JP2009509056A

JP2009509056A - 湿潤強さを有する損紙を再パルプ化するための方法

Info

Publication number: JP2009509056A
Application number: JP2008531367A
Authority: JP
Inventors: アンベッチャージェニファー; チャオミン; ピーターテュファーノトーマス
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2009-03-05
Also published as: CN101263260A; TW200718826A; US20070062661A1; WO2007035507A1; KR20080056212A

Abstract

湿潤強さを有する樹脂と、セルロース繊維とを含む湿潤強さを有する損紙のための再パルプ化方法であって、前記損紙の水性スラリーを、１）酸化剤としての一過硫酸カリウムと、２）活性ハロゲン剤、シアヌル酸、またはそれらの混合物の少なくとも１つとの混合物と接触させる工程を含むことを特徴とする方法を開示する。

Description

紙は、元のシートを構成したセルロース繊維が分離される、再パルプ化と呼ばれるプロセスによって、リサイクルされる。これらの繊維を、きれいにし、処理し、再分散させ、調製して、元のシートを製造するために使用されたものと本質的に同様のパルプスラリーにすることができる。次に、通常の製紙プロセスに従って、リサイクル繊維から製造されたシートを形成する。再パルプ化のプロセスは、水中の、剪断下での混合を伴う。プロセスを加速するために、化学物質を加えることができ、高温がしばしば用いられる。

紙は、特定の機能的な特性をもたらすように製造される。これらの特性を与え、および／または向上させるために、化学物質がしばしば加えられる。より広く使用される添加剤の中に、湿潤強さを有する樹脂がある。これらの化学物質は、湿潤紙に強度を与えるように作用し、紙製品の中でも、ペーパータオルおよびパッケージングに使用される。

湿潤強さを有する樹脂を含有する紙を再パルプ化することは困難である。その理由は、製造される紙の強度を向上させるために、紙製造の間、樹脂（ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂など）が加えられ、その結果、紙は、湿潤条件下で使用されるときにばらばらにならないからである。湿潤強さを有する樹脂は、セルロース繊維をともに結合し、セルロース繊維を分離する再パルプ化プロセスを妨げる。典型的には、湿潤強さを有する樹脂で処理された紙は、湿潤したとき、紙の乾燥強度の少なくとも１５％を維持する。湿潤強さを有する樹脂がない紙は、一般に、湿潤したとき、その乾燥強度のたった２から７％を維持する。

酸化が、湿潤強さを有する樹脂の分解を促進して、セルロース繊維の分離を可能にする。次亜塩素酸塩、特に次亜塩素酸ナトリウムが、典型的には、湿潤強さを有する樹脂を酸化して、繊維分離を促進するために、湿潤強さを有する紙の再パルプ化において、製紙工場によって使用される。次亜塩素酸塩は、狭い、注意深く維持されたｐＨ範囲内で、および約５０℃から約７０℃の温度範囲内で、湿潤強さを有する樹脂を酸化する。

再パルプ化のための次亜塩素酸塩の使用に関して、環境問題が提起されている。これらの問題は、パルプによって吸着された塩素化有機化合物の形成、クロロホルム放出、および塩素化炭化水素を流出流に加えるという問題に関連する。これらの理由のため、もっと最近になって、過硫酸塩などの非ハロゲン含有化合物が、再パルプ化プロセスの間湿潤強さを有する樹脂を酸化するために使用されている。

いかなる過硫酸塩（ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅｓａｌｔ）、典型的には、過硫酸ナトリウム、Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_８を使用することができる。この材料を、また、再パルプ化性能を向上させるために、炭酸塩、重炭酸塩、またはセスキ炭酸塩のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはアンモニウム塩とともに使用することができる。過硫酸塩のみに対して実質的に増加された取扱い安全性を示す、過硫酸塩と、炭酸塩、重炭酸塩、またはセスキ炭酸塩との混合物を使用することができる。米国特許公報（特許文献１）のゲルマン（Ｇｅｌｍａｎ）らが、過硫酸塩（たとえば、ナトリウム塩、Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_８）と塩基との乾燥混合物を使用する、湿潤強さを有する損紙の再パルプ化を記載している。

しかし、一般に、過硫酸塩を使用する系は、次亜塩素酸塩または同様の系より遅い。さらに、湿潤強さを有する樹脂の分解を商業的に受入れられる速度に加速するために、次亜塩素酸塩で用いられるものを超える付加的な熱の導入が、一般に、そのような過硫酸塩を使用する再パルプ化懸濁液に必要とされる。

