JP2931434B2

JP2931434B2 - 脱墨剤

Info

Publication number: JP2931434B2
Application number: JP9902691A
Authority: JP
Inventors: 英明漆畑; 芳孝宮内
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH04327282A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新聞、雑誌、ＯＡ古紙等
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、ＯＡ古紙等をフロテーション法、洗浄法
及びそれらの折衷法で脱墨処理を行うに際し高ｂ値のそ
して未剥離インキの少ない脱墨パルプを得る事の出来る
脱墨剤に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】新聞、
雑誌、ＯＡ古紙等の再生利用は古くから行われている
が、特に最近は森林資源保護、ごみ処理等の地球環境問
題とも連動し、古紙の有効利用は重要性を増してきてい
る。更に脱墨パルプの用途も新聞古紙から中質紙用への
例にも見られるように、ワンランク上のパルプへの高度
利用がなされて来ている。一方、最近の古紙は印刷技
術、印刷方式、印刷インキ成分等の変化により、脱墨と
いう観点からは、一層険しい状況になりつつある。この
ため、より以上に脱墨を促進するため、装置へも改良が
加えられて来ている。古紙からインキその他の不純物を
分離除去するため、従来から用いられてきた薬剤として
は、苛性ソーダ、珪酸ソーダ、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サイド付加物、アルカノールアマ
イド類等の非イオン活性剤が単独または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、洗浄法ではその洗浄力が弱いう
え、高起泡性のため排水処理での泡トラブルを引き起こ
し、結果として低グレードの脱墨パルプしか得られなか
った。更には、高白色度であっ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、くすみを無くするため、漂
白剤使用量を増加せざるを得ない状況であった。くすみ
がなく、明るい色調の脱墨パルプを得るためにはハンタ
ー色差式のＬａｂ表示系のｂ値を高めればよい。ｂ値が
高い脱墨パルプは４μm 以下の微細インキの除去率が高
い事を示す。ｂ値が高いとパルプの色調が明るくなるの
で、過酸化水素等の漂白剤使用量低減、脱墨パルプの高
配合、ワングレード上の用途への利用が可能となる。

【０００３】ｂ値を高めるための方法としては２つあ
り、前述した様な４μm 以下の微細インキを効率よく除
去してやるか、アルカリ類を多量使用する方法がある。
ところが、後者はスティッキー（粘着物）の増加、排水
負荷の増大かつパルプの脆化が生じるという欠点を有し
ている。前者の４μm 以下の微細インキを捕集除去する
技術に関しては、いくつか例示されているが効果のある
ものはなかった。

【０００４】インキ捕集能の大きい脱墨剤として、高級
脂肪酸が古くから知られている。例えば、日本特許登録
第８０９８８号、日本特許登録第８２０８９号、及び日
本特許登録第８３９０１号には、単独で用いる事によっ
てインキ捕集能の優れた脱墨剤としての利用が開示され
ている。また、特開昭５１−１３７６２号公報、特開昭
５３−１３０３０９号公報、及び特開昭５４−６８４０
３号公報には他の界面活性剤との併用によって更に優れ
た効果を示す事が開示されている。

【０００５】その後、技術の発達によりエチレンオキサ
イドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド
を付加させた化合物よりなり、脱墨パルプの白色度を著
しく改善させる等の高性能の脱墨剤の発明がなされた
（特開昭５８−１０９６９６号公報、特開昭５９−１３
０４００号公報、特開昭６３−３０３１９０号公報）。

【０００６】しかし、これらの技術に開示されている脱
墨剤を用いても、高ｂ値の脱墨パルプを得る事はできな
かった。また、従来公知の高級脂肪酸またはその塩を用
いた場合、未剥離インキが多いという欠点を有してい
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、フロテー
ション法、洗浄法及びそれらの折衷法において、優れた
インキ除去能を示し、操業性が良好で、特に高ｂ値、高
白色度で未剥離インキの少ない脱墨パルプを得ることが
できる脱墨剤を開発すべく鋭意研究を行った結果、驚く
べきことにある特定の化合物を用いることにより、上記
欠点を克服できることを見い出し、本発明を完成するに
至った。

【０００８】即ち、本発明は、多価アルコールとロジン
とのエステル化物と、アルコールをモル比でエステル化
物／アルコール＝１／0.03〜１／５の割合で混合してな
る混合物に、アルキレンオキサイドを前記混合物中のエ
ステル化物とアルコールのモル数の和を１モルとし、こ
れに対して５〜240 モル付加して得られる反応生成物を
含有することを特徴とする脱墨剤を提供するものであ
る。

【０００９】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によるインキ剥離性、セ
ルロースから剥離したインキの再付着防止性、気泡へ
のインキ吸着性、適正な起泡性の４つを挙げることが
できる。脱墨剤は、この４つの機能をバランス良く有し
ていなければならない。本発明のエステル化合物は、特
に上記のとに優れている。

