JP2627043B2 - 脱墨剤及び該脱墨剤を用いたフローテーションによる脱墨方法 - Google Patents
脱墨剤及び該脱墨剤を用いたフローテーションによる脱墨方法Info
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Description
紙、コンピュータープリントアウト紙、コピー用紙など
の印刷古紙から再生パルプを得る際に用いられる古紙再
生用脱墨剤とその使用方法に関するものである。さらに
詳しくは、印刷古紙をフローテーション法によって脱墨
処理を行うのに適したものであり、高白色度、低残イン
キなる高品質の再生パルプが得られるだけでなく、安定
した操業性を得ることの出来る脱墨剤とその使用方法に
関するものである。
ことは古くから行われている。特に近年省資源、省エネ
ルギー、環境保護の観点から印刷古紙の再生は重要性を
増しており、それに伴って、再生パルプには、高白色
度、低残存インキといった高品質が要求されている。通
常、印刷古紙の脱墨方法には洗浄法とフローテーション
法に大別される。これらの処理方法、脱墨機構及びこれ
らの処理方法に用いられる脱墨剤の性能の差異に関して
今までに多くの文献、知見が得られている。例えば、Pu
lp & Paper,Nov.p59(1986) 、Japanese Journal of Pap
er Technology,Aug. p37(1980) や米国特許4,48
3,741号公報などに記載されている。これらの文献
及びこれまでに実操業で得られた知見や経験をまとめる
と、一般に洗浄法はパルパーで離解したパルプスラリー
を希釈、脱水を繰り返したり、スクリーンや遠心クリー
ナーなどの洗浄装置を用いて、剥離・分散されたインキ
をパルプスラリーから分離する方法であり、インキの分
離は主にスクリュープレス、スクリーン、クリーナー、
フィルターなどの洗浄装置による機械的要因に大きく依
存する。また、洗浄法においては、水を大量に必要とす
るため、省資源、省エネルギーの観点からみると非常に
欠点の多いものである。また、洗浄法では機械的要因が
強いため、各工程において操業性が重視される。特に起
泡性の強い脱墨剤を用いた場合には、各装置や工程にお
いて泡によるトラブルが発生して操業性の低下と共に電
力の消費が著しくなるため、洗浄法で用いられる脱墨剤
としては低泡性もしくは抑泡性のものが要求される。ま
た、剥離されたインキは、インキの除去効率を向上させ
るため細かくかつ分散していなければならない。
インキを主にフローテーターにおいて発生される泡に付
着せしめインキとパルプを分離させる方法であり、洗浄
法とは反対にインキの除去は主に化学的要因に基づくも
のであり、インキの除去機構は洗浄法と全く異なったも
のである。通常フローテーション法を用いる脱墨工程で
も洗浄もしくは脱水工程と称される工程を有する場合が
あるが、インキの除去は主にフローテーション工程にお
いて行われる。また、フローテーション法は洗浄法と比
較して、使用する水の量が少なくてすむため省資源とい
う面からも有利である。さらに、フローテーション法に
おいてインキ除去効率をよくするために、フローテーシ
ョン処理時における剥離したインキ粒径は洗浄法と比較
して、大きく且つ凝集していなければならない。さら
に、フローテーション法は剥離したインキを泡によって
除去せねばならないため、フローテーション時には、適
度な起泡性が要求される。この起泡性は洗浄法において
要求される起泡力では不足であることは周知の事であ
る。一方、薬剤特に脱墨剤の起泡性が強すぎると特にフ
ローテーション処理で泡のかきだしが不可能になった
り、各工程で泡によるトラブルが多発して、操業中止や
歩留まりが低下して生産能力の低下を引き起こすなど安
定操業を行うことが不可能になり、場合によっては高白
色度の高品質再生パルプを得ることが出来ない。このよ
うに、洗浄法とフローテーション法とはその脱墨機構が
全く異なっており、従ってそこに用いられる薬剤に要求
される性質も全く異なるものである。フローテーション
法は特に再生されたパルプが洗浄法に比べて高白色度で
あること、省資源、省エネルギーという観点から洗浄法
より優れていることから日本やヨーロッパにおいては主
流であり、また、近年アメリカにおいても脱墨方法は洗
浄法からフローテーション法へ移行している。
て、多くの特許が出願されている。例えば、特開昭55
−51892号公報には、アルコール及びアルキルフェ
ノールのプロピレンオキシド付加体の末端水酸基に、エ
