CN1077632C - 脱墨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脱墨方法，根据该方法，可得到在纸张强度，适印性等方面均优异的、更为松厚的浆板。在脱墨方法中，至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸中解吸油墨，从浮选体系中除去解吸的油墨，对浮选步骤进行控制，以致使油墨颗粒的界面势(ξ电位)控制在-5mV至-60mV，纸浆的界面势(ξ电位)控制在-15mV至+15mV，所述油墨颗粒和所述纸浆的界面势(ξ电位)差至少为10mV。

Description

脱墨方法
                        发明背景
发明领域
本发明涉及一种对废纸如新闻纸、活页纸和杂志进行脱墨以便进行回收的脱墨方法。更准确地说，本发明涉及一种脱墨方法，根据该方法，可得到更为松厚的浆板。
现有技术
通过脱墨处理从废纸中除去油墨，从而制得回收的纸浆，并由该回收的纸浆制备回收的纸张，可回收废纸。常规的脱墨方法一般包括如下步骤：从废纸中除去油墨，并排出已脱除的油墨。
更具体地说，脱墨方法主要包括如下步骤：(1)将废纸制成纸浆(离解)，(2)老化，即将已离解的废纸搁置，(3)浮选，和(4)洗涤。
也就是说，在脱墨处理中，结合至废纸纤维上的油墨是通过物理和化学(或生化)分离的，由此从纤维中分离出油墨。因此，得到了回收的纸浆。
在常规脱墨处理中所进行的油墨解吸通常是在高pH(pH：10-9)下进行，然后，在浮选步骤中在相同的条件下除去油墨。
近年来，由于增加了漂亮和稳定的印刷的需求以及印刷工艺的进步，因此用作原材料的废纸的性能已发生了改变。除此之外，油墨与纸的结合程度也从温和广泛变化至强结合。在这些情况下，要求改进脱墨纸浆的质量和回收率(即生产率)。为了实现这些目的，已从各个方面提出了各种建议，包括脱墨方法，脱墨剂，以及脱墨用的装置等。
然而，迄今为止，大多数提出的工艺均涉及改善脱墨纸浆的白度。因此，不能说已对浆板的强度和松厚密度作出了很充分的研究。尽管常规脱墨方法中的制浆步骤和浮选步骤通常是在如前所述的碱性pH值如pH10-9下进行，但不能说最终浆板的纸张强度和松厚密度是令人满意的。尽管已知有一些脱墨方法，其中制浆步骤和浮选步骤在至多9的pH下进行(JP-A-54-23705，JP-A-59-53532和US-A4043908)，但作为改善浆板强度和松厚密度的手段，这些方法并不十分有效。
                    发明的公开内容
发明概述
作为通过浮选而除去油墨的详细研究结果，本发明者已发现，在浮选步骤中，油墨和纸浆的界面势对浆板的松厚密度有很大的影响。基于这种发现已完成了本发明。
本发明提供一种脱墨方法，该方法至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸形成的液体浆中解吸油墨的步骤，其中，为了对脱除油墨，使用至少一种表面活性剂；通过浮选除去解吸的油墨；其特征在于，在浮选步骤之前或之中，将包含解吸油墨的所述液体浆中油墨颗粒的界面势(ζ电位)控制在-5mV至-60mV，和将包含解吸油墨的所述液体浆中纸浆的界面势(ζ电位)控制在-15mV至+15mV，所述油墨颗粒和所述纸浆的界面势(ζ电位)差至少为10mV。在浮选步骤之前或之中，可对ζ电位进行调节。ζ电位的调节可以在浮选步骤期间进行，或至少在浮选步骤的一个位置进行。
本发明进一步提供在脱墨过程中控制脱墨性能的方法，该方法包括至少如下步骤：从作为原材料的废纸形成的液体浆中解吸油墨的步骤，和通过浮选除去解吸的油墨的步骤；其特征在于，在浮选步骤之前或之中，测量包含解吸油墨的所述液体浆中油墨颗粒和纸浆的界面势(ζ电位)并调节油墨颗粒的界面势为-5mV至-60mV，和调节纸浆的界面势(ζ电位)为-15mV至+15mV；所述油墨颗粒和所述纸浆之间的界面势(ζ电位)差至少为10mV。
因此，本发明提供一种至少包括如下步骤的脱墨方法：从作为原材料的废纸中解吸油墨，通过浮选方法除去解吸的油墨；其特征在于，使用至少一种表面活性剂进行油墨解吸，并在浮选步骤中，将作为油墨颗粒ζ电位的界面势控制在-5mV至-60mV，和将纸浆的界面势(ζ电位)控制在-15mV至+15mV：作为所述油墨颗粒和所述纸浆间ζ电位的界面势差至少为10mV。
在本发明中，从作为原材料的废纸中脱除油墨的步骤按如下进行：对作为原材料的废纸进行适当的切割；向其中添加温水和各种化学剂如碱性试剂；将作为脱墨剂的表面活性剂添加至所形成的液体浆中；并对该浆液进行机械搅拌。然后，将包含解吸油墨的液体浆送至浮选器中进行浮选步骤。在本发明中，将浮选步骤中油墨颗粒的ζ电位控制在-5mV至-60mV，优选在-10mV至-40mV，更优选在-20mV至-30mV。另一方面，将浮选步骤中纸浆的界面势(ζ电位)控制在-15mV至+15mV，优选在-5mV至+5mV，更优选在-5mV至0mV。另外，将油墨颗粒和纸浆之间的ζ电位差控制在至少10mV，优选至少15mV，更优选至少20mV。当在浮选步骤之前、期间或在浮选步骤的至少一个位置对ζ电位进行调节并优选在恰好开始浮选步骤之前进行测量时，这对本发明而言，就足够了。只要这些值处于上述范围内，在浮选步骤期间界面势可以发生波动(例如通过添加随后将提及的阳离子化合物，或通过其它手段)。然而，优选上述界面势也能满足浮选步骤。此外，还能检定一种单独以实验室规模将浮选步骤中的ζ电位控制在上述范围内的控制方法，并将该方法应用于工厂实际设备等的操作中。在这种情况下，预先发现的ζ电位控制法可以用于实际设备的操作。
