Holz, insbesondere Nadelholz, ist einer der wesentlichen Rohstoffe für die Papierherstellung. Neben dem chemischen Aufschluss zur Zeffstoffhersteffung ist der mechanische Aufschluss zu Holzschliff oder Refinerschliff Stand der Technik. Verfahren zum Herstellen von Refinerschliff untergliedern sich in das thermomechanische Verfahren, TMP genannt, und bei Zusatz von Aufschlusschemikalien in das chemothermomechanische Verfahren, CTMP genannt. Bei dem CTMP-Verfahren werden die Hackschnitzel vor der Behandlung im Refiner mit Natriumsulfitlösung imprägniert, um den Aufschluss und die Weiße des Refinerschliffes zu verbessern. TMP-und CTMP- Verfahren werden ausführlich in der TAPPI-Monographie Pulp and Paper Manufacture, Volume 2, Mechanical Pulping, TAPPI, Atlanta, 1987, beschrieben.

Neben dem Natriumsulfitlösung nutzenden CTMP-Verfahren ist in neuerer Zeit das sogenannte APMP-Verfahren bekannt geworden, mit dem Hackschnitzel aus Nadel-und Laubhölzern, wie z. B. Fichte, Kiefer, Pappel, Aspe und Erle, und Hackschnitzelmischungen aus diesen Holzarten mittels Alkali und Peroxid zu einem Faserstoff aufgeschlossen werden können, der bezüglich mechanischer und optischer Eigenschaften Vorteile aufweist.

So beschreibt die DE-26 01 380 C2 ein Refiner-Verfahren, bei dem in einer ersten Stufe bei hohem pH-Wert unter Einsatz von 10- 30 % des erforderlichen Peroxids das Holz erweicht und unter Vermeidung der Dunkelfärbung in einer zweiten Refinerstufe bei abgesenktem pH-Wert unter Zusatz des Restperoxids die Zerfaserung und eigentliche Bleiche durchgeführt wird. Dabei wird das nicht verbrauchte Peroxid in die erste Stufe zurückgeführt.

Die EP-0 194 981 B1 beschreibt ebenfalls ein APMP-Verfahren, bei dem Hackschnitzel mit Dampf vorbehandelt, anschließend mit Alkali und Peroxid imprägniert, getrocknet, vorerhitzt und dann in einem Refiner gemahlen werden. Eine Bleiche des Faserstoffes schließt sich daran an. Eine Verfärbung des Faserstoffes tritt bei diesem Verfahren nicht auf. Das Peroxid übt eine erweichende Wirkung auf die Hackschnitzel aus und führt zu einem Endprodukt mit hoher Weiße bei erheblich weniger Energieaufwand.

Holz als Hauptfaserstoffquelle der Zellstoff-und Papierindustrie steht nicht überall ausreichend zur Verfügung. Zellstoff-und Papierindustrie stehen bezüglich der Holzversorgung in Konkurrenz zu den weiteren Großverbrauchern Bau-, Konstruktionsholz-, Spanplatten-und Möbelindustrie. Der Holzverbrauch in den Schwellen-und Entwicklungsländern wird hauptsächlich durch deren Brennholzbedarf bedingt. Auch die inzwischen aufgekommenen Bio- Kraftwerke, die Hackschnitzel als Feuerungsmaterial benutzen, sind ein bedeutender Holzverbraucher. Die in den westlichen Industrieländern eingeführte nachhaltige Waldbewirtschaftung verbietet früher übliche Kahischläge und erlaubt nur die Einschläge in Höhe des jährlichen Waldzuwachses.

In konsequenter Verfolgung des Recyclinggedankens wurde daher bereits vorgeschlagen, sogenanntes Altholz, also Holz, das bereits einen ersten Verwendungszweck erfüllt hat, als Faserstoffquelle für die Papier-, Pappe-und/oder Kartonerzeugung heranzuziehen.

