JP2810479B2

JP2810479B2 - 古紙再生用脱墨剤

Info

Publication number: JP2810479B2
Application number: JP8326690A
Authority: JP
Inventors: 英明漆畑; 公司浜口; 昭雄木村; 重俊鈴江
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH03287888A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は新聞、雑誌等の古紙再生時に用いられる脱墨
剤に関する。更に詳しくは新聞、雑誌等をフロテーショ
ン法及びフロテーション／洗浄コンビネーションシステ
ムで脱墨処理を行うに際し高白色度のそして残インキ数
の少ない脱墨パルプを得る事の出来る脱墨剤に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕

新聞、雑誌等の再生利用は古くから行われて来ている
が、特に最近はパルプ資源の不足やその価格の高騰、更
にはゴミ対策、森林資源保護といった観点からもその有
効利用は益々重要性を帯びてきている。その強まるニー
ズに応えるように脱墨パルプの高度利用技術開発に拍車
がかかっている。

一方、最近の古紙は印刷技術、印刷方式の変化、印刷
インキ成分の変化により、脱墨という点から見れば一層
険しい状況になってきている。

そこで、より以上に脱墨を促進させるため、装置へも
改良が加えられて来ている。例えば、タワーの設置によ
る高濃度熟成処理、物理力によってより一層インキ剥離
を促進させるためのディスパイザー、ニーダーの導入、
更には高濃度離解パルパーの設置等が挙げられる。ま
た、フローテーターにおいても、高気泡型フローテータ
ーの導入が盛んになりつつある。

古紙からインキその他の不純物を分離除去する為従来
から用いられて来た薬剤としては、苛性ソーダ、硅酸ソ
ーダ、炭酸ソーダ、リン酸ソーダ等のアルカリ剤、過酸
化水素、次亜硫酸塩、次亜塩素酸塩等の漂白剤、EDTA、
DTPA等の金属イオン封鎖剤と共に、脱墨剤として、アル
キルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステ
ル塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホ
サクシネート等の陰イオン活性剤、高級アルコール、ア
ルキルフェノール及び脂肪酸のエチレンオキシド付加
物、アルカノールアマイド類等の非イオン活性剤が単独
又は２種以上配合されて使用されて来た。しかしこれら
の脱墨剤ではフロテーション処理における起泡性は大き
いもののインキ捕集能が小さく、また、洗浄法において
もその洗浄力が弱いゆえ、低品質の脱墨パルプしか得ら
れなかった。更には、高白色度のパルプが得られたとし
ても、くすみがあるため、脱墨パルプの用途制限（板紙
の表下への使用量減少、新聞紙への配合量減少等）や、
くすみを無くすため漂白剤使用量を増加せざるを得ない
といった状況であった。

〔課題を解決するための手段〕本発明者らは、フロテーション処理工程において優れ
たインキ捕集能を示し、高白色度、低残インキ数且つ未
剥離インキ数の少ない脱墨パルプを得ることのできる古
紙再生用脱墨剤を開発すべく鋭意研究を行なった結果、
本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、下記（Ａ）又は（Ｂ）で表される
OH基を含有する化合物と、該化合物中のOH基１個に対し
て1.2〜４個のカルボキシル基を与える量の３価以上の
カルボン酸又はその無水物との反応生成物を有効成分と
する古紙再生用脱墨剤を提供するものである。

（Ａ）；炭素数８〜22の高級脂肪酸にエチレンオキシドとプロ
ピレンオキシドとをエチレンオキシド／プロピレンオキ
シド＝１〜４（モル比）の割合となるように両者合計で
平均10〜50モル付加させた化合物（Ｂ）；エチレンオキシドとプロピレンオキシドとをエチレン
オキシド／プロピレンオキシド＝１〜４（モル比）の割
合となるように両者合計でOH基１個当たり平均10〜50モ
ル付加させた多価アルコールと、炭素数８〜22の高級脂
肪酸との不完全エステル脱墨剤に必要な機能としては、セルロース／インキ間の界面張力低下能セルロースから剥離したインキの再付着防止性気泡へのインキの吸着性が高いこと適正な起泡性の４つを挙げることができる。脱墨剤はこれら４つの機
能をバランスよく備えていなければならない。