２００４年１０月１３日に出願された米国特許公報（特許文献２）が、酸化剤と活性ハロゲン剤との安定した無水混合物を含む組成物であって、酸化剤が一過硫酸カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍｍｏｎｏｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）であり、活性ハロゲン剤が、ジクロロ−ｓ−トリアジントリオンのアルカリ金属塩、ハロゲン化ジメチルヒダントイン、またはそれらの混合物である組成物を開示している。これらの組成物は、消毒水での使用のために開示されているが、紙を再パルプ化する際の使用は示唆されていない。

米国特許第５，９７２，１６４号明細書米国特許出願第１０／９６３，９３２号明細書「パルプ＆紙技術ハンドブック（ＨａｎｄｂｏｏｋｆｏｒＰｕｌｐ＆ＰａｐｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ）」、第２版、Ｇ．Ａ．スムーク（Ｇ．Ａ．Ｓｍｏｏｋ）著、アンガス・ワイルド・パブリケーションズ（ＡｎｇｕｓＷｉｌｄｅＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、１９９２年、第１３章、１９４〜１９５頁および２１１〜２１２頁

再パルプ化速度を著しく低減することなく、必要とされる活性ハロゲンを低減する、湿潤強さを有する損紙の再パルプ化のためのプロセスを提供することが望ましい。本発明はそのようなプロセスを提供する。

本発明は、湿潤強さを有する樹脂と、セルロース繊維とを含む湿潤強さを有する損紙を用いるための再パルプ化方法であって、前記損紙の水性スラリーを、１）酸化剤としての一過硫酸カリウムと、２）活性ハロゲン剤、シアヌル酸、またはそれらの組合せの少なくとも１つとの混合物と接触させる工程を含むことを特徴とする方法を含む。

商品名が大文字でここに示される。特に明記しない限り、パーセントとして示されるすべての組成物が、重量パーセントである。本発明は、紙再処理に関し、より特定的には、湿潤強さを有する損紙の再パルプ化、ならびに湿潤強さを有する紙の再パルプ化のための組成物およびプロセスに関する。

本発明のプロセスは、湿潤強さを有する損紙の水性スラリーを、１）一過硫酸カリウムである少なくとも１つの酸化剤と、２）（Ａ）無水ジクロロイソシアン酸ナトリウム（ａｎｈｙｄｒｏｕｓｓｏｄｉｕｍｄｉｃｈｌｏｒｏｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）、ジクロロジメチルヒダントイン、ブロモクロロジメチルヒダントイン、もしくはそれらの混合物からなる群から選択される活性ハロゲン剤、（Ｂ）シアヌル酸、または（Ｃ）（Ａ）と（Ｂ）との混合物の少なくとも１つとの混合物を含む水性酸化組成物と接触させる工程を含む。以下、そのような酸化組成物を「本発明の一過硫酸塩（ｍｏｎｏｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）混合物」と呼ぶ。

市販の一過硫酸カリウム源が、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）の本願特許出願人から入手可能なオキソン（ＯＸＯＮＥ）である。「一過硫酸カリウム」という名称は、混合三重塩（ｍｉｘｅｄｔｒｉｐｌｅｓａｌｔ）２ＫＨＳＯ_５．ＫＨＳＯ_４．Ｋ_２ＳＯ_４、向上された固体安定性の結晶塩に言及するために、業界において一般に用いられる。

本発明の一過硫酸塩混合物において、一過硫酸カリウムの割合は、約１％から約９９％、好ましくは約５０％から約９８％、より好ましくは約８０％から約９５％である。１００％の合計に構成するための混合物の残りは、シアヌル酸、または無水ジクロロイソシアン酸ナトリウム、ジクロロジメチルヒダントイン、およびブロモクロロジメチルヒダントインを含む群から選択される少なくとも１つの化学物質である。酸化剤および活性ハロゲン剤またはシアヌル酸は、約９８：２から約５０：５０の、酸化剤と活性ハロゲン剤またはシアヌル酸との重量比で存在する。

損紙の水性スラリー中の本発明の一過硫酸塩混合物の濃度は、パルプの乾燥重量を基準にして０．５％から約５％、好ましくは、パルプの乾燥重量を基準にして約１％から約２％である。シアヌル酸と１つまたは複数の活性ハロゲン源との比は、０：１００から１００：０である。