So berichtet die Literaturstelle TAPPI Pulping Conference San <BR> <BR> Diego, 6. -10. Nov. 1994, Band 1, Seite 395, ISBN 0-89852-913-1 über alternative Rohstoffe zur Herstellung von Wellenstoffpapier für die Wellpappenerzeugung. Dabei wurden Hackschnitzel aus Altpaletten, Abrissholz und Baumstümpfen mit Hilfe des Neutralsemisulfit-Verfahrens (NSSC) zu einem Halbzellstofffür die Erzeugung von Wellenstoffpapieren verarbeitet.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass bei Anwendung des NSSC-Verfahrens ein sehr dunkler Stoff entsteht, der für die Herstellung insbesondere graphischer und Feinpapiere nicht geeignet ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das NSSC- Verfahren für den Aufschluss von Kiefernholz, wie es in Paletten, Möbeln und Abrissholz vorkommt, nicht geeignet ist. Der Grund dafür liegt in der dem Fachmann bekannten Ligninkondensation, die für Kiefernholz bei Sulfitaufschluss typisch ist und zu einem stark verfärbten und viele Splitter enthaltendem Faserstoff führt.

Ein weiteres Problem bei Abrissholz besteht darin, dass dieses oftmals mit Lasuren oder Imprägniermitteln behandelt ist, die nur mit alkalischen Lösungen wieder entfernt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben aufgezeigten Probleme durch ein Verfahren zu lösen, das diese Probleme umgeht.

Die Lösung des Problems wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gegeben. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen 2-9 angegeben.

Zur Definition des Begriffes Altholz wird auf die vom Bundeskabinett der Bundesregierung Deutschland am 06. Februar 2002 beschlossene Verordnung über die Entsorgung von Altholz zurückgegriffen. Dem gemäß werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Hackschnitzel aus Altholz der Kategorie A I und A II eingesetzt. Die Kategorie A I betrifft dabei naturbelassenes oder lediglich mechanisch bearbeitetes Altholz, das bei seiner Verwendung nicht mehr als unerheblich mit holzfremden Stoffen verunreinigt wurde.

Gemäß Anhang IV der Altholzverordnung zählen zur Kategorie A I unter anderem : Paletten aus Vollholz, Transportkisten und Verschläge aus Vollholz, Obst-, Gemüse und Zierpflanzenkisten aus Vollholz, Kabeltrommeln und Möbel aus naturbelassenem Vollholz.

Zu der Altholzkategorie A II zählen unter anderem : Paletten aus Holzwerkstoffen, Verschnitt, Abschnitte, Späne von Holzwerkstoffen, Transportkisten aus Holzwerkstoffen, Baustellensortimente, wie Schalhölzer, Altholz aus Abbruch, wie Dielen, Türblätter und Zargen von Innentüren, Bretterschalungen aus dem Innenausbau, Deckenpaneele, Zierbalken und Bauspanplatten.

Sägewerksrestabfälle, wie sie beim Einschnitt von frischem oder abgelagerten Waldholz anfallen, sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausdrücklich ausgenommen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufschluss von Hackschnitzeln aus Altholz zu Faserstoff für die Papier-, Pappe- und/oder Kartonherstellung besteht aus den folgenden Verfahrensschritten : - der Feuchtegehalt des zu Håckschnitzeln zerkleinerten Altholzes wird durch eine Wäsche und Vordämpfung bei einer Temperatur von 50-100 °C auf einen Wert zwischen 30 % und 60 % eingestellt, - die gedämpften, feuchten Hackschnitzel werden mittels einer Imprägniervorrichtung mit einer alkalischen Peroxidlösung ein-oder mehrmals behandelt, - die überschüssige, alkalische Peroxidlösung wird abgezogen, - die imprägnierten Hackschnitzel werden zwischen den Mahlscheiben eines Refiners in ein oder mehreren Stufen zerfasert und gleichzeitig gebleicht, wobei der Mahispalt zwischen den Mahlscheiben derart eingestellt wird, dass die spezifische Mahlarbeit 800-2600 kwh/t Faserstoff beträgt und der Faserstoff einen Mahlgrad von 30-85 °SR aufweist.