通过例如改变浮选步骤中系统的pH值(即对水进行处理)或将无机电解质添加至浮选步骤的系统中，可控制油墨和纸浆的界面势(ζ电位)。优选通过改变pH来控制电位。具体地说，通过将浮选步骤中系统的pH控制在中性和弱酸性之间而对界面势进行控制。pH值通过添加酸如盐酸或硫酸来调节。在添加无机电解质的情况下，以提供所希望ζ电位的方式添加盐，如氯化钙，氯化镁，氯化钾，氯化钠，硫酸钙，硫酸镁，硫酸钾，硫酸钠，和硫酸铝。
在本发明中，利用ζ电位测量仪来测量油墨颗粒和纸浆的ζ电位。ζ电位值随测量方法而有所改变。在本发明中，利用Pen Kem Co.制造的System3000，通过电泳法来进行测量。对于ζ电位的测量来说，由于液体浆的浓度太高，因此，将适量的浆液试样添加至0.005M的氯化钾溶液中。更具体地说，将浮选步骤中的液体浆稀释用作上述测量仪进行ζ电位测量的纸浆试样；而将通过120目或200目的筛对浮选步骤中的液体浆进行过滤而得到的滤液稀释用作用上述测量仪进行ζ电位测量的油墨试样。就测量而言，通过利用浮选步骤中的液体浆可进行纸浆的ζ电位测量。相反，在测量油墨ζ电位的情况下，由于与纸浆中的油墨量相比，其中的油墨量太少，因此，当细小纤维量太多时，需要用更细的筛进行过滤。另一方面，当通过过滤不能取得令人满意的分离时，可通过从油墨-纸浆的电荷分布中减去纸浆的电荷分布来计算油墨的ζ电位。另外也能通过Pen Kem Co.制造的System3000来测量电荷分布。
虽然尚不太清楚为什么通过调节如上所述浮选步骤中油墨颗粒和纸浆的界面势可得到更为松厚的浆板，但借助实施例，下面的理由是可以相信的。将ζ电位控制在上述范围内将使纸浆产生减少的电荷，以便使静电斥力变得最小。根据常规的脱墨方法，或者在浮选过程中与油墨一起除去浮选的细小纤维，或者在洗涤步骤中除去浮选的细小纤维。相反，据信，根据本发明通过控制ζ电位而使静电斥力变得最小，以便使细小纤维吸附至更长的纤维上，并因此保留在该系统中而不会使其流出，从而维持了给定的纤维间距离，由此，降低了纸浆的密度，从而降低了最终浆板的密度。
根据本发明的另一个实施方案，提供了一种脱墨方法，该方法至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸中解吸油墨，通过浮选方法除去解吸的油墨；其特征在于，使用至少一种表面活性剂进行油墨解吸，并在将包含解吸油墨的液体浆中作为油墨颗粒ζ电位的界面势控制在-5mV至-60mV，和将纸浆的界面势(ζ电位)控制在-15mV至+15mV；作为所述油墨颗粒和所述纸浆间ζ电位的界面势差至少为10mV之后，进行浮选步骤。
以前面的发现为基础，作为对浮选步骤中界面势和脱墨性能的更详细研究的结果，本发明者发现，在浮选步骤中，油墨颗粒和纸浆的界面势和脱墨结果(特别是浆板的松厚密度)间有一定的相关性。具体地说，在包括浮选步骤的任意脱墨方法中，当要获得希望的结果时，需要测量油墨和纸浆的界面势，从而选择体系中合适的界面势范围，脱墨的最终结果可以仅仅通过观测体系中的界面势落入合适的范围与否来评估。换句话说，例如当浮选步骤中油墨颗粒和纸浆的界面势(ζ电位)分别为-5mV至-60mV和-15mV至+15mV，而且如上所述的油墨颗粒和纸浆的界面势(ζ电位)差至少为10mV时，可以断定，通过该脱墨处理所得到的脱墨结果将是十分优异的。相反，当油墨颗粒和纸浆的界面势超出所述范围时，可以估计的是，该脱墨处理的结果很差。在浮选步骤中，根据油墨颗粒和纸浆的界面势来评估脱墨结果的本发明的方法具有很高的可靠性，因此，该方法能在实际设备的操作中作为控制脱墨处理的有效手段。
因此，本发明提供了一种脱墨方法，该方法至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸中解吸油墨，通过浮选方法除去解吸的油墨；其特征在于，在浮选步骤之中，作为对油墨颗粒和纸浆界面势测量的结果，当作为油墨颗粒ζ电位的界面势在-5mV至-60mV；纸浆的界面势(ζ电位)在-15mV-+15mV；作为所述油墨颗粒和所述纸浆间ζ电位的界面势差至少为10mV时，进行连续的脱墨处理。另外，本发明还提供了一种脱墨方法，该方法至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸中解吸油墨，通过浮选方法除去解吸的油墨；测量浮选步骤中油墨颗粒和纸浆的界面势，然后通过测量油墨颗粒的ζ电位，纸浆的ζ电位以及油墨颗粒和纸浆之间ζ电位的差值来评估脱墨性能。发明详述
在本发明的脱墨方法中，使用至少一种表面活性剂来进行油墨解吸。作为表面活性剂，可使用称为常规脱墨剂的那些物质，优选阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，和非离子表面活性剂，其中非离子表面活性剂是特别优选的。优选使用至少一种选自下面(A)-(D)的非离子表面活性剂。尤其优选的是下面的非离子表面活性剂(A)，(B)和(C)，其中更优选的是下面的非离子表面活性剂(C)。非离子表面活性剂(A)：通过将烯化氧加至油和脂肪和醇的混合物中所得到的反应产物
