A papírhulladékokban lévő ragasztóanyagok problémája

Átírás

1 PAPÍRHULLADÉKOK 4.2 A papírhulladékokban lévő ragasztóanyagok problémája Tárgyszavak: hulladékfeldolgozás; papírhulladék; ragasztóréteg; technológia; újrahasznosítás. A ragacsok származása és terminológiája A német papíripar Európában vezető helyet foglal el a papírhulladék papíripari felhasználásában: a papírgyártási nyersanyagokban a papírhulladék részaránya 2004-ben mintegy 67% volt. Az újrahasznosítás során valamennyi érintett felelős azért, hogy ez a körfolyamat zavartalan maradjon. Azonban a papírhulladékban lévő különböző ragacsok sok problémát okoznak a feldolgozóknak. Ragasztóanyagok főként a papír feldolgozása és nemesítése során kerülnek az újrahasznosítási körfolyamatba. A legkülönbözőbb ragasztóanyagok és felületi bevonatok fordulnak elő a kommunikációs és csomagolási célokat szolgáló alábbi papírféleségek gyártásakor: címkék és ragasztószalagok, borítékok, könyvek, katalógusok és újságok borítószalagjai, csukható kartonok és összehajtogatható dobozok, szállítmánybiztosítás, beragasztott kiegészítések, mázoló és nyomdafestékek, impregnált papírok. Említésre méltó, hogy Németországban éppen a papíripar a ragasztóanyagok legnagyobb fogyasztója. A jelenlegi terminológia, eredet szempontjából, primer és szekunder ragacsokat különböztet meg. A primer ragacsok a nyersanyagként szolgáló papírhulladékkal kerülnek a papírgyártásba. A szekunder ragacsok

2 csak a papírhulladék feldolgozása folyamán, elsősorban fiziko-kémiai jelenségek következtében keletkeznek. A ragacsos anyagokat méret szempontjából is meg szokták különböztetni. Az 1. ábra szerint létezik makro- és mikroragacs, továbbá kolloid, ill. molekuláris jellegű ragacs (potenciális szekunder ragacs). osztályozással leválasztható? hajlamos tömörödésre? részecskeméret szétválasztási kritérium: 100, ill. 150 µm résszélesség szétválasztási kritérium: pórustávolság kb 5 µm makroragacsok mikroragacsok kolloid jellegű + molekuláris közegek (potenciális szekunder ragacsok) igen nem nem nagyon (ragad) közepesen (ragad) alig (lerakódik) durván diszpergált finoman diszpergált kolloid jellegű, molekuláris kiszűrhető szilárd anyagok 1. ábra A ragacsok terminológiája Ragacsok a papírhulladékban trendek és következményeik A ragasztó-, illetőleg potenciális ragasztóanyagok a papírhulladékkal kerülnek a papírgyártási folyamatba. A papírhulladékot feldolgozó üzemekben az alábbi trendek figyelhetők meg: valamennyi papírtípus esetében nő a papírhulladék részaránya, a papírhulladékban erősen ingadozó mértékben nő a ragacsok és a mázas papírok mennyisége, a papírgyárakban egyre inkább zárul a vízkörfolyamat, nő papírgyártó gépek sebessége, csökken az előállított papírok fajlagos felülettömege. A ragacsok elsősorban akkor okoznak problémát, amikor részecskeformában fordulnak elő, és ragasztó hatásuk állandó, illetőleg ha hőre lágyuló tulajdonságúak. Ez elsősorban a papíripari ragasztóanyagok jellemzője. A papírgyártó gépeken, a ragacsok következtében, gyakran lerakódások képződnek a szitákon, a nemezeken, a szárítóhengereken, sőt a