特に関心のあるのが、一過硫酸カリウムと、シアヌル酸とを含み、活性ハロゲン剤がない本発明の一過硫酸塩混合物である。一過硫酸カリウムの割合は、上で説明されたように、約１％から約９９％、好ましくは約５０％から約９８％、より好ましくは約８０％から約９５％である。混合物の残りはシアヌル酸である。そのような組成物は、活性ハロゲン剤を含有せず、環境上望ましい特徴である。

本発明は、本発明の一過硫酸塩混合物の使用を含む、湿潤強さを有する損紙の向上された再パルプ化のためのプロセスを提供する。本発明の水性再パルプ化プロセスは、約２５℃から約８０℃の温度で行われる。このプロセスは、約７から約１１、好ましくは約１０から約１１のｐＨで行われる。ｐＨは、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、またはアルカリ土類金属重炭酸塩などの適切な塩基で、この範囲に調整される。水酸化ナトリウムが好ましい。炭酸塩および重炭酸塩の使用は、利用可能なｐＨ範囲を制限する。上で挙げられた炭酸塩および重炭酸塩などの無水非吸湿性塩基を、本発明の一過硫酸塩混合物と予め混合することができる。しかし、アルカリ金属水酸化物などの吸湿性塩基を予め混合することは、勧められない。ｐＨ値が低下されるにつれて、上に記載された範囲内のより高い操作温度が好ましい。

再パルプ化プロセスは、機械再パルプ化装置（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｐｕｌｐｅｒ）内に収容され撹拌されるスラリー中で行われる。紙、本発明の一過硫酸塩混合物、および塩基の添加の順序は任意である。本発明の一過硫酸塩混合物の成分を、別々に、または予め混合された形態で加えることができる。一過硫酸カリウムおよび活性ハロゲン／シアヌル酸成分を、別々に、または予め混合された形態で加えることができる。ｐＨ調整のために使用される塩基を、本発明の一過硫酸塩混合物の添加の前、同時、または後に、加えることができる。しかし、紙および本発明の一過硫酸塩混合物が加えられた後の最終ｐＨ調整が必要であろう。したがって、最後の塩基の添加が好ましい。再パルプ化が行われる液相は、「再パルプ化浴」と呼ぶ。

紙を再パルプ化してリサイクルパルプ繊維を得るプロセスは、乾燥パルプ繊維を水性パルプ繊維懸濁液中に分散させる任意の機械的作用によって行われる。再パルプ化のための条件、および商業的に使用される設備が、（非特許文献１）に記載されている。再パルプ化プロセスおよびその制御は、当業者に知られている。

当業者に知られている他の添加剤を、本発明に使用される再パルプ化助剤の添加の前、同時、または後に、加えることができる。他の添加剤の例としては、インク粒子捕集剤および除去剤、消泡剤、殺生物剤、錯化剤、固定および調整剤（ｆｉｘａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇａｇｅｎｔｓ）、ならびに界面活性剤が挙げられるが、これらに限定されない。

約２５から約８０℃の温度範囲内で、最も商業的なプロセスが、約６０℃で操作される。より速い再パルプ化速度が、潜在的に、より低い温度での操作を可能にし、エネルギー節約をもたらす。あるいは、より高いフォイトインデックス（Ｖｏｉｔｈｉｎｄｉｃｅｓ）（５より大きい、より大きい繊維分離を示す）に対するより速い再パルプ化が、再パルプ化スラリーからリサイクル紙を準備する前の、その後の機械処理工程の必要を低減するかなくすであろう。

本発明のプロセスは、樹脂を含有する湿潤強さを有する損紙の完全な再パルプ化のための方法を提供する。本発明のプロセスは、ずっと低い活性ハロゲンレベルを必要とする、湿潤強さを有する損紙を再パルプ化するための方法を提供するか、一過硫酸カリウムとシアヌル酸との混合物の場合、ハロゲンの使用を完全になくす。上で示されたように、より高いレベルの活性ハロゲンの使用からの反応生成物が、環境上望ましくない。

湿潤強さを有する損紙の再パルプ化の進行が、当該産業において、フォイトインデックス（ＶｏｉｔｈＩｎｄｅｘ）（ドイツ、ハイデンハイムのフォイト・カンパニー（ＶｏｉｔｈＣｏ．，Ｈｅｉｄｅｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から）を定めることによって測定される。フォイトインデックスは、時間に対する再パルプ化の程度を測定するための視覚的方法を提供し、したがって、フォイトインデックスを再パルプ化時間の関数として表現することが、再パルプ化プロセスの優れた基準（ｍｅａｓｕｒｅ）を提供する。フォイトインデックスは、１（再パルプ化されていない紙約４１％に対応する）から９（再パルプ化されていない紙約０．０５％に対応する）の値を有する。

