusetzen. Slurries mit einem Feststoffgehalt von 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 20 Gew.-% werden bevorzugt eingesetzt. Dementsprechend wird erfindungsgemäß in einer bevorzugten Ausfüh- rungsform in Gegenwart von Wasser in einer Menge von 1 bis 100O Gew.-%, insbesondere 100 bis 1000 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt vermählen.
Der Spuckstoff wird vorzugsweise zu einem Slurry oder einem Pulver mit einer Korngrößenverteilung von
10 bis 99 Gew.-% an Teilchen < 1 μm, insbesondere
10 bis 95 Gew.-% an Teilchen <1 μm jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser vermählen.
Aus EP 0 625 611 AI sind Korngrößenverteilungen für Streichpigmente bekannt, die auch mit Hilfe der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eingestellt werden. So ist es besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung, daß die Pigmente folgende Korngrößenverteilung aufweisen: a) 95 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 10 μm b) 50 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 2 μm, insbesondere 50 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 2 μm c) 27 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 1 μm, insbesondere 27 bis 75 Gew.- % an Teilchen < 1 μm und d) 0,1 bis 55 Gew.-% an Teilchen < 0,2 μm, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-% an Teilchen < 0,2 μm, jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser der Teilchen.
Erfindungsgemäß ist darüber hinaus eine große Variation der Weiße und Korngrößenverteilung möglich, die insbesondere durch die Art und Dauer der Mahlung gesteuert werden kann. So ist es möglich, vor Ort relativ groben Frischfüllstoff und Wasser mit einer großen Menge an Spuck- stoff zu vermischen, um diese Slurry nach der Vermahlung in die Papiermasse einzubringen. In gleicher Weise ist es möglich, vor Ort durch Einsatz einer geringeren Menge an Spuckstoff diese zur feineren Vermahlung mit Frischpigment einzusetzen, was dann als Streichpigment, insbesondere im Vorstrich dient.
Auch wenn im Sinne der vorliegenden Erfindung an sich bekannte Netzmittel, Stabilisierungsmittel, Mahlhilfsmittel und Dispergierhilfsmit- tel während der Vermischung und der Vermahlung des Spuckstoffs eingesetzt werden können, wie sie beispielsweise aus EP 0 625 611 AI bekannt sind, so ist doch erfindungsgemäß die erforderliche Menge ge- genüber dem Stand der Technik deutlich verringert. Der Spuckstoff enthält bereits eine gewisse Menge der genannten Mittel, die erfindungsgemäß dem Papierherstellungsverfahren wieder zugeführt werden.
Die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erhältlichen Pulver oder Slur- ries können besonders vorteilhaft in der Papierindustrie, insbesondere zur Herstellung einer Streichfarbe für den Papierstrich oder in der Papiermasse eingesetzt werden. Bei einem geringen Faseranteil wird der erfindungsgemäß vermahlene Spuckstoff, vorzugsweise in der Streichfarbe, bei hohem Faseranteil vorzugsweise in der Papiermasse einge- setzt. Erfindungsgemäß wird eine gute Retention auf dem Sieb erhalten. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäß ver- mahlenen Spuckstoffs zur Herstellung von Offsetpapier. Darüber hinaus eignen sich die erfindungsgemäßen Slurries auch zur Herstellung einer Streichfarbe für leichtgewichtige, gestrichene Papiere, insbesondere auch bei hoher Auftragsgeschwindigkeit, sowie zur Herstellung von Rollen-Offsetpapieren, insbesondere zur Herstellung von leichtgewichtigen, gestrichenen Rollen-Offsetpapieren, das Streichen von Karton und Spe- zialpapier, wie Etiketten, Tapeten, Silikonrohpapier, selbstdurchschrei- bend, sowie der Beimischung bei Tiefdruckpapieren. In diesem Sinne sind die erfindungsgemäß erhältlichen Streichpigment-Slurries, insbesondere einsetzbar im Bogenoffset, insbesondere für den Bogenoffset- Einfachstrich, Bogenoffset- Doppelstrich: Bogenoffset-Vorstrich und Bogenoffset- Deckstrich; - im Rollenoffset, insbesondere für den LWC- Rollenoffset-Einfachstrich, Rollenoffset-Doppelstrich: Rollenoffset- Vorstrich und Rollenoffset-Deckstrich; - im Tiefdruck, insbesondere für den LWC-Tiefdruck-Einfachstrich, Tiefdruck-Doppelstrich: Tiefdruck- Vorstrich und Tiefdruck-Deckstrich; - im Karton, insbesondere für den Karton-Doppelstrich: Karton-Vorstrich und Karton -Deckstrich und für Spezialpapiere, insbesondere für Etiketten und flexible Verpackungen.