3 kalanderhengereken is. Ennek közvetlen hatásaként sávszakadások formájában termelési veszteség lép fel, és nő a papírgyártó gépek tisztításának munkaigényessége is. Ehhez járul a kész papíron a ragacsok által előidézett minőségi hiba, ami a papírgyártásban rendkívül zavaró hatású. Becslések szerint a német papíriparban a ragacsok által előidézett többletköltség mintegy 300 millió euró, de ebben még nem szerepel a ragacsok anyagszuszpenzióból eltávolításának rendkívül nagy gyártástechnológiai költsége. A papír-újrahasznosítás körfolyamata Az ún. újrahasznosítási körfolyamat részei a papír előállítása és feldolgozása, a papír felhasználása a fogyasztó által, a papírhulladék gyűjtése, osztályozása és újrahasznosítása nyersanyagként (2. ábra). papírhulladék feldolgozása ragacsok papírgyár, papírhulladékfeldolgozó papírfeldolgozás és -nemesítés ragasztóanyagok, nyomdafestékek, mázfestékek papírhulladék osztályozása papírhulladékbegyűjtő, osztályozó, beszállító papírfelhasználás, gyűjtés (tartályba) szennyezők, a papírtól idegen anyagok 2. ábra Papír- és papírhulladék újrahasznosítási körfolyamata A papíripari termékek előállításuk után a feldolgozással kapják meg végső használati formájukat. A feldolgozás folyamán viszik fel a papírfelületre a ragasztóanyagokat és bevonatokat. Ezt követi sok esetben a nyomtatás. A papír felhasználásától és a begyűjtőrendszer minőségétől függően különböző mértékben kerül a papírra nem kívánatos anyag.

4 A hulladékkezelő vállalatok és a papírhulladék-forgalmazók végzik a begyűjtött papírhulladék elszállítását és osztályozását, és az EN 643 európai szabvány szerinti specifikációknak megfelelően látják el ezzel a nyersanyaggal a papírgyárakat. A specifikációk betartásától függ a papírhulladék ára. Az Európai Papíripari Egyesülés (CEPI) statisztikai adatai szerint az ún. deinking termék (1.11 minőség), a vegyes háztartási begyűjtött papír (1.02) és az áruházi hulladék alkotják a legnagyobb mennyiségű papírhulladékot. A papírgyárakban a papírhulladékot megfelelő technológia szerint feldolgozva állítják elő a minőségi paramétereket kielégítő papíripari végterméket. Felelősség az újrahasznosítási körfolyamatban Az újrahasznosítási (recycling) körfolyamat valamennyi résztvevője felelős a folyamat funkcionális képességeiért. A rendelkezésre álló források tartós hasznosításán mint korunk alapvető követelményén túl természetesen fontos szerepet játszanak a gazdaságossági szempontok is. A papír napjainkban olcsóbban állítható elő papírhulladék felhasználásával, mint a primer rostos anyagokból (cellulóz, lignin). A papírhulladék begyűjtése révén kiszámítható mértékű nyersanyagforrás áll a papíripar rendelkezésére. Németországban a papírhulladék-ellátás tartós biztosítása érdekében figyelembe kell venni a hulladékban a használhatatlan alkotók menynyiségét és a rosttartalom szempontjából megfelelő minőséget. Az újrahasznosítási körfolyamat felelős résztvevői: a papírgyártók, a papírfeldolgozók, a papírfelhasználók és a a papírhulladék begyűjtői és beszállítói. A papírgyártó A többi gazdasági ágazathoz hasonlóan a papírgyártó feladata a megkívánt minőségű termék mindenkori zavarmentes és gazdaságos előállítása. Ennek egyik előfeltétele az, hogy a felhasznált papírhulladékban lehetőleg minimális legyen a ragasztóanyagok mennyisége. A ragasztóanyagok túlnyomó hányadát hatékony osztályozási és flotálási technológiák segítségével kell eltávolítani az újrahasznosítási kör-

5 folyamatból. A korszerű festékmentesítő (deinking) gépeken az eltávolítás mértéke általában 95 99%. A visszamaradó ragacsmennyiség továbbra is rendkívül zavarja a papírgyártás folyamatát, ezért a papírgyárak folyamatosan tökéletesítik anyagfeldolgozási módszereiket. Kémiai adalékanyagok felhasználásával akadályozzák meg lerakódások képződését a papírgyártó gépeken. A papírgyárak az INGEDE (Nemzetközi Deinkingtechnikai Kutatóközösség, testülettel együttműködve definiálták az újrahasznosítás szempontjából fontos ragacsmentességi kritériumokat. Eszerint az a papírhulladék alkalmas újrahasznosításra, amelyet minél kisebb mértékben aprítanak, és ezáltal nagyobb felületű marad. A minél kisebb mértékű aprítás, vagyis a ragasztóanyag-fóliák nedves aprítással szembeni nagy ellenállása az előfeltétele a ragasztóanyag szelektív leválasztásának az anyagszuszpenzióból. Ezt lehetőleg mechanikus osztályozó berendezéssel kell elvégezni. Abból lehet kiindulni, hogy (az INGEDE Nr.4 módszer szerint végezve a mérést) a 2000 µm-nél kisebb méretű ragacsrészecskék a 150 µm szélességű réssel ellátott osztályozóberendezéssel teljesen eltávolíthatók. A papírfeldolgozók A papírfeldolgozás során viszik fel a papír felületére a ragasztó- és kötőanyagokat. A ragasztóanyagok megválasztásakor figyelembe veszik annak árát, a ragasztási sajátosságokat és a ragasztóanyag feldolgozhatóságát a gyors működésű gépeken. Sajnos a papírfeldolgozók ma még alig vannak tekintettel arra, hogy a ragasztóanyag hogyan viselkedik újrahasznosítás során. A jövőben többet kell tenni azért, hogy a ragasztóanyag az újrahasznosítás követelményeit is kielégítse. A ragasztóanyag-gyártók viszont már régebben is törekedtek arra, hogy az általuk előállított anyag ezeket a követelményeket minél jobban kielégítse. Az ár és a feldolgozhatóság, valamint a ragasztási erő szempontjából azonban esetenként korlátozottak a lehetőségek. Ma már azonban műszakilag megvalósítható olyan megfelelő szilárdságú vékony ragasztófilmek előállítása, amelyek kielégítik az INGEDE értékelési módszereinek kritériumait. Kívánatos, hogy a jövőben a ragasztóanyagok gyártói fokozott mértékben törekedjenek a papírfeldolgozók számára az újrahasznosítás