チレンオキシドとプロピレンオキシドの混合物をある範
囲で付加させたものを用いた脱墨処理方法の記載があ
る。しかし、ここで用いる脱墨剤は末端のポリオキシア
ルキレン基中のエチレンオキシドの含有量が50〜95
(重量%)と高いため、親水基としての作用が強く働く
ので、インキ分散性が強く、インキを効率よく捕集する
ことが出来ない。また、近年多く採用されている気/液
比の高いフローテーターでは、このように末端に親水基
を有する脱墨剤は起泡力が強すぎるため、泡トラブル
等、操業性に悪影響を与えることが考えられる。また、
特公昭51−13762号公報には、アルコールのアル
キレンオキシド付加体の欠点であるフローテーション時
のインキ捕集性を向上させる高級脂肪酸と併用した脱墨
剤の記載があるが、フローテーション時のインキ捕集性
は向上するものの、オフセット印刷古紙を多く含有する
原料では、インキ剥離力が脂肪酸との併用により著しく
劣るため、高品質のパルプを得ることは出来ない。
法において高白色度で低残インキである高品質の再生パ
ルプを得ることができ、かつ安定な操業性を達成出来る
脱墨剤を提供することを目的とする。本発明は、又、該
脱墨剤を用いたフローテーション処理による脱墨方法を
提供することを目的とする。
有する疎水基にプロピレンオキシドとエチレンオキシド
をこの順序でブロック付加させ、さらに疎水性アルキレ
ンオキシド又はそのアシル化合物を付加させることによ
り、脱墨剤として上記課題を有効に達成することができ
るとの知見に基づいてなされたものである。すなわち、
本発明は、一般式Iで表される化合物
ケニル基、R2 は水素又は炭素数2〜24のアシル基、
PO、EO及びXOは、それぞれプロピレンオキシド単
位、エチレンオキシド単位及び炭素数が3以上のアルキ
レンオキシド単位であり、m=1〜8、n=10〜4
0、kは重合XOの炭素数の合計が3〜120となる数
である。又、式中、PO、EOの付加形態はブロックで
ある。)を含有することを特徴とする脱墨剤を提供す
る。
素数12〜22の高級アルコールにまずプロピレンオキ
シドを付加させ、その末端水酸基にエチレンオキシドを
付加させ、さらに炭素数が3以上のアルキレンオキシド
であるXOを付加させて製造することができる。次いで
所望により末端の水酸基に炭素数2〜24のカルボン酸
を反応させてエステル化させてもよい。ここで、XO単
一又は重合により形成されるポリオキシアルキレン基
は、疎水性であり(XO)kの炭素数の合計が3〜12
0である。ここで、XOとして2種以上のアルキレンオ
キシドをブロック又はランダム付加してもよい。炭素数
が3以上のアルキレンオキシドであるXOとしては、プ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ブタジエンモノ
オキシド、ヘキシレンオキシド、スチレンオキシド、α
−オレフィンオキシドなどをあげることができる。この
うち、炭素数が3〜30のアルキレンオキシドが好まし
く、特にプロピレンオキシドが好ましい。
おいて、又、(EO)n部分の分子量と(XO)k−R
2部分の分子量の比率が0.2〜2.0とするのが好ま
しく、より好ましくは0.3〜1.8である。上記構造
を有する一般式Iで表されるエーテル化合物は、公知の
高級アルコール系脱墨剤と比較して、インキとの親和性
が高いため、インキ剥離力が強く、特に剥離の難しいオ
フセットインキに対して、インキ剥離効果が高い。ま
た、特定の範囲にある(EO)n部分と(XO)k−R
2部分を特定の比率で混合することから、疎水性が強く
フローテーション処理時において、剥離したインキとの
親和性が高いため、従来難しかった4μm以下の微細イ
ンキの捕集力に優れている。従って、フローテーション
において剥離したインキを泡によって効率よくパルプか
ら分離、除去することが出来、その結果、高白色度のく
すみの少ない高b値の再生パルプを得ることが出来る。
この分子量比率が2.0を越えると親水性が増大するた
めフローテーション時のインキ親和性とインキ捕集性が
弱まる。一方、分子量比率が0.2未満である場合に
は、フローテーション処理において泡立ちが低く、泡が
充分かきとれない上に、フローテーション処理において
インキ捕集性が低下する。また、分子量比率が0.3〜
1.8である場合には、更にインキの捕集性が向上す
る。式I中、m=1〜8、n=10〜40、kは重合X
Oの炭素数の合計が3〜120となる数であるが、それ
ぞれ1〜6、12〜35及び15〜120が好ましい。