Das Verfahren bietet die Möglichkeit, die erfindungsgemäß hergestellten Pigment-Slurries ohne Qualitätseinbuße bei den damit hergestellten Rohpapieren, Strichen und insbesondere den Endqualitäten einzusetzen.
Nachfolgend werden beispielhaft einige Streichrezepturen angegeben, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erhalten werden können (alle Angaben in Gewichtsteile fest gerechnet (atro/Wirkstoff)). Hierbei können die Mengen an Füllstoffen und/oder Pigment-Slurries teilweise oder vollständig durch entsprechende Mengen aus erfindungsgemäß ver- mahlenem Spuckstoff ersetzt werden:
1. Bogenoffset
1.1 Boqenoffset-Einfachstrich
70 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 90) 30 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (fein, z. B. US No. 1) 11 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat) 0,6 Gew. -Teile handelsübliche Carboxymethylcellulose (CMC)
0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz)
0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)
0,5 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 64 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
1.2 Boqenoffset-Doppelstrich
1.2.1 Boqenoffset-Vorstrich
100 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 60 oder 75) 10 Gew. -Teile handelsüblicher Latex 4 Gew. -Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder
Kartoffelstärke)
0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz) 0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)
Feststoffgehalt: 66 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.100 mPas pH-Wert: 9,0
1.2.2 Boqenoffset-Deckstrich
70 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 90) 30 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (fein, z. B. US No. 1) 10 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat) 0,6 Gew. -Teile handelsübliche CMC 0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz) 0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.) 0,7 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 64 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
2. Rollenoffset
2.1 LWC-Rollenoffset-Einfachstrich
50 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 90) 50 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (fein/ engl. Clay)
2 Gew. -Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)
12 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (XSB)
0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz)
0,7 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)
0,5 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 62 % Brookfield-Viskosität (100/min): 1.400 mPas pH-Wert: 8,5
2.2 Rollenoffset-Doppelstrich
2.2.1 Rollenoffset-Vorstrich 100 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 60 oder 75) 4 Gew. -Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)
12 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (XSB) 0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz) 0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)
Feststoffgehalt: 66 % Brookfield-Viskosität (100/min) : 1.200 mPas pH-Wert: 9,0
2.2.2 Rollenoffset-Deckstrich
60 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 95)
40 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (fein/ engl. Clay)
10 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (XSB)
0,6 Gew. -Teile handelsübliche CMC
0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz)
0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)
0,5 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 64 % Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
3. Tiefdruck
3.1 LWC-Tiefdruck-Einfachstrich 70 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (normal/engl. Clay) 30 Gew. -Teile handelsübliches Talkum 5,0 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat-Alleinbinder) 0,2 Gew. -Teile handelsüblicher Verdicker (synth.) 1,0 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 58 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
3.2 Tiefdruck-Doppelstrich
3.2.1 Tiefdruck-Vorstrich
100 Gew. -Teile handelsüblicher CaC03 (Typ 75)
6,0 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat-Alleinbinder) 0,3 Gew. -Teile handelsüblicher Verdicker (synth.) 0,5 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 66 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 9,0
3.2.2 Tiefdruck-Deckstrich
85 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (engl. Clay) 15 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (calcinierter Clay) 5,0 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat-Alleinbinder) 0,2 Gew. -Teile handelsüblicher Verdicker (synth.) 0,8 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat Feststoffgehalt: 57 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.300 mPas pH-Wert: 8,5
4. Karton
4.1 Karton-Doppelst ch
4.1.1 Karton-Vorstrich
100 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 75)
3 Gew. -Teile handelsübliche Stärke (native, oxidierte-, Mais- oder Kartoffelstärke)
14 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (XSB) 0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz) 0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.)