6 szempontjából is megfelelő termék forgalmazására, miután az ipari ragasztóanyagok fő felhasználója a papíripar. A papírfelhasználók A papírtermékek fogyasztói felelősek azért, hogy a használt papír a gyűjtőrendszerekbe kerüljön. Ennek során lehetőleg törekedni kell arra, hogy a rendelkezésre álló gyűjtőrendszereknek megfelelően szétválasztva történjen a papírhulladék gyűjtése. A papírhulladékba lehetőleg ne kerüljenek a papírtól idegen anyagok, pl. műanyagok, fémek, textiliák, fa, üveg, építőanyag vagy szerves hulladék és gyógyszermaradék. A papírhulladék begyűjtője és beszállítója A papírhulladék begyűjtője felelős annak elszállításáért. A papírhulladékot a szabványos papírhulladék-típusok európai jegyzéke, az EN 643 követelményeinek megfelelően, vagy a papírhulladékot értékesítő előírásai szerint osztályozzák. A papírhulladék ára függ annak típusától és a kereslettől. A papírhulladék begyűjtésekor csak úgy lehet a polgároktól és a vállalatoktól a követelményeket kielégítő minőségű hulladékot kapni, ha a begyűjtő gondoskodik megfelelő és tiszta gyűjtőtartályokról, továbbá nem feledkezik meg a felvilágosítás és tájékoztatás fontosságártól. A papírhulladék beszállítója és feldolgozója (a papírgyár) között intenzív üzleti kapcsolat valósul meg, amely kedvező esetben mindkét fél számára előnyös. A beszállítónak állandó piacot jelent a feldolgozó, a papírgyár pedig megfelelő minőségű papírhulladékhoz jut megbízható beszállítójától. A papír nedvességtartalmán és a használhatatlan alkotók mennyiségén kívül a jövőben fokozott jelentőségű lesz az egyes papírtípusok cellulózkihozatala is. Az elmúlt években folyamatosan emelkedett a papírhulladékban a szervetlen alkotók részaránya a relatív rosttartalom rovására. A papírgyárak ma még nem ellenőrzik a beérkező papírhulladék ragasztóanyag-tartalmát. Tekintettel azonban a ragacsok által okozott problémákra, a kérdés megoldást igényel. Ma már léteznek a papírhulladék átvételi ellenőrzésére szolgáló, az infravörös detektálás technológiájának lehetőségeit kihasználó eszközök. Ezek az érzékelők arra is alkalmasak, hogy a szerves műanyagtartalmat, valamint a ragasztó- és kötőanyagok mennyiségének nagy-