本発明において（Ａ）又は（Ｂ）の化合物を得るため
に用いられる高級脂肪酸の炭素数が８より小さい場合、
セルロースから離脱したインキの分散性を促進しインキ
が微細化するため、その結果として白色度は低くなる。
また、炭素数が22を超えるとセルロース／インキ間の界
面張力低下能が弱くなるため、その結果として未剥離イ
ンキが多い見栄えの悪いパルプとなる。

かかる高級脂肪酸に付加させるエチレンオキシド及び
プロピレンオキシドはブロック又はランダム付加のいず
れでもよいが、好ましくはランダム付加である。エチレ
ンオキシドとプロピレンオキシドのモル比はエチレンオ
キシド／プロピレンオキシド＝１〜４の範囲が良く、好
ましくは１〜３の範囲である。このモル比が１より小さ
い場合、セルロースから離脱したインキの分散が大き
く、更にフロテーター液面上での泡沫層形成能力が弱い
ため、インキを保持した泡沫層が少なくなる。その結
果、白色度が低くなる。逆にモル比が４より大きい場
合、フロテーター中での気泡吸着性が小さく、その結
果、泡沫層色相もインキ捕集性が低いことを示し白っぽ
くなる。更にフロテーター液面上での泡沫層形成能力が
強いためフロスの泡量が多い。また、フロスピットでの
破泡性が悪いといった操業性にとって極めて問題のある
現象が多発する。

エチレンオキシドとプロピレンオキシドの付加モル数
は１活性水素原子に対して合計して平均10〜50モルがよ
い。好ましくは20〜35モルである。付加モル数が10より
小さい場合、セルロースからのインキ剥離性及びセルロ
ースから離脱したインキの捕集性が小さいため、白色度
が低くなる。また、付加モル数が50より大きい場合、フ
ロテーター液面上での泡沫層形成能力が弱くなるためイ
ンキを捕集した泡沫層が系外に除去されず、その結果と
して白色度が低くなるといった欠点を有する。

本発明において（Ｂ）の不完全エステル化合物を得る
ために用いられる多価アルコールとしては、エチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジグリ
セリン、トリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトール及びソルビトール等が挙げられる。

（Ｂ）の不完全エステル化合物は上記の多価アルコー
ルにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキ
レンオキシドを付加した後、高級脂肪酸でエステル化す
る方法によって得られるが、この方法に限らず、例えば
油脂と多価アルコールとを混合している中へアルキレン
オキシドを付加する方法、或いは多価アルコールと高級
脂肪酸とを予めエステル化した後、アルキレンオキシド
を付加する方法によって得ることもできる。かかる不完
全エステル化合物（Ｂ）のエステル化度は30〜90％がよ
く、特に好ましくは50〜75％である。エステル化度が30
％未満の場合、セルロースからのインキ剥離力が小さく
なるため未剥離インキが多くなる。また、エステル化度
が90％を超えるとフロテーターでのインキ捕集力が小さ
くなり、その結果として白色度が低くなるという欠点を
有している。

上記の（Ａ）又は（Ｂ）の化合物と、該化合物中のOH
基１個に対して1.2〜４個のカルボキシル基を与える量
の３価以上の多価カルボン酸を反応させて得られる反応
生成物が本発明の古紙再生用脱墨剤の有効成分となる。

化合物（Ａ）又は不完全エステル（Ｂ）と３価以上の
カルボン酸の反応において、両者の仕込み割合は、（Ｉ）３価カルボン酸又はその無水物の場合（Ａ），
（Ｂ）各化合物の残存OH基１個に対してカルボン酸又は
その無水物を0.5〜１モル。

（II）４価カルボン酸又はその無水物の場合（Ａ），
（Ｂ）各化合物の残存OH基１個に対してカルボン酸又は
その無水物を0.3〜１モル。

（III）６価カルボン酸又はその無水物の場合（Ａ），
（Ｂ）各化合物の残存OH基１個に対してカルボン酸又は
その無水物を0.2〜0.6モル。

上記（Ｉ）〜（III）が好ましい。この仕込み割合に
おいて極端に（Ａ）又は（Ｂ）が多い場合、フロテータ
ーでインキ捕集性が小さくなるため白色度が低くなる。
逆の場合、即ち極端に３価以上のカルボン酸が多い場合
はセルロースからのインキ剥離性が小さくなるため未剥
離インキが多くなり、見栄えの悪い脱墨パルプしか得ら
れない。