Da das oben beschriebene Altholzsortiment naturgemäß im Gegensatz zu Hackschnitzeln aus frischem oder teilgelagerten Waldholz eine unterschiedliche Feuchte aufweist, z. B. sind Althölzer aus Abbruch sehr trocken, ist als erster erfindungsgemäßer Verfahrensschritt eine Vergleichmäßigung des Feuchtegehaltes der Hackschnitzel erforderlich, damit in dem nachfolgenden Imprägniervorgang alle Hackschnitzel gleichmäßig mit der alkalischen Peroxidlösung durchtränkt werden. Die Hackschnitzel werden deshalb nach einer an sich bekannten Metallabscheidung einer dem Fachmann bekannten Wäschevorrichtung zugeführt, wo sie Feuchte aufnehmen und eine erste Vergleichmäßigung des Feuchtegehaltes stattfindet. In dieser Wäschevorrichtung werden gleichzeitig die den Hackschnitzeln noch anhaftenden Verunreinigungen, wie Sand und Schmutz, entfernt. Daran folgt die Vordämpfung bei einer Temperatur von 50-100 °C in einem geschlossenen Behälter, wobei der Feuchtegehalt auf einen Wert zwischen 30 % und 60 % eingestellt wird. Das Einstellen dieses Feuchtegehaltes erfolgt einerseits durch Bemessung der zur Vordämpfung eingesetzten Dampfmenge, andererseits kann durch eine bekannte Schneckenpressenvorrichtung zu viel aufgenommene Feuchtigkeit entfernt werden. Zur Einstellung und Überwachung der Feuchtigkeit werden die in der Praxis der Zellstoffindustrie bewährten Hackschnitzelfeuchtigkeitsmessgeräte mit herangezogen.

Die gedämpften, feuchten Hackschnitzel werden daran anschließend in einer an sich bekannten Vorrichtung mit alkalischer Peroxidlösung ein-oder mehrmals imprägniert. Zur Imprägnierung können ebenfalls Schneckenpressen oder auch sogenannte Impressafiner herangezogen werden. Wird eine zweistufige Imprägnierung gewählt, dann sind zwei derartige Einrichtungen hintereinander angeordnet. In den Imprägniervorrichtungen werden die Hackschnitzel zunächst einer Kompression unterzogen, anschließend in die Imprägnierlösung untergetaucht und dort zwecks Aufnahme der Lösung entspannt.

Während dieses Entspannungsvorganges nehmen die Hackschnitzel begierig die alkalische Peroxidlösung auf. Die überschüssig anhaftende Lösung wird danach abgezogen, wobei dies in der Eingangsstufe der zweiten Imprägniervorrichtung durchgeführt werden kann.

Der Gehalt an Alkali und Peroxid der Imprägnierlösung kann der Fachmann dem Stand der Technik entnehmen. Es wird auf die in der Einleitung zitierte EP-0 194 981 B1 verwiesen.

Daran anschließend werden die Hackschnitzel der Mahlzone eines Refiners zugeführt und dort in einer oder mehreren Stufen zerfasert und gleichzeitig gebleicht. Wird das Verfahren mehrstufig durchgeführt, kann ein Refiner mit zwei Mahlspalten eingesetzt werden, die eine unterschiedliche Messergarnitur für Grob-und Feinmahlung aufweisen. Es können aber auch zwei Refiner hintereinander angeordnet werden, die über ein entsprechendes Zwischengefäß miteinander verbunden sind. Dem Fachmann auf diesem Gebiet sind derartige Schaltungen bekannt. Der oder die Mahlspalte zwischen den Refinerscheiben werden so gewählt, dass die spezifische Mahlarbeit 800 bis 2600 kwh/t Faserstoff beträgt, so dass der Faserstoff nach der Zerfaserung einen Mahlgrad von 30- 85 °SR aufweist. Dazu können bekannte Online-Mahlgradprüfer eingesetzt werden, die über eine Regelvorrichtung Mahlspalt und Antriebsleistung des oder der Refiner ansteuern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die imprägnierten Hackschnitzel vor der Zerfaserung in dem Refiner einer zusätzlichen Erwärmung mit Dampf auf 70-90 °C unterzogen.