7 ságrendjét kimutassák. A papírbálákba lyukat fúrva juttatható be az anyag közepébe az érzékelő. Ilyen eszközzel többek közt kimutatták, hogy a csomagolópapírok részarányának növekedése esetében emelkedik a papírhulladékban a ragasztóanyagok mennyisége. Ennek oka elsősorban a kartondobozok lezárásához felhasznált ragasztóanyagok és az árucímkék mennyisége, azonban az újságokat és katalógusokat összefogó szalagok is növelik a ragacsok mennyiségét, mindenekelőtt a deinking termékekben. Az utóbbi években a vegyes papírhulladék szétválogatására teljesen automatikus osztályozórendszereket is kifejlesztettek. Ezek alkalmasak arra, hogy elkülönítsék egymástól a deinking termékeket és a csomagolópapírokat óta létezik a Trie-Inking papírhulladék-osztályozó eljárás. Ennek segítségével igen jó, mindenekelőtt pedig egyenletes papírhulladékminőséget lehet elérni, a ragacsmennyiség látványos csökkentése mellett. A módszer lehetővé teszi például a nem kívánatos kartonok, a nagy ragasztóanyag-mennyiséget tartalmazó papírdarabok (pl. a ragasztós könyvgerincek) vagy a rétegelt papirosok eltávolítását a deinking termékekből. A nagy műanyag- és ragasztóanyag-tartalmú papírok kimutatására és szétválasztására a TiTech cég ( rendszerei is felhasználhatók. Ezek infravörös technikával képesek felismerni a műanyagokat és ragasztókat, majd levegőfúvókával távolítják el az ezekkel szennyezett papírokat a szállítószalagról. Jelenleg dolgoznak a rendszer továbbfejlesztett változatának kidolgozásán és kipróbálásán. Ez ugyancsak az infravörös technika lehetőségeire épül ( A papírhulladék beszállítói számára az alábbi lehetőségek állnak rendelkezésre a ragacsok által okozott problémák csökkentésére: A papírhulladék-típusok szétválasztási követelményeinek feltétlen betartása. A csomagolópapirok mennyiségének minimumra csökkentése a deinking áruban. A gépi osztályozási módszerek további tökéletesítése és a nagy ragacstartalmú hulladékpapír-adagok kimutatása, valamint leválasztása a tisztább adagoktól. Az egyes osztályozási csoportokon belül lehetőleg minél alaposabb, erőteljes keverés, az időnként fellépő és rendkívül káros hatású nagy ragacskoncentráció kiegyenlítése érdekében.

8 A jövőben a mázolt és a mázolatlan papírtípusok elkülönítése, hogy a papírgyárak számára lehetővé váljon saját követelményeiknek megfelelő keverékarány betartása. Összeállította: Dr. Barna Györgyné Hamann, L.; Strunz, A.; Putz, H.: Stickys: Probleme und Lösungen. = RECYCLING Magazin, 60. k. 17. sz aug. 27. p Qian, Y.; Goodell, B.: Deinking of laser printed copy paper with a mediated free radical system. = Bioresource Technology, 96. k. 8. sz p Röviden Az olvasók véleménye az újrafeldolgozott papírból készített folyóiratokról Vajon az olvasók azonos tartalom esetén másképp fogadják-e az újrafeldolgozott papírból készült folyóiratot, mint az új papírra nyomtatottat? Ezt a kérdést vizsgálta a TNS Emnid Piackutató Intézet az újrafeldolgozott papír felhasználásával kapcsolatban végzett egyik felmérésében. Újrafeldolgozott papírt már régóta használnak a fénymásoló gépekben, a folyóiratok előállításához azonban még nem. A Németországban végrehajtott reprezentatív felmérés során az LTU Magazint, a vizsgálatban is részt vevő, azonos nevű vállalat kiadványát vizsgálták. A megkérdezések során az egyik vizsgálati csoport egy példányt kapott újrafeldolgozott papírból készült folyóiratból, a kontrollcsoport pedig tartalmában azonos példányt, amely viszont az LTU Magazin előállítására szokásosan használt papírból készült. A megkérdezettek a folyóirat tartalma és a formai kialakítása mellett értékelték a papír minőségét is. Vizsgáltak továbbá a marketingszakemberek számára fontos kérdéseket, és a folyóiratban szereplő reklámok és hirdetések hatását. A két vizsgálati csoport által adott válaszokban nem voltak jelentős eltérések. Sok megkérdezett nem volt biztos abban, hogy melyik papírfajtából készült az általa olvasott példány, a felhasználók tehát gyakran összekeverik a kiváló minőségű, festett újrafeldolgozott papírt a famentes, fehér papírral. A vizsgálat vezetője szerint elsősorban alapanyag-megtakarítás céljából alkalmazott újrafeldolgozott papír használata üdvözlendő lépés, és a vizsgálat eredményei arra ösztönöznek, hogy a jövőben mind több folyóiratot és magazint állítsanak elő újrafeldolgozott papírból. A vizsgálat részletes eredményei megtalálhatók a internetes oldalon. (RECYCLING Magazin, 61. k. 2. sz p. 9.)