非离子表面活性剂(A)是烯化氧与油和脂肪和一元或多元醇混合物的加合物。将烯化氧添加至上述的混合物中，其平均用量为：每一摩尔混合物5-300摩尔，优选20-150摩尔。烯化氧的例子包括：环氧乙烷，环氧丙烷，和环氧丁烷，所述物质可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。
油和脂肪对醇的混合比优选为1/0.1至1/6，特别是1/0.3至1/3。当该比例落入上述范围内时，由于进行了有效的油墨解吸，因此，可得到具有优异外观的回收纸浆。
作为非离子表面活性剂(A)原材料的油和脂肪的例子包括：植物油，如椰子油，棕榈油，橄榄油，豆油，菜子油，和亚麻子油；动物油，如猪油，牛油，和骨油；以及鱼油；硬化油及其半硬化油；和在这些油和脂肪的提炼过程中得到的回收油。尤其优选的是椰子油，棕榈油，和牛油。
作为非离子表面活性剂(A)原材料的一元醇的例子包括：烷基或烯基部分有8-24个碳原子的一元醇；和具有烷基苯基部分的一元醇，其中烷基部分有6-14个碳原子。优选烷基部分有12-18个碳原子的一元醇。具体的例子包括：1-辛醇，1-壬醇，1-癸醇1-十一醇，1-十二醇，1-十三醇，1-十四醇，1-十五醇，1-十六醇，1-十七醇，1-十八醇，1-十九醇，1-二十醇，1-二十一醇，1-二十二醇，1-二十三醇，1-二十四醇，2-辛醇，2-壬醇，2-癸醇2-十一醇，2-十二醇，2-十三醇，2-十四醇，2-十五醇，2-十六醇，2-十七醇，2-十八醇，2-十九醇，2-二十醇，2-辛烯-1-醇，2-十二烯-1-醇，2-十一烯-1-醇，2-十四烯-1-醇，2-十五烯-1-醇，2-十六烯-1-醇，2-十八烯-1-醇，8-壬烯-1-醇，10-十一烯-1-醇，11-十二烯-1-醇，12-十三烯-1-醇，15-十六烯-1-醇，油醇，反油醇，亚油醇，亚麻醇，桐醇，蓖麻油醇，环壬醇，环癸醇，环十一醇，环十二醇，环十三醇，环十四醇，环十五醇，环十六醇，环十七醇，环十八醇，环十九醇，环二十醇，辛基苯酚，和壬基苯酚。
作为非离子表面活性剂(A)原材料的多元醇的例子包括：乙二醇，丙二醇，亚丙基二醇，丁二醇，1，6-己二醇，2-乙基丁烷-1，2，3-三醇，甘油，三羟甲基丙烷，三羟甲基乙烷，1，2，4-丁三醇，1，2，6-己三醇，1，1，1-三羟甲基己烷，四羟甲基环己醇，双甘油，一缩甘露醇，季戊四醇，赤藓醇，阿糖醇，山梨醇，D-甘油-D-半乳庚糖，D-甘油-D-萄庚糖，D-甘油-D-甘露庚糖，D-甘油-L-甘露庚糖，D-阿卓庚酮糖，D-甘露庚酮糖，D-阿卓-3-庚酮糖，D-甘油-D-galaheptitol，D-赤藓-D-galaoctitol，D-甘油-D-甘露辛酮糖，D-赤藓-L-glononulose，纤维素二糖，麦芽糖，乳糖，龙胆三糖，纤维素三糖，和水苏糖。其中优选乙二醇，丙二醇，甘油，和三羟甲基丙烷。非离子表面活性剂(B)：由通式RCOO(AO)mR’表示的化合物
式中R表示含有7-23个碳原子的烷基或烯基基团；R’表示氢原子，含有1-22个碳原子的烷基，含有2-22个碳原子的烯基，或含有2-22个碳原子的酰基，优选氢原子；AO表示含有2-4个碳原子的氧化烯基；m表示1或大于1的整数。
当在R的定义中烷基或烯基的碳原子数为7-23时，该非离子表面活性剂(B)将显示出优异的油墨收集能力和优异的油墨解吸能力，由此提供具有高白度和优异外观的回收纸浆。
当在R’的定义中烷基，烯基或酰基的碳原子数为22或更少时，该非离子表面活性剂(B)将显示出优异的从纤维素中解吸油墨的能力，由此提供具有优异外观的回收纸浆，并显示出合适的发泡能力，由此取得了优异的可加工性。
通过常规的方法将烯化氧加至脂肪酸中，有或没有随后的酯化作用或酰化作用，而制得非离子表面活性剂(B)。将烯化氧添加至脂肪酸中，其平均用量为每摩尔脂肪酸5-300摩尔，优选10-150摩尔。即，该非离子表面活性剂(B)通常是包含上述通式：RCOO(AO)mR’的各化合物的反应产物的混合物。烯化氧的例子包括：在有关非离子表面活性剂(A)的上述解释中所提及的那些物质。在生产非离子表面活性剂(B)时，优选使用环氧乙烷和环氧丙烷，环氧乙烷与环氧丙烷的摩尔比为1/5至5/1。
用于生产非离子表面活性剂(B)的脂肪酸的例子包括：相应于R的烷基或烯基部分具有7-23个碳原子的那些物质，具体的例子包括：辛酸，壬酸，癸酸，十一酸，月桂酸，十三酸，十四酸，十五酸，十六酸，十七酸，硬脂酸，油酸，反油酸，亚油酸，亚麻酸，硬脂炔酸，蓖麻油酸，反蓖麻酸，十九酸，花生酸，二十一酸，二十二酸，巴西烯酸，芥酸，二十三酸，二十四酸，椰子油脂肪酸，牛油脂肪酸，棕榈油脂肪酸，妥儿油脂肪酸，菜子油脂肪酸，以及鱼油脂肪酸。在非离子表面活性剂(B)中，具有由11-23个碳原子的R表示的烷基或烯基，特别是烷基的那些物质是优选的。非离子表面活性剂(C)：由通式：RO(AO)nH表示的化合物
式中R表示含有8-24个碳原子的烷基或烯基；AO表示含有2-4个碳原子的氧化烯基：n为1或大于1的整数。