Dazu werden sie einer sogenannten Heizschnecke oder einer mit Dampf beaufschlagbaren Vorrichtung zugeführt, die mit einer, Ein- und Austragsschnecke versehen ist.

Enthält die Altholzhackschnitzelmischung große Anteile der Kategorie A II aus Abbruch, Rückbau oder Schalhölzer und behandelte Vollhölzer, dann enthält gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung die Imprägnierlösung nur Natriumhydroxid als Alkaliquelle. Damit wird es ermöglicht, unter den angegebenen Imprägnierbedingungen teilweise vorhandene Holzlasuren in Lösung zu bringen und bei dem folgenden Abpressvorgang nach der Imprägnierung bzw. in einem später erfolgenden Wasch-und Eindickungsvorgang abzutrennen.

Hackschnitzel, die überwiegend aus Altholz der Kategorie A I bestehen, wie zum Beispiel alte Paletten, können nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung mit einer Imprägnierlösung behandelt werden, die hydratisiertes Magnesiumoxid (Mg (OH) 2) als Alkaliquelle enthält. Der Vorteil des hydratisierten Magnesiumoxids liegt darin begründet, dass die wässrige Suspension, die auch noch das Peroxid und Wasserglas enthält, einen geringeren pH-Wert im Vergleich zu Natriumhydroxid aufweist. Damit wird bei dem Aufschluss-und Bleichprozess weniger Holzsubstanz gelöst und die organische Belastung der Abwässer des Verfahrens ist, gemessen als chemischer Sauerstoffbedarf CSB in mg0211 geringer.

Hackschnitzel aus Altholz können unterschiedlich mit Schwermetallen aus Eisen, Mangan, Kupfer und anderen belastet sein. Diese sind meistens über die Korrosion von Befestigungsmitteln, wie Nägel und Schrauben, in das Holz gelangt und beeinträchtigen den Aufschluss des Holzes mittels Alkali- Peroxid durch katalytische Peroxidzersetzung. Es ist zwar dem Fachmann bekannt, diese Peroxidzersetzung durch Zusatz von Wasserglas und Komplexbildner in der Imprägnierlösung zu unterdrücken, oft genügen diese Maßnahmen bei höheren Schwermetallgehalten jedoch nicht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird daher die Vorwäsche der Hackschnitzel unter Zusatz von Komplexbildnern, wie EDTA oder DTPA, durchgeführt. Es ist bekannt, dass diese Komplexbildner Schwermetalloxide auflösen und komplexieren können. Damit ist es möglich, einen erheblichen Teil der Schwermetalloxide bereits über die Vorwäsche aus dem Verfahren auszuschleusen.

Wie aus der klassischen Zellstofftechnologie bekannt, sind Imprägniervorgänge durch die Diffusionsgeschwindigkeit der Anionen und Kationen der Imprägnierlösung bestimmt. Weiter bestimmt das Konzentrationsgefälle lmprägnierlösung- Holzfeuchtigkeit die Imprägniergeschwindigkeit. Schließlich bestimmt die vorhandene Holzfeuchtigkeit und die Konzentration der Imprägnierlösung die maximal erreichbare Chemikalienkonzentration im Hackschnitzel. Diese beeinflusst aber die erreichbare Aufschlussgüte in Bezug auf Zerfaserung und Bleiche.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher die Aufteilung der Imprägnierung in zwei Stufen vor, wobei die konzentrierte Imprägnierlösung zunächst der zweiten Stufe zugeführt wird, nach Imprägnierung der Hackschnitzel der Überschuß abgezogen und dann der ersten Stufe zur Vorimprägnierung der gewaschenen und gedämpften Altholzhackschnitzel zugeführt wird. Damit wird eine bessere Ausnutzung der Imprägnierchemikalien erreicht und eine zu hohe Verdünnung der Imprägnierlösung vermieden.