等しい活性塩素レベルにおいて、無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムが、最も速い塩素含有酸化剤であり、次亜塩素酸ナトリウムがわずかに遅い。当該産業において、１５分以下の再パルプ化時間（５のフォイトインデックスに対する）が受入れられ、というのは、他の処理ファクタが、限界価値（ｍａｒｇｉｎａｌｖａｌｕｅ）のより短い時間を生じさせるからである。たとえば、３−ブロモ−１−クロロ−５，５−ジメチルヒダントイン（比較実施例Ｈ）が、テストされたすべての組成物の中で最も速い速度をもたらすが、この速い速度のいかなる限界的な（ｍａｒｇｉｎａｌ）利点も、より高い化学物質のコストによって相殺されるどころではない。しかし、８または９のフォイトインデックスに達するために再パルプ化を延長することは、再パルプ化速度の微妙な（ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）基準を提供する。

より低い次亜塩素酸ナトリウムのコストが、それを産業標準にする。塩素がない、一過硫酸カリウムのみが、湿潤強さを有する損紙再パルプ化を可能にするが、再パルプ化速度は著しく遅い。しかし、一過硫酸カリウム／活性ハロゲンブレンドおよび一過硫酸カリウム／シアヌル酸ブレンドの再パルプ化速度は、ブレンド組成物とプロセス速度との間の予期されない非線形関係を示す。一過硫酸カリウム／活性ハロゲン剤ブレンド中の一過硫酸カリウム濃度が０から約８０％に上昇されると、プロセス速度は、活性ハロゲン剤のみの場合よりほんのわずかに遅く、次亜塩素酸ナトリウムのみと同じほど速い。８０％を超える一過硫酸カリウムでは、速度は遅くなるが、９５％においてさえ、再パルプ化速度はほんのわずかに遅い。一過硫酸カリウム／活性塩素剤ブレンド中の一過硫酸カリウム含有量のパーセントは、活性塩素の低減の直接基準である。したがって、一過硫酸カリウム／活性ハロゲン剤ブレンドは、再パルプ化速度に対する悪影響を伴わない、活性塩素の低減のための効果的な手段を提供する。一過硫酸カリウム／次亜塩素酸ナトリウムのブレンドを代用して、一過硫酸カリウム／活性ハロゲン剤に取って代わることは、相対濃度の、再パルプ化速度に対する同様の非線形効果をもたらさない。

さらに、一過硫酸カリウム／無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムのブレンドが、ともに安定しており、したがって、乾燥条件下で予め混合し保管することができ、予めのブレンドおよび予めのパッケージングを可能にする。

過硫酸ナトリウムが、オキソンと比較して、より遅い湿潤強さを有する紙用再パルプ化剤であることが知られている。表１および２の比較実施例Ａ（オキソン）およびＩ（過硫酸ナトリウム）がこの差を実証する。本発明の一過硫酸塩混合物と対照的に、過硫酸ナトリウムと無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムとのブレンドは、オキソンとジクロロイソシアン酸ナトリウムとのブレンドで得られる相乗効果を示さない。

本発明のプロセスは、再パルプ化速度を著しく低減することなく、より低いハロゲンレベルまたはハロゲンレベルなしで、樹脂を含有する湿潤強さを有する損紙を再パルプ化するのに有用である。これは、ハロゲン放出を低減するという環境上の利点をもたらす。

（材料およびテスト方法）
次の材料およびテスト方法をここでの実施例で使用した。

安定した混合三重塩２ＫＨＳＯ_５．ＫＨＳＯ_４．Ｋ_２ＳＯ_４としての一過硫酸カリウムが、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）の本願特許出願人から、商品名オキソンで入手可能である。