尚、XOがプロピレンオキシドであり、かつR2が水素
である場合には、mとkの合計が8〜35となるように
するのが好ましく、特に15〜35が好ましい。
る場合、反応系中の水分を0.3%以下とし、触媒とし
て用いる水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの塩基
性触媒または、酸化マグネシウム−アルミニウム系個体
触媒等の添加量を、各アルキレンオキシド付加工程にお
ける中間生成物、最終製品に対して常に0.35%以下
を保つように添加して、得られた製品中に含まれる副生
成物ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル及びエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマ
ーなどのポリアルキレンオキシドを0.3〜3重量%に
するのが好ましい。しかしながら、上記エーテル化合物
を製造後、上記範囲となるようにポリアルキレングリコ
ールを添加することもできる。このようにして、上記エ
ーテル化合物の少なくても1種99.7〜97重量%及
び該副生物約0.3〜3重量%からなるものをフローテ
ーション処理用脱墨剤として使用するのが好ましい。R
1のアルコール残基を形成する高級アルコールは、炭素
数12〜22、好ましくは炭素数16〜22、より好ま
しくは18〜22の直鎖の高級アルコールである。この
ような高級アルコールとしては、例えばラウリルアルコ
ール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、
ステアリルアルコール、ノナデカアルコール、エライジ
ルアルコール、ベヘニルアルコール、オレイルアルコー
ルや動植物油脂脂肪酸由来のアルコール、例えば牛脂ア
ルコール、魚油アルコール、豚脂アルコール及びこれら
の硬化物が挙げられる。R2は、水素又は炭素数2〜2
4、好ましくは2〜12のアシル基であり、特に好まし
くは水素である。
記範囲より短い場合、アルキル基の鎖長が短いため疎水
性が不足し、エチレンオキシドとアルキレンオキシド又
はそのアシル化合物の分子量比率が上記範囲にあっても
発泡性が不十分であり、また、フローテーション処理に
おいて剥離したインキの捕集性が不足し、インキを泡に
付着することができず、高白色度なる高品質再生パルプ
を得ることが出来ない。一方、アルキル基が前記範囲よ
り長い場合には、脱墨剤が離解時に溶解したり、分散し
ないために高白色度、低残インキなる高品質なパルプを
得ることが出来ない。エチレンオキシドとアルキレンオ
キシド又はそのアシル化合物の分子量比率が前記範囲を
逸脱すると、たとえ一般式Iで表される化合物のアルキ
ル基の炭素数が前記の範囲であっても高品質なる再生パ
ルプを得ることも、安定操業を行うことも出来ない。本
発明品は脱墨工程中、離解工程または熟成工程を有する
場合、離解と熟成のいずれか、もしくは両工程に分割添
加して、通常用いられる脱墨処理方法にて用いることが
出来る。
く分けて2つある。1つは洗浄法もうもう1つはフロー
テーション法である。通常、脱墨処理工程は離解、熟
成、洗浄またはフローテーションに大別されるが、離
解、熟成はインキを細かく剥離、分散させる工程であ
る。一方、洗浄工程は前の様に、インキが分散した状態
で行われるが、フローテーション工程では離解、熟成で
分散したインキを凝集させる必要があり、相反したイン
キ状態が必要となる。従って、フローテーション法に要
求される脱墨剤では、インキの剥離、分散と分散したイ
ンキの凝集といった相反した性能が要求され、反対に、
洗浄法では、離解、熟成、洗浄の3工程に要求される脱
墨剤の性質は同じである。しかしながら、本発明では一
般式Iで表される脱墨剤を用いることにより従来の問題
点が解決されたのである。離解工程、熟成工程に添加す
る本発明品の添加量は古紙に対して0.1〜2%であ
る。この範囲より低い添加量であると高白色度、低残イ
ンキなる高品質の再生パルプを得ることが出来ないし、
フローテーション時にインキを除去するのに必要な起泡
性が得られない。また、本範囲より添加量が多いとフロ
ーテーション時の泡が多くなり過ぎて安定操業を得るこ
とが出来ない。
合、離解工程に本発明品のほかにアルカリ剤として水酸
化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、炭酸ナトリウムや場
合に応じて過酸化水素の様な漂白剤を併用しパルプ濃度
4〜25%、温度20〜70℃、pH=7.5〜11.