【００１０】本発明に係わる反応生成物は、その化学構
造を満足させることが極めて重要であって、その式に該
当しないものは、本発明の顕著な効果を得ることができ
ない。

【００１１】本発明に係わる多価アルコールとロジンの
エステル化物は部分エステル化物或いは完全エステル化
物であっても構わない。

【００１２】本発明に係わるエステル化物を得るために
用いられる多価アルコールとしては、ヘキサデカン−1,
2 −ジオール、オクタデカン−1,2 −ジオール、エイコ
サン−1,2 −ジオール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、グ
リセリン、1,2,4 −ブタントリオール、1,2,6 −ヘキサ
ントリオール、エリトロース、エリトルロース、エリト
リトール、トレオース、ペンタエリスリトール、ジグリ
セリン、アラビノース、キシルロース、キシロース、デ
オキシリボース、リキソース、リボース、アラビトー
ル、リビトール、アルトロース、アロース、ガラクトー
ス、グロース、マンノース、グリシトール、イノシトー
ル、マンニトール、ソルビトール、テトラグリセリン、
ヘプトース、オクチトール、オクツロース、ノヌロー
ス、アガロビオース、セロビオース、マルトース、ラク
トース、ゲンチアノース、スタキオース、セロトリオー
ス等を挙げることができる。

【００１３】また、本発明に用いられるロジンとしては
ウッドロジン、トール油ロジンもしくはガムロジン、又
はこれらの水素添加物、不均化物、重合物、マレイン化
物もしくはアルデヒド変性物等が好ましい。前者のロジ
ンは製法により分類される。ウッドロジンは松の切株の
チップから溶剤抽出されたものを更に溶剤分別すること
により得られる。トール油ロジンはクラフトパルプ製造
時に副生する蒸解黒液を塩析することにより浮上したス
キミングを希硫酸で分解させて得られた粗トール油の分
留により得られる。ガムロジンは松の幹に傷をつけ、そ
こから浸出した生松脂からテレピン油を除くことにより
得られる。これらを原料として貴金属触媒下、高温、高
圧で水素添加し二重結合を減少させた化合物が水素添加
物である。また、ロジンを貴金属触媒あるいはハロゲン
触媒を用いて高温で加熱することにより得られた化合物
が不均化物である。酸性触媒下で処理し、重合ロジン、
ジエノファイルとして無水マレイン酸を用いてディール
ス・アルダー反応を行ことによりマレイン化ロジンが得
られる。更に酸性触媒下ホルムアルデヒドを作用させて
プリンス反応によりアルデヒド変性ロジンを得ることが
できる。

【００１４】エステル化物と混合するアルコールとして
は上述のエステル化物の製造に用いる多価アルコールと
同じであっても異なっていてもよい。アルコールとして
は前記の多価アルコールの他、オクタノール、ノナノー
ル、デカノール、ウンデカノール、ラウリルアルコー
ル、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステア
リルアルコール、エイコサノール、オレイルアルコー
ル、エライジルアルコール、リノレイルアルコール、メ
チルアルコール、イソプロピルアルコール、２−エチル
ヘキサノール等を挙げることができる。

【００１５】本発明の反応生成物は、上記の多価アルコ
ールとロジンとのエステル化物と、アルコールの混合物
に、アルキレンオキサイドを付加することによって得ら
れる。エステル化物とアルコールの混合割合は、モル比
でエステル化物／アルコール＝１／0.03〜１／５である
ことが重要である。特に好ましくは１／0.1 〜１／３で
ある。エステル化物とアルコールのモル比が１／0.03よ
り大きいとフロテーション工程での起泡性が小さく泡沫
層上に凝集したインキを充分に除去することができな
い。その結果、低ｂ値の脱墨パルプしか得られない。一
方、エステル化物とアルコールのモル比が１／５より小
さいと、サブミクロンの微細インキの捕集性が小さく、
高ｂ値の脱墨パルプを得ることができない。またアルキ
レンオキサイドは、上記の混合物中のエステル化物とア
ルコールのモル数の和を１モルとし、この１モルに対し
て５〜240 モル、好ましくは18〜182 モル付加させるこ
とが重要である。アルキレンオキサイド付加モル数が５
より小さいとインキ剥離性が小さく、そのため未剥離イ
ンキが多量に残存する見栄えの悪い脱墨パルプしか得ら
れない。また、付加モル数が240 を越えるとサブミクロ
ンの微細インキの捕集性が劣り、高ｂ値の脱墨パルプを
得ることができない。