無水ジクロロ−ｓ−トリアジントリオンナトリウム（Ａｎｈｙｄｒｏｕｓｓｏｄｉｕｍｄｉｃｈｌｏｒｏ−ｓ−ｔｒｉａｚｉｎｅｔｒｉｏｎｅ）（ＡＳＤＣ）が、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）（ウィスコンシン州ミルウォーキー（ＭｉｌｗａｕｋｅｅＷＩ））から入手可能である。商業量が、オキシデンタル・ケミカル・コーポレーション（ＯｃｃｉｄｅｎｔａｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（テキサス州ダラスのオキシケム（ＯｘｙＣｈｅｍ，ＤａｌｌａｓＴＸ））および四国化成工業株式会社（ＳｈｉｋｏｋｕＣｈｅｍｉｃａｌｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（日本の香川、およびカリフォルニア州ロサンゼルス（Ｋａｇａｗａ，ＪａｐａｎａｎｄＬｏｓＡｎｇｅｌｅｓＣＡ））から入手可能である。

シアヌル酸（ＣＹＡ）および３−ブロモ−１−クロロ−５，５−ジメチルヒダントイン（ＢＣＤＭＨ）が、アルドリッチ（ウィスコンシン州ミルウォーキー）から入手可能である。

１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＣＤＭＨ）が、アルファ・エイサー（ＡｌｆａＡｅｓａｒ）（マサチューセッツ州ウォードヒル（ＷａｒｄＨｉｌｌＭＡ））から入手可能である。

過硫酸ナトリウム（ＳＰＳ）が、Ｊ．Ｔ．ベイカー（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ）（ニュージャージー州フィリップスバーグ（Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｕｒｇ，ＮＪ））から入手可能である。

（テスト方法１−再パルプ化手順）
４ガロンフォーマックス・メイルストローム（ＦＯＲＭＡＸＭＡＥＬＳＴＲＯＭ）実験室規模再パルプ化装置（ニューヨーク州クイーンズベリーのアディロンダック・マシン・コーポレーション（ＡｄｉｒｏｎｄａｃｋＭａｃｈｉｎｅＣｏｒｐ．，Ｑｕｅｅｎｓｂｕｒｙ，ＮＹ）から）に、１／４ｈｐ（１８６Ｗ）デイトン（Ｄａｙｔｏｎ）モータ（イリノイ州ナイルズのデイトン・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー（ＤａｙｔｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃＭｆｇ．Ｃｏ．，Ｎｉｌｅｓ，ＩＬ）から）を装備した。再パルプ化装置に、バウンティ（ＢＯＵＮＴＹ）ペーパータオル（オハイオ州シンシナティのプロクター・アンド・ギャンブル（Ｐｒｏｃｔｏｒ＆Ｇａｍｂｌｅ，ＣｉｎｃｉｎｎａｔｉＯＨ）、２２０ｇ、２”×２”片に予めカットされた）および６０℃の脱イオン水３．７Ｌを加えた。撹拌器がオンの状態で、ｐＨを、１０％ＮａＯＨ溶液でｐＨ１０．５に調整した。すぐに、予め計量された再パルプ化剤化学物質（ｒｅｐｕｌｐｅｒｃｈｅｍｉｃａｌｓ）（本発明の一過硫酸塩混合物）を、乾燥紙重量ローディングの２％に等しい、またはそうでなければ表１に特定されたような量で、再パルプ化装置に加えた。

さまざまな時間において、修正されたフォイトスペックインデックス方法（ＶｏｉｔｈＳｐｅｃｋＩｎｄｅｘＭｅｔｈｏｄ）（フォイト・ペーパー（ＶｏｉｔｈＰａｐｅｒ）、湿式実験室テスト手順（ＷｅｔＬａｂＴｅｓｔｉｎｇＰｒｏｃｅｄｕｒｅ）、ＶＳＴＭ１１３．０、下記参照）を用いて、再パルプ化または繊維分離の程度を評価した。方法修正は、工程３．１および３．２を１つの工程上に組合せることであり、したがって、実験室ミキサを使用して、１０秒間、湿潤パルプ（２０ｇ）を水（５００ｍＬ）と混合した。９のフォイトインデックスが得られたとき、または１２０分に、どちらでも早い方、再パルプ化手順を終了させた。