5、好ましくは8.0〜11.5で用いることが好まし
い。パルプ濃度が3%以下または20℃以下であると、
離解時にパルプ繊維間の摩擦力が少ないため未離解のパ
ルプが多くなり、製紙原料として用いることが出来なく
なったり、残インキが多くなる。反対に、パルプ濃度が
25%以上、温度70℃以上であると、パルプ繊維間の
摩擦力が強すぎたり、熱により出来た再生パルプの紙力
が弱くなり高品質な再生パルプが得られなくなる。ま
た、離解時のpHが7.5以下であると離解時のパルプ
繊維の膨潤度が低いため未離解繊維が多くなり製紙原料
として用いることが出来なくなったり、残インキが多く
なったりして高品質再生パルプを得ることが出来ない。
また、pHが11.5以上の場合には、アルカリ焼けに
よりパルプが黄変し白色度の低下が起こったり、紙力の
低下を引き起こす。また、熟成工程は離解工程と同じ薬
品条件で行うことが出来る。この際パルプ濃度10〜3
0%、温度30〜80℃、1時間以上で熟成を行うこと
が好ましい。パルプ濃度10%以下、温度30℃以下で
は充分な熟成効果を得ることが出来ず、高品質再生パル
プを得ることが出来ない。また、80℃以上では熱によ
り紙力が低下する欠点が有る。また、パルプ濃度が30
%以上では充分な湿潤状態が得られず熟成効果を得るこ
とが出来ない。
%、温度20〜45℃でフローテーションを行うことに
よりパルプスラリーから効率的に除去することが出来
る。さらに、本発明品は工程中に、希釈脱水、スクリー
ン、ディスパーザー、ニーダー処理工程など通常脱墨処
理工程に用いられている工程を有しても、再生パルプの
品質や操業性には、なんら影響を与えないし、上記離
解、熟成工程以外に、インキを剥離する工程例えば、ニ
ーダー、リファイナー、ディスパーザー等に本脱墨剤を
添加してもよい。本脱墨剤を、洗浄法による脱墨処理工
程に添加した場合には、通常の方法または公知の特許公
報に記載されている高級アルコールのエチレンオキシド
とプロピレンオキシドとの付加物を使用した場合と比較
して、泡トラブルの無い安定した操業性が得られるとと
もに、高白色度、残インキの少ない高品質な再生パルプ
を得ることが出来る。また、本脱墨剤はポリオキシアル
キレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスル
ホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、脂肪酸または
その塩、アルキルフェノールアルキレンオキシド付加
体、脂肪酸アルキレンオキシド付加体、油脂アルキレン
オキシド付加体、脂肪酸とトリエタノールアミンとのエ
ステル化物のアルキレンオキシド付加体、トリエタノー
ルアミンと脂肪酸とのエステル化物のアルキレンオキシ
ド付加体の四級化物、ロジン酸のアルキレンオキシド付
加体、アルキルフェノールのホルマリン縮合物のアルキ
レンオキシド付加体、モノステアリルグリセライドアル
キレンオキシド付加体、トリグリセライドアルキレンオ
キシド付加体、ペンタエリスリトールジ脂肪酸エステル
のアルキレンオキシド付加体と併用することも出来る。
ピュータープリントアウト紙、コピー用紙等の印刷古紙
のパルプ繊維に付着しているインキの剥離性、インキの
捕集性に優れ、特に、フローテーション法に用いること
により、脱墨特性が良好で、高白色度、残インキ量の少
ない高品質の再生パルプを得ることが出来るばかりでな
く脱墨工程での泡トラブルの無い安定した操業が得られ
る。次に実施例により本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれら実施例になんら限定されるものでな
い。
ートクレーブに仕込み反応系内を充分窒素置換した後、
減圧下で脱水を行い、系内の水分を0.13%とし、プロ
ピレンオキシド(4モル)を125℃、3.0Kg/cm2
以下で付加し、熟成してPO付加体を得た。引き続い
て、エチレンオキシド20モルを160℃、3.0Kg/
cm2 以下で付加し、熟成してPO−EO付加体を得た。
更に、プロピレンオキシド(25モル)を125℃、
3.0Kg/cm2 以下で付加し、熟成してPO−EO−
PO付加体を得た(脱墨剤No.1)。脱墨剤No.2〜12
は第1表記載の条件以外は製造例と同様に調製した。
量比)を3×3cmに切断後、パルプ離解機(熊谷理機
工業製)に入れ、温水を用いて50℃、パルプ濃度15
%に調製した後、苛性ソーダとケイ酸ソーダによってp
H10.6に調整した。つづいて第1表及び第2表記載の
脱墨剤を0.2%添加した後、10分間離解処理を行っ
た。得られたパルプスラリーを80メッシュ濾布を用い
て遠心脱水を行いパルプ濃度20%に調製した後、苛性
ソーダとケイ酸ソーダを用いて、pH11に調整した。
引き続いて過酸化水素1.5%、脱墨剤0.15%加え、恒
温槽中で50℃、2時間熟成を行った。熟成終了後、再
び水によりパルプ濃度を1%に調製した後、デンバー型
フローテーター(極東振興社製)にて、35℃、7分間
フローテーション処理を行った。次いで、パルプスラリ
ーを80メッシュ濾布を用いてパルプ濃度10%に濃縮
した後、水で1%に希釈してTAPPIシートマシンに
てパルプシートを作成した。得られたパルプシートの白
色度とb値を、JIS P−8123の方法に準じて測
色色差計(日本電色工業製)で測定して求め、残インキ
量は画像解析装置(ニレコ社製、ルーゼックス)を用い