当R的定义中烷基或烯基的碳原子数为8-24，该非离子表面活性剂(C)显示出优异的从纤维素中解吸油墨的能力，由此提供了具有高白度和优异外观的回收纸浆。
通过常规的方法将烯化氧加至一元醇中而制得非离子表面活性剂(C)。将烯化氧添加至一元醇中，其平均用量为每摩尔一元醇5-300摩尔，优选7-150摩尔。即，该非离子表面活性剂(C)通常是包含上述通式：RO(AO)nH表示的各化合物的反应产物的混合物。烯化氧的例子包括：在有关非离子表面活性剂(A)的上述解释中所提及的那些物质。在生产非离子表面活性剂(C)时，优选使用环氧乙烷和环氧丙烷，环氧乙烷与环氧丙烷的摩尔比为1/5至5/1。
用于生产非离子表面活性剂(C)的一元醇的例子包括：其中烷基或烯基部分的碳原子数为8-24的一元醇；和具有烷基苯基部分的一元醇，其中烷基部分的碳原子数为6-14；具体的例子包括在有关非离子表面活性剂(A)的说明中所提及的一元醇。在非离子表面活性剂(C)中，由14-24个碳原子表示的烷基或烯基，特别是烷基的那些物质是优选的。非离子表面活性剂(D)：通过将烯化氧添加至多元羧酸或其酸酐中而得到的反应产物，或者是通过将烯化氧添加至多元羧酸或其酸酐和醇的混合物中而得到的反应产物
作为非离子表面活性剂(D)原材料的多元羧酸及其酸酐的例子包括：草酸，丙二酸，丁二酸，甲基丁二酸，马来酸，戊二酸，己二酸，邻苯二酸，富马酸，衣康酸，苹果酸，酒石酸，马来化油酸，柠檬酸，过柠檬酸，1，2，4-苯三酸，丁烷四甲酸，1，2，4，5-苯四酸，十四烷六甲酸，马来酸酐，丁二酸酐，草酸酐，衣康酸酐，戊二酸酐，邻苯二酸酐，1，2，4-苯三酸酐，1，2，4，5-苯四酸酐，以及硬脂酰丁二酸酐。
具有14-22个碳原子的高级脂肪酸的二聚物酸和聚合物酸也包括在多元羧酸的范围内。在本发明中，二聚物酸和聚合物酸可通过其中使单烯烃羧酸或二烯烃羧酸如不饱和脂肪酸单体，例如油酸，亚油酸，和亚麻酸经受热聚合如狄尔斯-阿德耳反应的方法，或通过另外的方法来合成。在本发明中，聚合物酸是，在分子中具有3个或更多个羧基的聚羧酸，并且不包括二聚物酸。在本发明中使用的二聚物酸和聚合物酸可以是其与未反应单体酸的混合物。也就是说，只要本发明的作用不受影响，存在未反应单体酸是没有关系的。
作为非离子表面活性剂(D)原材料的醇的例子包括一元醇和多元醇，具体的例子包括：在有关非离子表面活性剂(A)的前述说明中提及的那些物质。
在利用多元羧酸或其酸酐(I)和醇(II)生产非离子表面活性剂(D)时，化合物(I)和(II)优选以摩尔比(I)：(II)为1/0.02-5，特别是1/0.1-3使用。当该摩尔比落在该范围内时，上述的非离子表面活性剂(D)能有效地收集细小墨滴，并且在浮选步骤中有效地除去收集的墨滴。
另一方面，高级脂肪酸或其盐可适当地用作阴离子表面活性剂。可将季铵盐用作阳离子表面活性剂，其中特别优选的是单(长链烷基)季铵盐。
可以在脱墨过程的任何步骤添加表面活性剂。然而，通常是在制浆步骤添加。对于表面活性剂的添加量没有特别的限制。除前述非离子表面活性剂(A)-(D)以外，当然，还可以将任何已知的脱墨剂与之结合使用。
在本发明的脱墨过程中，优选使阳离子化合物，胺，胺的酸式盐，或两性化合物存在于浮选系统中。所述化合物的另外的用途是，能进一步改善浆板的松厚度。
阳离子化合物的例子包括：单(长链烷基)季铵盐，二(长链烷基)季铵盐，在其氮原子上有取代基的吡啶；盐，以及阳离子聚合物。在阳离子化合物中，特别优选的是由式(a1)-(c1)表示的化合物：
Figure C9719520500111
Figure C9719520500112
在式(a1)-(c1)中，R1和R2彼此可以相同或不同并各自表示含有10-24个碳原子的烷基，烯基或β-羟烷基；R3和R4彼此可以相同或不同并各自表示含有1-8个碳原子的烷基或羟烷基，苄基，或式-(AO)n-Z表示的基团(式中AO表示含有2-4碳原子的氧化烯基；Z表示氢原子或酰基；n为1-50的整数)；R5表示含有8-36个碳原子的烷基，烯基或β-羟烷基；X-表示抗衡离子；Y表示含有8-36个碳原子的烷基，烯基或β-羟烷基，由式R5COOCH2-表示的基团(式中R5如上定义)，由式R5CONHCH2-表示的基团(式中R5如上定义)，或由式R5OCH2-表示的基团(式中R5如上定义)。
胺和胺的酸式盐的例子包括：伯胺，仲胺，叔胺，环胺，咪唑，咪唑啉，这些胺的无机酸盐类，这些胺的有机酸盐类，以及包含氨基基团的聚合物类。作为胺或胺的酸式盐，优选由式(a2)-(e2)表示的胺或胺的酸式盐：(a2)                      (b2)
Figure C9719520500121
(c2)                      (d2)
Figure C9719520500122
       R1—CONHCH2CH2NH2·HA(e2)
在式(a2)-(e2)中，R1表示含有8-36个碳原子的烷基，烯基或β-羟烷基；R2和R3彼此可以相同或不同，并各自表示氢原子，含有1-24个碳原子的烷基，或含有2-24个碳原子的烯基；HA表示无机酸或有机酸；AO表示含有2-4个碳原子的氧化烯基；1和m各自等于零或正整数，前提条件是1+m是1-300的整数。