（テスト方法２−フォイト・ペーパー、湿式実験室テスト手順、ＶＳＴＭ１１３．０．）
詳細が、ドイツ、ハイデンハイムのフォイト・カンパニー、フォイト・カンパニー（ｔｈｅＶｏｉｔｈＣｏｍｐａｎｙ，ＶｏｉｔｈＣｏｍｐａｎｙ，Ｈｅｉｄｅｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能である。表１において、再パルプ化プロセスが比較的遅い場合（比較実施例Ｃ、Ｅ、Ｆ、およびＩのように）、再パルプ化浴を間隔をおいてサンプリングして、任意の特定のフォイトインデックスに達するのに必要な分単位の再パルプ化時間を提供することが実際的であった。そのようなケースにおいて、時間に対する実際の測定されたフォイト読取値（Ｖｏｉｔｈｒｅａｄｉｎｇｓ）が、表１に示されている。再パルプ化がより速く行われるとき、そのようなタイミングは困難であった。これらのより速いケースにおいて、さまざまな時間における収集データを二次多項式回帰分析にかけた。この分析は、厳密な時間におけるフォイトインデックスが計算される二次方程式を、データと方程式との間の「適合」を示すｒ^２値とともにもたらした。１．０のｒ^２値が、データと方程式との間の完全な適合を示す。０．９５以上のｒ^２値が、実施例１〜９および比較実施例Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇ、およびＨを評価するための適切な適合として受入れられた。表１のフォイト読取値は、整数に丸められている。

（実施例１）
上のテスト方法１で説明されたような再パルプ化装置を使用して、オキソン一過硫酸塩化合物（３．５２ｇ、８０ｗｔ．％）と無水ジクロロ−ｓ−トリアジントリオンナトリウム（０．８８ｇ、２０ｗｔ．％）とを含むブレンドを計量し、再パルプ化装置に加えた。添加時に、再パルプ化装置は、バウンティペーパータオル（オハイオ州シンシナティのプロクター・アンド・ギャンブル、２２０ｇ２”×２”片に予めカットされた）および６０℃の脱イオン水３．７Ｌを収容し、１０％ＮａＯＨ溶液でｐＨ１０．５に調整した。化学物質を加えた後、必要であれば、ｐＨをすぐにｐＨ１０．５に再調整した。さまざまな時間において、上のテスト方法２で説明されたような修正されたフォイトスペックインデックス方法（フォイト・ペーパー、湿式実験室テスト手順、ＶＳＴＭ１１３．０）を用いて、再パルプ化または繊維分離の程度を評価した。性能結果は下の表１に提示されている。優れた再パルプ化が１５分またはそれ未満の時間で達成されたことがわかり得る。

（実施例２〜５、比較実施例Ａ〜ＥおよびＩ）
オキソン一過硫酸塩化合物と無水ジクロロ−ｓ−トリアジントリオンナトリウムとのさまざまなブレンド（実施例２〜５）を、表１に記載されたような成分、加えられたグラム、および重量パーセントで、実施例１で説明されたように、調製し、再パルプ化プロセスで使用し、評価した。オキソン一過硫酸塩化合物、１００ｗｔ．％（比較実施例Ａ）；無水ジクロロイソシアン酸ナトリウム、１００ｗｔ．％（比較実施例Ｂ）；および過硫酸ナトリウム、１００ｗｔ．％（比較実施例Ｉ）の対照を、同じように処理し評価した。比較実施例Ｃは再パルプ化助剤を含有しなかった。比較実施例Ｄは、比較実施例Ｂの活性ハロゲン当量を含有する次亜塩素酸ナトリウムを含有した。比較実施例Ｅは、実施例１の活性ハロゲン当量を含有する、オキソン（８０ｗｔ．％）と次亜塩素酸ナトリウムとの組合せを含有した。