Die Zerfaserung der imprägnierten Altholzhackschnitzel erfolgt umso leichter, je weiter die kombinierte Aufschluss-und Bleichreaktion durch die Alkaliperoxidlösung mit dem Lignin der Mittellamelle und den holzbegleitenden, bleichbaren Substanzen fortgeschritten ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden daher die imprägnierten Hackschnitzel vor dem ersten Zerfasern in dem Refiner in einem ersten Zwischenbehälter einer Bleichreaktion unterzogen.

Durch die Vorbehandlung in den Imprägnierpressen ist dabei die ursprüngliche Hackschnitzelform bereits aufgebrochen worden, so dass mehr Oberfläche zur Einwirkung der Chemikalien zur Verfügung steht. Dieses begünstigt die weitere Chemikaliendiffusion und gleichzeitig eine Hackschnitzelbleiche. Der Reaktionsablauf wird dabei durch Überwachung des pH-Wertes, der Temperatur und des Peroxidverbrauches am Austragende des Zwischenbehälters überwacht und gesteuert.

Eine weitere Verbesserung des Aufschlussverfahrens kann aber auch dadurch erreicht werden, dass die imprägnierten Altholzhackschnitzel nach dem Durchgang durch den ersten Refiner in einem Zwischenbehälter einer Nachbleichreaktion unterzogen werden und daran anschließend in einem zweiten Refiner weiter zerfasert werden. Auch hier erfolgt die Überwachung der Bleichreaktion durch Messung des pH-Wertes, der Temperatur und Peroxidgehaltes am Auslauf des Zwischenbehälters. Um eine mögliche Alkalivergilbung durch Peroxidmangel zu vermeiden, ist es vorteilhaft, bei fehlendem Restperoxid dem vorzerfaserten Stoff erneut Peroxid zuzudosieren und dann in dem zweiten Refiner auf den gewünschten Endmahlgrad zu zerfasern. Wenn jedoch Peroxid noch vorhanden ist, dafür aber der pH-Wert unter 8 abgesunken ist, kann durch zusätzliche Alkalidosierung die Bleichwirkung des restlichen Peroxids weiter ausgenutzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an folgenden Beispielen weiter erläutert : Beispiel 1 Aufschluss von Hackschnitzeln aus alten Paletten 1,443 kg gewaschene Hackschnitzel mit einem Trockengehalt von 69,3 % wurden in einer Laborimprägniervorrichtung mit einer Imprägnierlösung behandelt, die 2,6 g/ ! Komptexbitdner 8,1 g/l handelsübliches Wasserglas 4,8 g/l Natriumhydroxid und 12,9 gel Wasserstoffperoxid enthielt.

Nach der Imprägnierung wurde die überschüssige Lösung abgezogen. Die Hackschnitzel hatten danach einen Trockengehalt von 33,4 %. Die Chemikalienaufnahme wurde durch Rücktitration der abgezogenen Lösung bestimmt. Sie betrug 0, 40 % Komplexbildner 1,25 % Wasserglas 0, 75 % Natriumhydroxid und 2, 00 % Wasserstoffperoxid Daran anschließend wurden die Hackschnitzel zur Reaktion mit der Imprägnierlösung 30 Min. bei 70 °C gelagert. Darauf folgte eine zweite Imprägnierung mit einer Lösung, die 2,3 g/l Komplexbildner 14,5 g/1 handelsübliches Wasserglas 8,7 g/l Natriumhydroxid und 23,2 g/l Wasserstoffperoxid enthielt.

Nach dem Abziehen der zweiten lmprägnierlösung betrug die Chemikalienaufnahme 0, 53 % Komplexbildner 3, 34 % Wasserglas 2, 00 % Natriumhydroxid und 5, 34 % Wasserstoffperoxid Die Hackschnitzel wurden wiederum zur Reaktion mit der Imprägnierlösung 30 Min. bei 70 °C gelagert. Daran schloß sich die Zerfaserung der Hackschnitzel in einem Laborrefiner an. Zur Simulation eines zweistufigen, industriellen Verfahrens wurden die Hackschnitzel bzw. der vorzerfaserte Stoff insgesamt vier mal in den Refiner gegeben. Dabei wurde der Mahlspalt schrittweise von 1 mm über 0, 9-0,7 auf 0,5 mm reduziert.