两性化合物的例子包括：甜菜碱，氧化胺，磷脂，蛋白质，和两性聚合物。作为两性化合物，特别优选由式(a3)-(d3)表示的两性化合物：(a3)                          (b3)(c3)                          (d3)R4—NHCH2CH2COOM            
Figure C9719520500132
在式(a3)-(d3)中，R1，R2和R3彼此可以相同或不同并各自表示含有1-24个碳原子的烷基或含有2-24个碳原子的烯基；R4表示含有8-36个碳原子的烷基，烯基，或β-羟烷基；M表示氢原子，碱金属原子，1/2摩尔的碱土金属原子或铵基。
在浮选步骤中至少使用一种选自阳离子化合物，胺，胺的酸式盐，以及两性化合物的物质，所述物质的用量以废纸的重量(即废纸的绝干重量)为基准为0.001-5.0重量％，优选0.01-1.0重量％。在浮选步骤中，当上述的至少一种物质以上述的用量存在于体系中即浆液中时，油墨可选择性地从该体系中除去。
本发明脱墨方法的特征在于：在浮选步骤中进行上述的油墨颗粒和纸浆的界面势控制，并且至少包括从废纸中解吸油墨的步骤和从浮选体系中除去解吸油墨的步骤。另外，还可进行常规脱墨方法的其它步骤。也就是说，本发明的脱墨方法主要包括如下步骤：离解(制浆)步骤，老化步骤，(如果需要，碎纸步骤)，浮选步骤和洗涤步骤。另外，如果需要的话，该脱墨方法还可包括其它步骤。各个步骤可进行两次或多次。
实施例
下面的例子将更具体地说明本发明，但不应该认为这些例子是对本发明范围的限制。待添加的化合物
如果需要，在下面实施例中使用的胺，胺的酸式盐，阳离子化合物以及两性化合物列于下表1-12中。
表1
Figure C9719520500151
表2
Figure C9719520500152
表3
Figure C9719520500153
表4
    化学式 化合物序号     化学式中的结构
    R1     HA
 R1CONHCH2CH2NH2·HA     I-d-1     22  1/2H2SO4
表5
表6
Figure C9719520500162
表7
表8
    化学式 化合物序号 化学式中的结构
    R4     M
 R4NHCH2CH2COOM II-c-1     18     Na
表9
Figure C9719520500164
表10
表11
Figure C9719520500172
表12
实施例1
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中.然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.2重量％(以原材料计)硬脂醇与10摩尔EO和10摩尔PO(以添加摩尔数的平均值计)的嵌段加合物，将浆浓度为5重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。通过使用硫酸调节液体浆的pH，从而控制表13中列出的油墨和纸浆的界面势(ζ电位)，如果要添加的话，在该阶段进一步添加列于表13的要添加的化合物。将液体浆于40℃浮选10分钟。表13中要添加的化合物的用量以废纸的绝干重量计，而表13中的ζ电位在整个浮选步骤几乎没有发生变化。根据上述方法，用Pen Kem Co.制造的System3000测量ζ电位。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表13中。
在该实施例中，松厚度用松厚密度来表示。松厚密度根据用测微计测量的25cm×25cm浆板的厚度，及其重量，由下式计算得到：
    松厚密度[g/cm3]＝浆板重量/(25×25×浆板厚度)
据信，随着松厚密度降低，浆板将更为松厚且适印性更佳，与此同时，0.02的松厚密度差能作为明显的差别而很好地被辨认出。
                                表13
试验号     pH     ζ电位(mV) 待添加化合物     松厚密度
油墨 纸浆    符号 浓度(％)
    1     10.0 -35.8 -16.4     -     -     0.56
    2     9.0 -34.8 -16.1     -     -     0.56
    3     7.5 -29.4 -5.5     -     -     0.54
    4     7.0 -28.5 -3.3     -     -     0.53
    5     6.0 -26.0 -3.0     -     -     0.53
    6     5.0 -12.0 -1.8     -     -     0.54
    7     4.0 -4.0 -0.2     -     -     0.57
    8     10.0 -35.8 -16.4  I-a-1     0.05     0.56
    9     7.0 -28.5 -3.3  I-a-1     0.05     0.51
    10     7.0 -28.5 -3.3  I-a-3     0.2     0.52