３価以上のカルボン酸としてはクエン酸、トリメリッ
ト酸、マレイン化オレイン酸、ブタンテトラカルボン
酸、ピロメリット酸、テトラデカンヘキサカルボン酸等
が挙げられ、また、無水物としては無水トリメリット酸
及び無水ピロメリット酸等が挙げられる。

本発明の古紙再生用脱墨剤の製造法は特に限定される
ものではなく、前記の（Ａ）又は（Ｂ）の如きOH基を有
する化合物と３価以上のカルボン酸もしくはその無水物
とを混合加熱して反応させ、製造することができる。例
えば、特公昭46−41887号公報、特公昭60−33098号公
報、米国特許第2316234号明細書（1943年）、米国特許
第2028091号明細書（1936年）、日本化学会誌第２号（1
976年）261〜265頁、堀口博著「合成界面活性剤」＜増
補版＞昭和45年発行、発行所三共出版（株）、203〜204
頁、油化学第26巻、第５号（1977年）283〜286頁等に記
載されている合成方法が該当する。

本発明の古紙再生用脱墨剤は古紙離解工程、ニーダー
処理工程、熟成タワー工程及びフロテーション処理の何
れかもしくは各工程へ分割添加してもよいが、古紙離解
工程へ添加した場合が最も効果が高い。また、その添加
量は原料古紙に対して0.05〜1.0重量％が好ましい。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

製造例１１の４ツ口フラスコにポリオキシエチレン・ポリオ
キシプロピレン（以下POE・POPと記す。）グリコールモ
ノステアレート（EO＝20モル、PO＝10モル、ブロッ
ク重合、EO;エチレンオキシド、PO;プロピレンオキシ
ド、；付加モル数を意味する。以下同様。）を554.3
g、無水トリメリット酸を42.7g及び触媒として酢酸ナト
リウムを3.0g仕込み、反応温度150℃、撹拌速度500rpm
で窒素雰囲気下で反応させた。

製造例２牛脂とグリセリンを1:0.5モルの割合で混合したもの
にEO 60モル、PO 27モルをランダム重合させたものを56
8.9g、無水ロメリット酸31.1gをそれぞれ１４ツ口フ
ラスコに仕込み、反応温度150℃、撹拌速度500rpmで窒
素雰囲気下で反応させた製造例３１の４ツ口フラスコにジステアリン酸POE・POPトリ
メチロールプロパンエステル（EO＝75モル、PO＝60
モル、ランダム重合）を575.8g、テトラデカンヘキサカ
ルボン酸を21.2g及び水酸化ナトリウムを3.0g仕込み、
反応温度150℃、撹拌速度500rpmで窒素雰囲気下で反応
させた。

実施例１市中回収新聞古紙を２×5cmに細断後、その一定量を
卓上離解機に入れ、その中に水及び苛性ソーダ（対原
料）1.0％（重量基準、以下同じ）、硅酸ソーダ（対原
料）3.0％、30％過酸化水素水（対原料）3.0％、表−１
に示す各種の脱墨剤（対原料）0.4％を加え、パルプ濃
度５％、55℃、20分離解した後、50℃にて60分間熟成し
た。その後水を加えてパルプ濃度を1.0％に希釈し、CaC
l₂（対原料）1.0％を添加し、30℃にて10分間フロテー
ション処理を施した。フロテーション後のパルプスラリ
ーを６％濃度まで濃縮後、水を加えて１％濃度に希釈
し、TAPPIシートマシンにてパルプシートを作製した。
得られたパルプシートを測色色差計（拡散反射型）にて
白色度を測定し、画像解析装置（×100倍）にて全残イ
ンキ数、未剥離インキ数を測定した。また、フロテータ
ー液面上の泡沫層の高さ（３分時点）も測定した。