次亜塩素酸ナトリウム源（Ｈｙｐｏ）は５．８１％の活性ハロゲンを含有し、ジクロロ−ｓ−トリアジントリオンナトリウム源は６０．６３％の活性ハロゲンを含有した。

比較実施例Ｄにおいて、Ｈｙｐｏ（４５．９１ｇ）が、等しい活性ハロゲンベースで、比較実施例ＢのＡＳＤＣ（４．４ｇ）に取って代わった。

比較実施例Ｅにおいて、Ｈｙｐｏ（９．１８ｇ）が、等しい活性ハロゲンベースで、実施例１のＡＳＤＣ（０．８８ｇ）に取って代わった。

比較実施例Ｉにおいて、過硫酸ナトリウム（４．４ｇ）が、等しい重量ベースで、比較実施例Ａのオキソン（４．４ｇ）に取って代わった。

これらの比較実施例を実施例１のように処理し評価した。

表１のデータは、オキソン一過硫酸塩化合物と無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムとのブレンドすべて（実施例１〜５）の再パルプ化性能が、オキソンのみ（比較実施例Ａ）、および実施例１の活性ハロゲン含有量に等しい活性ハロゲン含有量を有する、オキソンと次亜塩素酸ナトリウムとの組合せ（比較実施例Ｅ）の再パルプ化性能に対して向上されることを示した。フォイト読取値によって判断されるような再パルプ化のあらゆる段階において、再パルプ化の時間は、オキソンと無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムとのブレンド組成物を使用して低減される。低い無水ジクロロイソシアン酸ナトリウム含有量（たとえば、５〜１０％、実施例２および３）においてさえ、優れた再パルプ化が約３７から３２分以下で達成され、１００％オキソン対照（比較実施例Ａ）に対して、完全な再パルプ化（フォイト＝９）のための１６％から２７％の時間低減であった。過硫酸ナトリウム（比較実施例Ｉ）再パルプ化時間は、等しい重量ベースで、オキソン（比較実施例Ａ）についての対応する時間の約２倍であった。

（実施例６および９ならびに比較実施例Ｆ）
実施例６は、実施例１の無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムのモル当量に対して同じモル当量のシアヌル酸を含有する、３．５２ｇのオキソン一過硫酸塩化合物と０．５２ｇのシアヌル酸とのブレンドであった。実施例９は、３成分、３．５２ｇのオキソン一過硫酸塩化合物、０．６６ｇの無水ジクロロイソシアン酸ナトリウム、および０．１３ｇのシアヌル酸の混合物であった。シアヌル酸を、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍｄｉｃｈｌｏｒｏｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）のモル当量に対するモル当量で付与した。比較実施例Ｆは、比較実施例Ｂのような無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムのモル当量に対するモル当量のシアヌル酸（２．５９ｇ）を含有した。無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムのモル当量に対するモル当量のシアヌル酸を使用することは、無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムに対するシアヌル酸の性能の直接モル対モル比較をもたらした。

実施例６において、ＣＹＡ（０．５２ｇ）が、等モルベースで、実施例１のＡＳＤＣ（０．８８ｇ）に取って代わった。

実施例９において、ＣＹＡ（０．１３ｇ）が、等モルベースで、実施例１のＡＳＤＣの４分の１または０．２２ｇに取って代わった。

比較実施例Ｆにおいて、ＣＹＡ（２．５９ｇ）が、等しいモルベースで、実施例ＢのＡＳＤＣ（４．４ｇ）に取って代わった。

これらの組成物を、実施例１の再パルプ化プロセスで使用し、テスト方法２を用いて実施例１のように周期的に評価した。結果として生じるデータは表１にある。

表１のデータは、実施例６および９の再パルプ化性能が、オキソンのみ（比較実施例Ａ）およびシアヌル酸のみ（比較実施例Ｆ）の再パルプ化性能に対して向上されることを示した。実施例６は、活性ハロゲン成分を含有しないで、実施例３と同様に働いた。

（実施例７および８ならびに比較実施例ＧおよびＨ）
実施例７は、３．５２ｇのオキソン一過硫酸塩化合物（８０ｗｔ．％）と０．７９ｇのジクロロジメチルヒダントインとのブレンドであり、そのようなブレンドは、実施例１の無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムの同じモル当量を含有した。実施例８は、３．５２ｇのオキソン一過硫酸塩化合物（８０ｗｔ．％）と０．９７ｇのブロモクロロジメチルヒダントインとのブレンドであり、そのようなブレンドは、実施例１のような無水ジクロロイソシアン酸ナトリウムの同じモル当量を含有した。

実施例７において、ＤＣＤＭＨ（０．７９ｇ）が、等モルベースで、実施例１のＡＳＤＣ（０．８８ｇ）に取って代わった。

実施例８において、ＢＣＤＭＨ（０．９７ｇ）が、等モルベースで、実施例１のＡＳＤＣ（０．８８ｇ）に取って代わった。

比較実施例Ｇにおいて、ＤＣＤＭＨ（３．９６ｇ）が、等しいモルベースで、比較実施例ＢのＡＳＤＣ（４．４ｇ）に取って代わった。

比較実施例Ｈにおいて、ＢＣＤＭＨ（４．８４ｇ）が、等しいモルベースで、比較実施例ＢのＡＳＤＣ（４．４ｇ）に取って代わった。

実施例７および８がより良好に働いたことが、表１においてわかり得る、次に、オキソン一過硫酸塩化合物のみ（比較実施例Ａ）。したがって、ハロゲン化ヒダントインは、再パルプ化のための別の活性ハロゲン源と特定された。