    11     7.0 -28.5 -3.3  II-c-1     0.2     0.52
    12     7.0 -28.5 -3.3  I-b-1     0.25     0.51
    13     7.0 -28.5 -3.3  III-a-2     0.25     0.51
    14     7.5 -29.4 -5.5  I-d-1     0.2     0.52
    15     7.5 -29.4 -5.5  II-d-1     0.2     0.52
    16     7.5 -29.4 -5.5  III-b-1     0.2     0.52
    17     5.0 -12.0 -1.8  I-a-2     0.2     0.53
实施例2
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.2重量％(以原材料计)硬脂酸与15摩尔EO和10摩尔PO(以添加摩尔数的平均值计)的无规加合物，将浆浓度为4重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。通过使用硫酸调节液体浆的pH，从而控制表14中列出的油墨和纸浆的界面势(ζ电位)，如果要添加的话，在该阶段进一步添加列于表14的要添加的化合物。使该液体浆于40℃进行10分钟的浮选。表14中要添加的化合物的用量以废纸的绝干重量计，而表14中的ζ电位在整个浮选步骤几乎没有发生变化。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表14中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                    表14
  试验号      pH ζ电位(mV) 待添加化合物  松厚密度
油墨 纸浆 符号 浓度(％)
    18     10.0 -30.4 -15.4   -    -  0.56
    19     9.0 -30.0 -15.2   -    -  0.55
    20     7.5 -27.2 -5.0   -    -  0.53
    21     7.0 -27.0 -3.0   -    -  0.53
    22     6.0 -24.5 -3.0   -    -  0.53
    23     5.0 -10.8 -0.8   -    -  0.53
    24     7.0 -27.0 -3.0  I-a-4  0.05  0.51
    25     7.0 -27.0 -3.0  I-b-1  0.2  0.50
    26     7.0 -27.0 -3.0  II-a-1  0.2  0.52
    27     7.0 -27.0 -3.0  I-c-1  0.25  0.52
    28     7.0 -27.0 -3.0  III-a-1  0.25  0.51
    29     7.5 -27.2 -5.0  I-e-1  0.2  0.53
    30     7.5 -27.2 -5.0  II-b-1  0.2  0.52
    31     7.5 -27.2 -5.0  III-c-1  0.2  0.53
实施例3
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.2重量％(以原材料计)硬脂醇与15摩尔EO和15摩尔PO(以添加摩尔数的平均值计)的无规加合物，将浆浓度为5重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。如表15所示，调节无机盐的种类和浓度(以原材料计)，从而控制油墨和纸浆的界面势(ζ电位)。将该液体浆在40℃浮选10分钟。在完成浮选时的ζ电位与对其进行控制时的ζ电位基本相同。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表15中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                    表15
试验号 ζ电位(mV)     无机盐 松厚密度
油墨 纸浆 化合物 浓度(％)
    32 -35.4 -16.2   -     -  0.57
    33 -34.8 -13.4  NaCl     0.2  0.54
    34 -27.2 -6.2  NaCl     1.0  0.52
    35 -26.1 -4.1  NaCl     5.0  0.52
    36 -27.0 -4.0  CaCl2     2.0  0.53
    37 -24.5 -3.0  CaCl2     3.0  0.52
实施例4