Nach dem 4. Durchgang wies der Faserstoff einen Mahlgrad von 85 °SR auf. Die am Nutschenblatt des Faserstoffes gemessene Weiße R 457 betrug 75,9 %. Die Reißlänge wurde am 80 g/m2 Laborblatt zu 6.340 m bestimmt.

Beispiel 2 Hackschnitzel aus Altholzkategorie A II Diese Hackschnitzel wurden aus einer Altholzmischung, bestehend aus alten Möbeln, Bauschalhölzern und alten Paletten aus Holzwerkstoffen, hergestellt.

Die zweistufige Imprägnierung wurde mit den gleichen Imprägnierlösungen-wie in Beispiel 1 beschrieben-durchgeführt.

Die Reaktionszeit wurde wegen der anderen Hackschnitzelqualität jedoch jeweils von 30 auf 40 Min. erhöht. Die Temperatur wurde bei 70 °C gehalten.

Die Behandlung im Laborrefiner wurde-wie in Beispiel 1 beschrieben-durchgeführt.

An dem Fertigstoff würden folgende Eigenschaften nach dem 4.

Laborrefinerdurchgang gemessen : Reißlänge 2.470 m Weiße R 457 67, 9 % Mahlgrad 59 °SR Diese Werte konnten mittels 5. Laborrefinerdurchgang noch verbessert werden auf : Reißlänge 4. 164 m Weiße R 457 69, 5 % Mahlgrad 82 °SR Beispiel 3 Einsatz einer Imprägnierlösung, die hydratisiertes Magnesiumoxid (handelsübliche Slurry, 40 % Feststoffgehalt) und geringe Mengen Natriumhydroxid als Alkaliquelle zum Aufschluss von Hackschnitzeln aus alten Paletten enthält.

Die Hackschnitzel mit einem Trockengehalt von 68,6 % wurden mit einer ersten Imprägnierlösung behandelt, die 2, 35 g/l Komplexbildner, 2,95 g/l handelsübliches Wasserglas, 8,83 g/l hydratisiertes Magnesiumoxid (hü. ) und 8,85 g/l Wasserstoffperoxid enthielt.

Nach Tränkung und Abpressen hatten die Hackschnitzel 0,37 % Komplexbildner, 0,47 % Wasserglas 1,40 % hydratisiertes Magnesiumoxid (hü. ) und 1,41 % Wasserstoffperoxid aufgenommen.

Daran anschließend wurden die Hackschnitzel zur Reaktion 25 Min. bei 40 °C gelagert.

Eine zweite Imprägnierung wurde mit der folgenden Lösung durchgeführt : Komplexbildner 1,6 g/1 Hydratisiertes Magnesiumoxid (hü. ) 12,2 g/l Natriumhydroxid 0,6 g/1 Wasserstoffperoxid 16, 3 ! Nach Tränkung und Abpressen hatten die Hackschnitzel 0,36 % Komplexbildner 2,67 % hydratisiertes Magnesiumoxid (hü.) 0,14 % Natriumhydroxid 3,56 % Wasserstoffperoxid aufgenommen.

Daran anschließend wurden die Hackschnitzel zur Reaktion 90 Min. bei 70 °C gelagert.

Die nachfolgende Zerfaserung im Laborrefiner erfolgte in 5 Stufen.

Am fertigen Faserstoff wurden nachfolgende Eigenschaften gemessen : Mahlgrad 59 °SR Reißlänge 3.040 m Weiße R 457 73,9 Aus den ermittelten Werten Mahtgrad, Reißlänge und Weiße der Beispiele 1-3 ist ersichtlich, dass der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufschluss von Hackschnitzeln aus Altholz erhaltene Faserstoff insbesondere für den Einsatz bei der Herstellung graphischer Papiere, Pappen und Kartons geeignet ist.