Feststoffgehalt: 66 % Brookfield-Viskosität (100/min): 1.000 mPas pH-Wert: 9,0
4.1.2 Karton-Deckstrich
50 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 90)
50 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (fein/ engl. Clay)
13 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat)
2 Gew. -Teile handelsüblicher Cobinder (Acrylat)
0,8 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Mel- amin-Formaldehyd-, Epoxidharz)
0,6 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat Feststoffgehalt: 60 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
5. Spezialpapier
5.1 Etiketten
70 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (normal/engl. Clay)
10 Gew. -Teile handelsübliches Ti02 (Rutil)
20 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 90)
16 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (XSB)
0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (EH) (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz)
0,6 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat
Feststoffgehalt: 60 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
5.2 Flexible Verpackung
80 Gew. -Teile handelsüblicher Clay (normal/engl. Clay) 20 Gew. -Teile handelsübliches CaC03 (Typ 90) 14 Gew. -Teile handelsüblicher Latex (Acrylat) 0,8 Gew. -Teile handelsübliche CMC
0,5 Gew. -Teile handelsüblicher Härter (Harnstoff-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Epoxidharz) 0,6 Gew. -Teile handelsüblicher Aufheller (Opt.) 1,0 Gew. -Teile handelsübliches Ca-Stearat Feststoffgehalt: 58 %
Brookfield-Viskosität (100/min): 1.200 mPas pH-Wert: 8,5
Ausführungsbeispiel :
Streichgries aus dem Prozess einer handelsüblichen Papiermaschine des Standes der Technik wurde in einer 15 Gew.-%igen Suspension zu einer Slurry mit einer Korngröße von < lOμm vermählen und dem Stoffauflauf der Papiermasse zugesetzt.
Kurz nach dem Anschluss der Mahl-Anlage mit dem erfindungsgemäß vermahlenen Spuckstoff konnte ein Anstieg des Aschegehalts im Papier festgestellt werden.
Der Aschegehalt stieg an, die Dosierung von Füllstoff konnte folglich reduziert werden. Von der Mahl-Anlage wurden der Stoffbütte ca. 16 bis 18 l/min Pigmentslurry aus vermahlenem Spuckstoff zugeführt. Um den Aschegehalt auf vorgegebenem gleichem Niveau zu halten, konnte die übliche Dosierung von Frischfüllstoff von 10 l/h auf 6,0 l/h gesenkt werden.
In dem erfassten Zeitraum lief die Mahl-Anlage ohne Störungen. Der Aschegehalt des Stoffauflaufs schwankte in dem üblichen Maße. Die Retention fiel anfangs leicht ab, stieg aber im Verlauf des Versuchs auf die üblichen Werte. Die Einsparung betrug ca. 240 l/h Frischpigments- lurry.
Der Testlauf über rund 10 Stunden zeigte, dass der aufbereitete Streichgries nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wieder als Füll- stoff in der Masse eingesetzt werden kann ohne Retentionsverlust.