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.2重量％(以原材料计)牛脂/甘油(1∶1)与70摩尔EO和10摩尔PO(以添加摩尔数的平均值计)的嵌段加合物，将浆浓度为5重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。如表16所示，调节无机盐的种类和浓度(以原材料计)，从而控制油墨和纸浆的界面势(ζ电位)。将该液体浆在40℃浮选10分钟。在完成浮选时的ζ电位与对其进行控制时的ζ电位基本相同。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表16中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                             表16
试验号     ζ电位(mV)     无机盐    松厚密度
油墨 纸浆 化合物 浓度(％)
    38 -34.8 -16.6    -     -     0.57
    39 -32.8 -11.4  Na2SO4     0.2     0.55
    40 -26.7 -5.0  Na2SO4     1.0     0.52
    41 -25.1 -3.6  Na2SO4     3.0     0.51
    42 -25.0 -3.8  NaNO3     2.0     0.53
    43 -24.5 -3.0   KCl     2.0     0.52
实施例5
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.2重量％(以原材料计)硬脂醇与10摩尔EO和10摩尔PO(以添加摩尔数的平均值计)的嵌段加合物，将浆浓度为5重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。如表17所示，调节无机盐的种类和浓度(以原材料计)，从而控制油墨和纸浆的界面势(ζ电位)，如果要添加的话，在该阶段进一步添加列于表17的要添加的化合物。使该液体浆于40℃进行10分钟的浮选。表17中要添加的化合物的用量以废纸的绝干重量计，而表17中的ζ电位在整个浮选步骤几乎没有发生变化。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表17中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                             表17
  试验号 ζ电位(mV)     无机盐 待添加化合物  松厚密度
油墨 纸浆 化合物 浓度(％)  符号   浓度(％)
    44 -34.8 -16.6    -     -   -     -  0.57
    45 -28.8 -5.8  MgCl2     3.0   -     -  0.55
    46 -28.8 -5.8  MgCl2     3.0  I-b-1     0.3  0.52
    47 -27.1 -5.6  Na2SO4     3.0   -     -  0.51
    48 -25.0 -5.6  Na2SO4     3.0  II-a-1     0.3  0.53
实施例6
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.5重量％(以原材料计)硬脂酸，将浆浓度为5重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。通过使用硫酸调节液体浆的pH，从而控制表18中列出的油墨和纸浆的界面势(ζ电位)，如果要添加的话，在该阶段进一步添加列于表18的要添加的化合物。使该液体浆于40℃进行10分钟的浮选。表18中要添加的化合物的用量以废纸的绝干重量计，而表18中的ζ电位在整个浮选步骤几乎没有发生变化。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表18中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                               表18
试验号 PH ζ电位(mV) 待添加化合物 松厚密度
油墨 纸浆 符号 浓度(％)
49 10.0 -38.2 -17.4   -   - 0.57
50 7.0 -31.4 -9.2   -   - 0.55
51 7.0 -28.5 -3.3 I-a-1  0.5 0.54
实施例7
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.5重量％(以原材料计)鲸蜡基三甲基氯化铵，将浆浓度为5重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在40℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。通过使用硫酸调节液体浆的pH，从而控制表19中列出的油墨和纸浆的界面势(ζ电位)，如果要添加的话，在该阶段进一步添加列于表19的要添加的化合物。使该液体浆于40℃进行10分钟的浮选。表19中要添加的化合物的用量以废纸的绝干重量计，而表19中的ζ电位在整个浮选步骤几乎没有发生变化。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表19中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                        表19