【００１６】上記エステル化物とアルコールの混合物に
付加させるアルキレンオキサイドとしては、エチレンオ
キサイド（以下EOと記す）、プロピレンオキサイド（以
下POと記す）、ブチレンオキサイド（以下BOと記す）等
が挙げられる。中でもEO、POが好ましく、更に好ましく
は、EOとPOをEO／PO＝ 0.1／１〜10／１、好ましくは0.
5 ／１〜５／１、特に好ましくは 0.8／１〜３／１のモ
ル比で混合して用いることである。EOとPOのモル比が
0.1／１より小さいとセルロースからのインキ剥離性が
小さく、そのため未剥離インキが多量に残存する見栄え
の悪い脱墨パルプになりやすい。またモル比が10／１よ
り大きいとサブミクロンの微細インキの捕集性が劣るた
め、なかなか高ｂ値の脱墨パルプを得ることができな
い。

【００１７】本発明に係わる反応生成物は、多価アルコ
ールとロジンを脱水反応し、エステル化物を得た後、ア
ルコールを混合しアルカリ触媒下アルキレンオキサイド
を付加反応することにより得られる。

【００１８】本発明の脱墨剤は、従来公知の化合物では
有しえなかったインキ凝集性をインキ剥離性を兼ね備え
ており、単独で用いても優れた脱墨効果が得られるが、
必要に応じて従来公知の脱墨剤を併用することができ
る。従来公知の脱墨剤を併用する場合、その配合割合は
重量比で本発明品／従来品＝95／５〜５／95が好まし
く、特に好ましくは70／30〜30／70である。従来公知の
脱墨剤としては、例えば高級アルコール硫酸塩、ポリオ
キシアルキレン高級アルコール硫酸塩、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、高級脂肪酸及びその塩、高級アルコー
ル及びアルキルフェノールのアルキレンオキサイド付加
物等が挙げられる。

【００１９】本発明の脱墨剤はいずれの工程へ添加して
も、より高品位の脱墨パルプを得る事ができる。一般に
は、脱墨剤はミキシング工程あるいはフロテーション工
程のいずれか、あるいは両方に添加される。本発明の脱
墨剤もこれに準ずる。各工程に分割添加する場合は、パ
ルピング、ニーディング、ディスパージング、ケミカル
ミキシング、リファイニングの各工程に添加できるが、
前工程と後工程の脱墨剤の分割比率は10／90〜90／10
（重量比率）が好ましい。特に好ましくは40／60〜60／
40（重量比率）である。脱墨剤の添加量は操業性を損な
わず、かつ経済的な範囲が望ましいが、原料古紙に対し
0.03〜1.0 重量％が好ましい。

【００２０】

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

【００２１】実施例１本実施例は脱墨剤のパルピング工程一括添加の例であ
る。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)0.8％（重量基準、以下同じ）、珪酸ソーダ（対原
料）2.2 ％、30％過酸化水素水 (対原料)3.5％、表１に
示す各種の脱墨剤（対原料）0.5 ％を加え、パルプ濃度
15％、45℃、12分間離解した後、55℃にて120分間熟成
した。高速脱水機で23％まで脱水し、回転速度300rpmの
２軸型ラボニーダーでニーディング処理を行った。その
後、水を加えてパルプ濃度４％まで希釈し、卓上離解機
で再度30秒間離解した。その後、水を加えてパルプ濃度
１％に希釈し、塩化カルシウム（対原料）0.5 ％を添加
し、30℃にて10分間フロテーション処理を行った。次い
で、フロテーション後のパルプスラリーを80メッシュワ
イヤーで４％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成
した。尚、用いた用水の硬度は５゜ｄＨであり、硬度は
CaCl₂、MgCl₂を使用し、Ca／Mg＝８／２（モル比）に
なる様に調整した。得られたパルプシートを側色色差計
（拡散反射型）にてｂ値を測定し、画像解析装置（×10
0)にて未剥離インキ数を測定した。その結果を表２に示
す。ここでいうｂ値とは、ハンター色差式のＬａｂ表色
系でのｂ値をいい、三刺激値ＸＹＺとの関係は下式であ
る。