Angaben zur Zusammensetzung der Spuckstoff-Slurries:
Feststoffgehalt ca. 24,0 %
Pigmentanteil ca. 85,0 % bezogen auf den Feststoffgehalt Faseranteil ca. 15,0 % bezogen auf den Feststoffgehalt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zu Wiederverwertung von Spuckstoff, insbeson- dere der Zentrifugal-Cleaner aus der Papier-, Pappe- und Kartonherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass man Spuckstoff, der Fasern Streichfarbe und/oder Füllstoff enthält, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, Streichfarbe, frischem Füllstoff und/oder Füllstoff-Slurry auf die gewünschte Korngrößenverteilung vermahlt und als Rohstoff für die Pa- piermasse und/oder Streichfarbe einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abtrennung des Spuckstoffs durch Flockung und Sedimentation, Filtrierung, Siebung und/oder Zentrifugieren durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Spuckstoff mit einer Konzentration an Füllstoffen und/oder Streichpigmenten in einer Menge von 1 bis 99 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Spuckstoff mit einer Konzentration an Fasern in einer Menge von 1 bis 99 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt einsetzt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Spuckstoff in Gegenwart von 1 bis 1000 Gew.-%, insbesondere 100 bis 1000 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Feststoffgehalt vermahlt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Streichfarbe und/oder Füllstoff zusetzt, die/der ausgewählt ist aus Kaolin, natürlichen oder gefällten Cal- ciumcarbonaten, künstlichen oder natürlichen Aluminiumsilikaten und - oxidhydraten, Titandioxid, Satin-Weiß, Dolomit, Glimmer, Metall-, insbesondere Aluminiumflakes, Bentonit, Rutil, Magnesiumhydroxid, Gips, Schichtsilikaten, Talkum, Calciumsilikat sowie sonstigen Steinen und Erden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Frischpigment und/oder Frischfüllstoff zusetzt, das/der ausgewählt ist aus Kaolin, natürlichen oder gefällten Calciumcarbonaten, künstlichen oder natürlichen Aluminiumsili- katen und -oxidhydraten, Titandioxid, Satin-Weiß, Dolomit, Glimmer, Metall-, insbesondere Aluminiumflakes, Bentonit, Rutil, Magnesiumhydroxid, Gips, Schichtsilikaten, Talkum, Calciumsilikat sowie sonstigen Steinen und Erden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern, Streichfarbe und/oder Füllstoff als Pulver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries und gegebenenfalls übliche Mahlhilfsmittel und/oder Disper- gierhilfsmittel zu einer Slurry mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 40 bis 75 Gew.-% zusetzt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Fasern, Streichfarbe und/oder Füllstoff als Pul- ver, frischpigmenthaltige und/oder frischfüllstoffhaltige Slurries und gegebenenfalls übliche Mahlhilfsmittel und/oder Dispergierhilfsmittel in einer Menge von 1 bis 100 Gew.-%, bezogen auf den Spuckstoff zusetzt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Spuckstoff zu einer Slurry oder einem Pulver mit einer Korngrößenverteilung von 10 bis 99 Gew.-% an Teilchen < 1 μm, insbesondere 10 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 1 μm, jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser vermahlt.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß man Spuckstoff zu einem Pulver und/oder einer Slurry mit einer Korngrößenverteilung von a) 95 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 10 μm b) 50 bis 100 Gew.-% an Teilchen < 2 μm, insbesondere 50 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 2 μm c) 27 bis 95 Gew.-% an Teilchen < 1 μm, insbesondere 27 bis 75 Gew.-% an Teilchen < 1 μm und d) 0,1 bis 55 Gew. -% an Teilchen < 0,2 μm, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-% an Teilchen < 0,2 μm, jeweils bezogen auf den Äquivalentdurchmesser der Teilchen vermahlt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß man den Weißgrad der Pulver und/oder Slurries durch das Mengenverhältnis von Spuckstoff zu frischer Streichfarbe, Frischfüllstoff und/oder Frischpigment-Slurry einstellt.
13. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vermahlung des Spuckstoffs in einer Trockenmühle oder einer Nassmühle, insbesondere in einer vertikalen Rührwerkskugelmühle vornimmt.
14. Verwendung einer Spuckstoff-Slurry nach einem oder meh- reren der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung einer Vorstrichmasse für die Papierindustrie, insbesondere von Streichfarben für verschiedene Segmente, wie Bogenoffset, Rollenoffset, Tiefdruck, Karton und Spezialpapiere.
15. Verwendung von Spuckstoff als Slurry oder Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für den Masseeinsatz in der Papierherstellung.
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