试验号 pH ζ电位(mV) 待添加化合物 松厚密度
油墨 纸浆 符号 浓度(％)
52 10.0 -20.9 -12.8   -  - 0.56
53 7.0 -19.4 -0.8   -  - 0.53
54 7.0 -15.6 -0.4  I-a-1 0.20 0.53
实施例8
将在城市中回收的、作为原材料的废纸(新闻纸/活页纸：70/30)切成4cm×4cm的片。将给定量的废纸送至台式离解机中。然后，向其中添加作为脱墨剂的温水，1重量％(以原材料计)的氢氧化钠，3重量％(以原材料计)的硅酸钠，3重量％(以原材料计)的30％的过氧化氢水溶液，和0.2重量％(以原材料计)硬脂醇与10摩尔EO和10摩尔PO的嵌段加合物，将浆浓度为15重量％的所得混合物于40℃离解10分钟。使所得到的液体浆在50℃老化60分钟，然后添加温水将浆浓度稀释至1％。通过使用硫酸调节液体浆的pH，从而控制表20中列出的油墨和纸浆的界面势(ζ电位)，如果要添加的话，在该阶段进一步添加列于表20的要添加的化合物。使该液体浆于40℃进行10分钟的浮选。表20中要添加的化合物的用量以废纸的绝干重量计，而表20中的ζ电位在整个浮选步骤几乎没有发生变化。浮选处理之后，在TAPPI标准抄片机上处理液体浆，从而得到浆板。在5kgf/cm2的压力下对如此得到的浆板进行压榨，然后风干，以便测量其松厚度。结果列于表20中。在该实施例中，用与实施例1相同的方式分别测量ζ电位和松厚密度。
                             表20
试验号     pH     ζ电位(mV) 待添加化合物     松厚密度
油墨 纸浆 符号 浓度(％)
    55     10.0 -61.2 -35.2    -   -     0.58
    56     9.0 -60.4 -17.5    -   -     0.58
    57     7.5 -59.9 -14.9    -   -     0.56
    58     7.0 -56.2 -14.6    -   -     0.55
    59     6.0 -48.2 -14.5    -   -     0.55
    60     7.5 -59.9 -14.9  I-a-1  0.20     0.54
    61     7.0 -56.2 -14.6  I-a-1  0.20     0.54
    62     6.0 -48.2 -14.5  I-a-1  0.05     0.54

Claims (7)

1.一种脱墨方法，至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸形成的液体浆中解吸油墨的步骤，其中，为了对解吸油墨，使用至少一种表面活性剂；和通过浮选除去解吸油墨的步骤；其特征在于，在浮选步骤之前或之中，将包含解吸油墨的所述液体浆中油墨颗粒的界面势(ζ电位)控制在-5mV至-60mV，和将包含解吸油墨的所述液体浆中纸浆的界面势(ζ电位)控制在-15mV至+15mV，所述油墨颗粒和所述纸浆的界面势(ζ电位)差至少为10mV。
2.如权利要求1所述的脱墨方法，其特征在于，在所述浮选步骤之前或之中，将所述油墨颗粒的界面势(ζ电位)控制在-10mV至-40mV，和将所述纸浆的界面势(ζ电位)控制在-5mV至+5mV。
3.如权利要求1或2所述的脱墨方法，其中，在浮选步骤之前或之中，通过调节pH来控制所述油墨和所述纸浆的ζ电位。
4.如权利要求1或2所述的脱墨方法，其中，在浮选步骤之前或之中，通过添加无机电解质来控制所述油墨和所述纸浆的ζ电位。
5.如权利要求1-4中任一项所述的脱墨方法，其中，至少部分浮选步骤是在至少一种选自胺化合物，铵盐，阳离子化合物，以及两性化合物的存在下进行的。
6.一种脱墨方法，至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸中解吸油墨的步骤和通过浮选方法除去解吸的油墨的步骤，其特征在于，在浮选步骤之中，作为对油墨颗粒和所述纸浆界面势测量的结果，当油墨颗粒的界面势(ζ电位)在-5mV至-60mV，和纸浆的界面势(ζ电位)在-15mV至+15mV，所述油墨颗粒和所述纸浆间的界面势(ζ电位)差至少为10mV时，进行连续的脱墨处理。
7.一种用于控制脱墨过程中脱墨性能的方法，至少包括如下步骤：从作为原材料的废纸形成的液体浆中解吸油墨的步骤，通过浮选除去解吸油墨的步骤；其特征在于，在浮选步骤之前或之中，测量包含解吸油墨的所述液体浆中油墨颗粒和纸浆的界面势(ζ电位)并将油墨颗粒的界面势调节为-5mV至-60mV，将纸浆的界面势(ζ电位)调节为-15mV至+15mV，所述油墨颗粒和所述纸浆的界面势(ζ电位)差至少为10mV。
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