表１は、オキソン８０重量％以下を含有するオキソン／ＡＳＤＣのブレンド（実施例１、４、５）が、Ｈｙｐｏ自体（比較実施例Ｄ）より速い湿潤強さを有する再パルプ化（ｗｅｔ−ｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｐｕｌｐｉｎｇ）をもたらし、ＡＳＤＣ自体（比較実施例Ｂ）と比較できたことを示す。そのようなオキソン／ＡＳＤＣブレンドは、ＡＳＤＣまたはＨｙｐｏより著しく少ない活性ハロゲンを寄与した。オキソン／ＡＳＤＣブレンド（実施例２、３）中のオキソンのより高い比が、さらに低い活性ハロゲン寄与を有し、依然として、オキソン自体（比較実施例Ａ）より高い湿潤強さを有する再パルプ化速度を示した。逆に、オキソン／Ｈｙｐｏのブレンド（比較実施例Ｅ）が、いかなる相乗効果も示さなかった。

ＣＹＡ自体（比較実施例Ｆ）が、添加剤がない対照（比較実施例Ｃ）よりほんのわずかに良好な速度をもたらしたが、ＣＹＡとオキソンとのブレンド（実施例６）が、また、オキソンのみ（比較実施例Ａ）と比較して、湿潤強さを有する再パルプ化速度の著しい増加を示し、オキソン／ＣＹＡにおいて、依然として活性ハロゲン寄与がなかった。

オキソンとＤＣＤＭＨおよびＢＣＤＭＨとのブレンド（実施例７、８）、ならびにオキソンとＡＳＤＣおよびＣＹＡとのブレンド（実施例９）が、また、オキソンのみ（比較実施例Ａ）と比較して、湿潤強さを有する再パルプ化速度を向上させた。たとえば、３．５２：０．９７の重量比のオキソン／ＤＣＤＭＨのブレンド（実施例７）が、ＤＣＤＭＨのみ（比較実施例Ｇ）と同じほど効果的であり、たった２７．５％の活性ハロゲンを有した。

下の表２は、６のフォイトインデックス（再パルプ化速度の基準）に達するまでの時間、および次亜塩素酸ナトリウム比較実施例Ｄを基準にした相対活性ハロゲン含有量を示す、表１の再配列を表す。

表１および２の結果は、オキソンと、ＡＳＤＣ、ＤＣＤＭＨ、ＢＣＤＭＨ、およびＣＹＡとのブレンドが、再パルプ化プロセスから活性ハロゲンを急激に低減するかなくす効果的な湿潤強さを有する再パルプ化助剤を提供することを示した。

Claims

湿潤強さを有する樹脂とセルロース繊維とを含む湿潤強さを有する損紙を用いるための再パルプ化方法であって、前記損紙の水性スラリーを、１）酸化剤としての一過硫酸カリウムと、２）活性ハロゲン剤、シアヌル酸、またはそれらの組合せの少なくとも１つとの混合物と接触させる工程を含むことを特徴とする方法。
前記活性ハロゲン剤が、ジクロロ−ｓ−トリアジントリオンの無水アルカリ金属塩、ハロゲン化ジメチルヒダントイン、またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記混合物が、一過硫酸カリウムとシアヌル酸とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記酸化剤および前記活性ハロゲン剤または前記シアヌル酸が、約９８：２から約５０：５０の、酸化剤と活性ハロゲン剤またはシアヌル酸との重量比で存在することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記混合物中、前記酸化剤が約５０重量％から約９８重量％で存在し、前記ハロゲン剤または前記シアヌル酸が約２重量％から約５０重量％で存在することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記水性スラリー中の前記混合物の濃度が、パルプの乾燥重量を基準にして、約０．５重量％から約５．０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
約７から約１１のｐＨで行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記混合物のｐＨが、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ土類金属炭酸塩、またはアルカリ土類金属重炭酸塩からなる群から選択される塩基の添加によって調整されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
約２５℃から約８０℃の温度で、少なくとも５のフォイトインデックスを達成するのに十分な時間の間行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記スラリーを前記混合物と接触させる前に、接触と同時に、または接触させた後に、少なくとも１つの付加的な化合物が加えられ、前記付加的な化合物が、インク粒子捕集剤および除去剤、消泡剤、殺生物剤、錯化剤、固定および調整剤、界面活性剤、ならびにｐＨ調整剤、またはそれらの混合物の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。