て4μm以下のインキ個数を求めた。結果を第3表に示
す。なおb値とは、ハンター色差式のLab表色系での
b値をいい、微細インキ量が少ないと高b値を示し、微
細インキの指標となる値である。
量比)を3×3cmに切断後、パルプ離解機(熊谷理機
工業製)に入れ、温水を用いて50℃、パルプ濃度5%
に調製した後、苛性ソーダとケイ酸ソーダによってpH
10.4に調整した。つづいて第1表及び第2表記載の脱
墨剤を0.2%添加した後、15分間離解処理を行った。
得られたパルプスラリーを80メッシュ濾布を用いて遠
心脱水を行いパルプ濃度15%に調製した後、苛性ソー
ダとケイ酸ソーダを用いて、pH11.2に調整した。引
き続いて過酸化水素1.5%、脱墨剤0.15%加え、恒温
槽中で50℃、2時間熟成を行った。熟成終了後、再び
水によりパルプ濃度を1%に調製した後、デンバー型フ
ローテーター(極東振興社製)にて、35℃、7分間フ
ローテーション処理を行った。次いで、パルプスラリー
を80メッシュ濾布を用いてパルプ濃度10%に濃縮し
た後、水で1%に希釈してTAPPIシートマシンにて
パルプシートを作成した。得られたパルプシートの白色
度とb値を、JIS P−8123の方法に準じて測色
色差計(日本電色工業製)で測定して求め、残インキ量
は画像解析装置(ニレコ社製、ルーゼックス)を用いて
4μm以下のインキ個数を求めた。結果を第4表に示
す。なおb値とは、ハンター色差式のLab表色系での
b値をいい、微細インキ量が少ないと高b値を示し、微
細インキの指標となる値である。
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式Iで表される化合物 【化1】 R1O−(PO)m−(EO)n−(XO)k−R2 (I) (式中、R1は炭素数12〜22のアルキル基又はアル
ケニル基、R2は水素又は炭素数2〜24のアシル基、
PO、EO及びXOは、それぞれプロピレンオキシド単
位、エチレンオキシド単位及び炭素数が3以上のアルキ
レンオキシド単位であり、m=1〜8、n=10〜4
0、kは重合XOの炭素数の合計が3〜120となる数
である。又、式中、PO、EOの付加形態はブロックで
ある。)99.7〜97重量%及びポリアルキレングリ
コール0.3〜3重量%からなることを特徴とする脱墨
剤。 - 【請求項2】 請求項1記載の脱墨剤を用いることを特
徴とするフローテーションによる脱墨方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3843093A JP2627043B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 脱墨剤及び該脱墨剤を用いたフローテーションによる脱墨方法 |
PCT/JP1994/000200 WO1994019532A1 (en) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | Deinking agent and method of deinking by flotation using said agent |
EP19940906368 EP0686724B1 (en) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | Method of deinking through flotation using said agent |
CA 2129223 CA2129223C (en) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | Deinking agent and method of deinking through flotation using the deinking agent |
DE1994630623 DE69430623T2 (de) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | De-inkverfahren durch flotation dieses mittels |
US08/256,773 US5840157A (en) | 1993-02-26 | 1994-02-10 | Deinking agent and method of deinking through flotation using the deinking agent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3843093A JP2627043B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 脱墨剤及び該脱墨剤を用いたフローテーションによる脱墨方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06257083A JPH06257083A (ja) | 1994-09-13 |
JP2627043B2 true JP2627043B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=12525096
Family Applications (1)
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