JP2945161B2 - 脱墨剤 - Google Patents

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、高
白色度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。更に脱墨剤パルプの用途も新聞古紙から中質紙用へ
の例にも見られる様に、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来た薬剤として
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
た効果を示すことが開示されている。

【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６３−２２７８８０号公報）。
また、特開昭６３−１８２４８８号公報には脂肪酸エス
テルによって高白色度の脱墨パルプを得ることをうたっ
ている。

【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値で、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
を開発すべく鋭意研究を行った結果、驚くべき事にある
特定のエステル化合物が上記欠点を解決できる事を見い
だし、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明は一般式（１）

【０００９】

【化２】

【００１０】（式中、Ａ はフェニレン基、炭素数１〜
32のアルキレン基、アルケニレン基、ヒドロキシアルキ
レン基又はヒドロキシアルケニレン基を表し、R は炭素
数８〜24のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル
基、又は炭素数６〜16のアルキル基を有するアルキルフ
ェニル基を表し、M は水素、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、アンモニウム又は有機塩基を表し、a は０又は
１であり、n はM の価数に等しい数である。）で表され
る化合物を必須成分とする脱墨剤を提供するものであ
る。

【００１１】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。本発明の化合物は特にとに
優れている。

【００１２】本発明に係わる一般式(1) で表される化合
物は、その式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。一般式(1) 中のA がアルキレン基、ア
ルケニレン基、ヒドロキシアルキレン基又はヒドロキシ
アルケニレン基の場合、これらの炭素数が１〜32の範囲
にないとセルロースからのインキ剥離性が小さくなるた
め、未剥離インキの残存量が多く、見栄えの悪い脱墨パ
ルプしか得られない。また、一般式(1) 中のRがアルキ
ル基、アルケニル基又はシクロアルキル基の場合、その
炭素数が８より小さい場合は、インキ捕集能が弱く、高
白色度、高ｂ値の脱墨パルプを得るができず、また24を
越えるとセルロースからのインキ剥離性が小さくなるた
め、未剥離インキの残存量が多く、見栄えの悪い脱墨パ
ルプしか得られない。また、R がアルキルフェニル基の
場合、そのアルキル基の炭素数が６より小さい場合はイ
ンキ捕集能が弱く、高白色度、高ｂ値の脱墨パルプを得
るができず、また16を越えるとセルロースからのインキ
剥離性が小さくなるため、未剥離インキの残存量が多
く、見栄えの悪い脱墨パルプしか得られない。

【００１３】本発明に用いられる一般式(1) で表される
化合物は、従来公知の方法で得ることができ、例えばア
ルコールとジカルボン酸との脱水反応、又はアルコール
とジカルボン酸無水物との開環反応によって得ることが
できる。この時のアルコール／ジカルボン酸又はジカル
ボン酸無水物のモル比はほぼ等モルが好ましい。

【００１４】原料として用いられるジカルボン酸の具体
例としては、シュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、エ
チルマロン酸、ブチルマロン酸、ヘキシルマロン酸、オ
クチルマロン酸、デシルマロン酸、ドデシルマロン酸、
テトラデシルマロン酸、ヘキサデシルマロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカジカルボン酸、ド
デカジカルボン酸、テトラデカジカルボン酸、ヘキサデ
カジカルボン酸、オクタデカジカルボン酸、エイコサジ
カルボン酸、ドコサジカルボン酸、テトラコサジカルボ
ン酸、ヘキサコサジカルボン酸、オクタコサジカルボン
酸、ドトリアコンタンジカルボン酸、マレイン酸、メチ
ルマレイン酸、フマル酸、酒石酸、フタル酸等、及びこ
れらの酸無水物が挙げられる。

【００１５】また、原料として用いられるアルコールの
具体例としては、オクタノール、ノナール、デカノー
ル、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、
テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノー
ル、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノ
ール、エイコサノール、ヘンエイコサノール、ドコサノ
ール、テトラコサノール、イソオクタノール、２−エチ
ルヘキサノール、イソノナール、イソデカノール、イソ
ウンデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノー
ル、イソテトラデカノール、イソペンタデカノール、イ
ソヘキサデカノール、イソヘプタデカノール、イソオク
タデカノール、イソノナデカノール、イソエイコサノー
ル、イソヘンエイコサノール、イソドコサノール、イソ
テトラコサノール、オレイルアルコール、エライジルア
ルコール、エレオステアリルアルコール、リシノイルア
ルコール、シクロノナノール、シクロデカノール、シク
ロウンデカノール、シクロドデカノール、シクロトリデ
カノール、シクロテトラデカノール、シクロペンタデカ
ノール、シクロヘキサデカノール、シクロヘプタデカノ
ール、シクロオクタデカノール、シクロノナデカノー
ル、シクロコサノール、オクチルフェノール、ノニルフ
ェノール、ドデシルフェノール等を挙げる事ができる。

【００１６】一般式(1) で表される化合物としては、R
の炭素数が14〜24のものが好ましく、更に好ましくはR
がアルキル基であるものである。また、一般式(1) にお
いて、M は水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ア
ンモニウム又はモノエタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン等の有機塩基である。

【００１７】また、本発明の脱墨剤は、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。その配合割合
は、重量比で本発明品／従来品＝95／５〜10／90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。

【００１８】本発明の脱墨剤は、いずれの工程へ添加し
ても、より高品質の脱墨パルプを得ることができる。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する。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（パルピング工程）と後
工程（パルピング工程以降の工程）に分けて添加するの
が好ましく、その場合の脱墨剤の分割比率は前工程／後
工程＝10／90〜90／10（重量比率）が好ましく、特に好
ましくは40／60〜60／40（重量比率）である。また、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、原料古紙に対して0.03〜1.0 重量％が好
ましい。

【００１９】

【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。

【００２０】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４％まで希釈し、卓上離解機で再度30秒
離解する。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
で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、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５°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１に示す。ここ
でいうｂ値とは、ハンター色差式のＬａｂ表色計でのｂ
値をいい、三刺激値ＸＹＺとの関係は下式である。

【００２１】

【数１】

【００２２】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。

【００２３】

【表１】

【００２４】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２に示す各種の脱
墨剤（対原料）0.1％を加え、パルプ濃度５％、50℃、1
5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２
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２に
示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例３ 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３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３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３に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】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４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４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 ）に未剥離インキ数を測定した。その結
果を表４に示す。

【００２９】

【表４】

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式(1) 【化１】 （式中、A はフェニレン基、炭素数１〜32のアルキレン
   基、アルケニレン基、ヒドロキシアルキレン基又はヒド
   ロキシアルケニル基を表し、R は炭素数８〜24のアルキ
   ル基、アルケニル基、シクロアルキル基、又は炭素数６
   〜16のアルキル基を有するアルキルフェニル基を表し、
   M は水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニ
   ウム又は有機塩基を表し、a は０又は１であり、n はM
   の価数に等しい数である。）で表される化合物を必須成
   分とする脱墨剤。