結果を表−２に示す。

実施例２市中回収新聞古紙を２×5cmに細断後、その一定量を
卓上離解機に入れ、その中に水及び苛性ソーダ（対原
料）1.0％、硅酸ソーダ３号（対原料）0.5％、表−３に
示す各種の脱墨剤（対原料）0.4％を加え、パルプ濃度
５％、45℃、20分解離後、パルプ濃度を18％になる様に
脱水し、その中に苛性ソーダ（対原料）1.5％、硅酸ソ
ーダ３号（対原料）2.5％、30％過酸化水素水（対原
料）3.0％を加えて混合した後、55℃、90分間、パルプ
濃度15％で熟成処理を行なった。その後パルプ濃度４％
になる様に水を加え卓上離解機で５分間離解処理を施
し、更に水を加えてパルプ濃度を1.0％に希釈し、CaCl₂
（対原料）1.0％を添加し、30℃にて10分間フロテーシ
ョン処理を行った。フロテーション後のパルプスラリー
を６％濃度まで濃縮後、水を加えて１％濃度に希釈し、
TAPPIシートマシンにてパルプシートを作製した。得ら
れたパルプシートを測色色差計（拡散反射型）にて白色
度を測定し、画像解析装置（×100倍）にて全残インキ
数、未剥離インキ数を測定した。また、フロテーター液
面上の泡沫層の高さ（３分時点）も測定した。

その結果を表−４に示す。

実施例３市中回収雑誌を２×5cmに細断後、その一定量を低濃
度パルパーに入れ、その中に水及び苛性ソーダ（対原
料）0.5％、硅酸ソーダ３号（対原料）1.5％、30％過酸
化水素（対原料）1.0％、表−５に示す脱墨剤（対原
料）0.05％を加え、パルプ濃度15％、45℃で20分離解処
理を行った。その後この中へ水を加えてパルプ濃度4.0
％に希釈し、次いで更に水を加えてパルプ濃度を1.0％
とした。これを30℃にて10分間フロテーション処理を施
した。フロテーション後のパルプスラリーを６％濃度ま
で濃縮後水を加えて１％濃度に希釈しタッピーシートマ
シンにてパルプシートを作製した。

得られたパルプシートを測色色差計（拡散反射型）に
て白色度を測定し、画像解析装置（×100倍）にて全残
インキ数、未剥離インキ数を測定した。また、フロテー
ター液面上の泡沫層の高さ（３分経過時点）も測定し
た。

その結果を表−６に示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ａ）又は（Ｂ）で表されるOH基を含
有する化合物と、該化合物中のOH基１個に対して1.2〜
４個のカルボキシル基を与える量の３価以上のカルボン
酸又はその無水物との反応生成物を有効成分とする古紙
再生用脱墨剤。（Ａ）；炭素数８〜22の高級脂肪酸にエチレンオキシドとプロピ
レンオキシドとをエチレンオキシド／プロピレンオキシ
ド＝１〜４（モル比）の割合となるように両者合計で平
均10〜50モル付加させた化合物（Ｂ）；エチレンオキシドとプロピレンオキシドとをエチレンオ
キシド／プロピレンオキシド＝１〜４（モル比）の割合
となるように両者合計でOH基１個当たり平均10〜50モル
付加させた多価アルコールと、炭素数８〜22の高級脂肪
酸との不完全エステル
【請求項２】３価以上のカルボン酸又はその無水物がク
エン酸、トリメリット酸、ブタンテトラカルボン酸、ピ
ロメリット酸、テトラデカンヘキサカルボン酸、無水ト
リメリット酸及び無水ピロメリット酸からなる群から選
ばれたものである請求項１記載の古紙再生用脱墨剤。
【請求項３】化合物（Ａ）又は不完全エステル（Ｂ）の
残存OH基１個当たり、0.5〜１モルの３価カルボン酸を
使用する請求項１記載の古紙再生用脱墨剤。
【請求項４】化合物（Ａ）又は不完全エステル（Ｂ）の
残存OH基１個当たり、0.3〜１モルの４価カルボン酸を
使用する請求項１記載の古紙再生用脱墨剤。
【請求項５】化合物（Ａ）又は不完全エステル（Ｂ）の
残存OH基１個当たり、0.2〜0.6モルの６価カルボン酸を
使用する請求項１記載の古紙再生用脱墨剤。
【請求項６】多価アルコールがエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリ
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール及びソルビトールからなる群から選ばれたもので
ある請求項１記載の古紙再生用脱墨剤。