【００２２】

【数１】

【００２３】この式から判る様に、ｂ値はＹとＺの関数
であり、正の値ならば黄味、負ならば青味の強さを表わ
す。尚、表１中のアルキレンオキサイドの付加モル数は
エステル化物(a) とアルコール(b) のモル数を１とし、
これに対するモル数を意味する（以下の実施例において
も同じ）。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例２本実施例は脱墨剤のパルピング工程とケミカルミキシン
グ工程分割添加の例である。市中回収新聞古紙を２×５
cm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）0.2 ％、表３に示す各種の
脱墨剤 (対原料)0.1％を加え、パルプ濃度５％、50℃、
15分間離解後、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）0.6 ％、珪酸ソーダ（対原
料）2.2 ％、30％過酸化水素水（対原料）3.5 ％、表３
に示す各種の脱墨剤（対原料）0.2 ％を加え、水でパル
プ濃度15％に調整し卓上離解機にて１分間混合した。55
℃、120 分間、パルプ濃度15％で熟成処理を行った。そ
の後パルプ濃度４％になる様に水を加え卓上離解機で３
分間離解処理を施し、更に水を加えてパルプ濃度を１％
に希釈し、塩化カルシウム（対原料）0.5 ％を添加し、
30℃にて10分間フロテーション処理を行った。次いで、
フロテーション後のパルプスラリーを80メッシュワイヤ
ーで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成し
た。尚、用いた用水の硬度は５゜ｄＨであり、硬度はCa
Cl₂、MgCl₂を使用し、Ca／Mg＝８／２（モル比）にな
る様に調整した。得られたパルプシートを測色色差計
（拡散反射型）にてｂ値を測定し、画像解析装置（×10
0)にて未剥離インキ数を測定した。その結果を表４に示
す。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】実施例３本実施例は脱墨剤のパルピング工程とニーディング工程
分割添加の例である。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）0.2 ％、表５に示す各種の脱墨剤
(対原料)0.2％を加え、パルプ濃度５％、50℃、15分間
離解後、パルプ濃度を28％になる様に脱水し、その中に
苛性ソーダ（対原料）0.6 ％、珪酸ソーダ（対原料）2.
2 ％、30％過酸化水素水（対原料）3.5 ％、表５に示す
各種の脱墨剤（対原料）0.2％を加え、水でパルプ濃度2
5％に調整し、回転速度300rpmの２軸型ラボニーダーで
ニーディング処理を行った。その後55℃、120分間、パ
ルプ濃度25％で熟成処理を行い、ついでパルプ濃度４％
になる様に水を加え卓上離解機で３分間離解処理を施
し、更に水を加えてパルプ濃度を１％に希釈し、30℃に
て10分間フロテーション処理を行った。次いで、フロテ
ーション後のパルプスラリーを80メッシュワイヤーで６
％濃度まで濃縮後、水を加えて１％濃度に希釈し、ＴＡ
ＰＰＩシートマシンにてパルプシートを作成した。尚、
用いた用水の硬度は10゜ｄＨであり、硬度はCaCl₂、Mg
Cl₂を使用し、Ca／Mg＝８／２（モル比）になる様に調
整した。得られたパルプシートを測色色差計（拡散反射
型）にてｂ値を測定し、画像解析装置（×100)にて未剥
離インキ数を測定した。その結果を表６に示す。

【００３０】

【表５】

【００３１】

【表６】

【００３２】実施例４本実施例は脱墨剤のパルピング工程とフロテーション工
程分割添加の例である。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）0.2 ％、表７に示す各種の脱墨
剤 (対原料)0.2％を加え、パルプ濃度15％、45℃、12分
間離解した後、55℃にて120 分間熟成した。その後、高
速脱水機で23％まで脱水し、苛性ソーダ（対原料）0.6
％、珪酸ソーダ（対原料）2.2 ％、30％過酸化水素水
（対原料）3.5 ％を加え、水でパルプ濃度22％に調整し
卓上離解機にて１分間混合した。その後、回転速度300r
pmの２軸型ラボニーダーでニーディング処理を行った。
その後、水を加えてパルプ濃度４％まで希釈し、卓上離
解機で再度30秒間離解した。その後、表７に示す各種の
脱墨剤（対原料）0.3 ％を加え、パルプ濃度を水で１％
に希釈した後、30℃にて10分間フロテーション処理を行
った。次いで、フロテーション後のパルプスラリーを60
メッシュワイヤーで４％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
ートを作成した。尚、用いた用水の硬度は40゜ｄＨであ
り、硬度はCaCl₂、MgCl₂を使用し、Ca／Mg＝８／２
（モル比）になる様に調整した。得られたパルプシート
を測色色差計（拡散反射型）にてｂ値を測定し、画像解
析装置（×100)にて未剥離インキ数を測定した。その結
果を表８に示す。

【００３３】

【表７】

【００３４】

【表８】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多価アルコールとロジンとのエステル化
物と、アルコールをモル比でエステル化物／アルコール
＝１／0.03〜１／５の割合で混合してなる混合物に、ア
ルキレンオキサイドを前記混合物中のエステル化物とア
ルコールのモル数の和を１モルとし、これに対して５〜
240 モル付加して得られる反応生成物を含有することを
特徴とする脱墨剤。
【請求項２】ロジンがウッドロジン、トール油ロジン
もしくはガムロジン、又はこれらの水素添加物、不均化
物、重合物、マレイン化物もしくはアルデヒド変性物か
ら選ばれたものである請求項１記載の脱墨剤。
【請求項３】アルキレンオキサイドがエチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドの混合であり、両者のモル
比がエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝ 0.1
／１〜10／１である請求項１又は２記載の脱墨剤。