JP3367941B2 - 脱墨剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脱墨剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】古紙の再生は原料古紙からインクを剥離
し、剥離したインキを除去するいわゆる脱墨処理を施す
ことで、再生パルプを得て再生紙を製造することにより
行われる。

【０００３】近年、美しく見栄えのよい印刷に対する需
要の増大とそれに伴う印刷技術の進展により、紙とイン
キの結合が強固になってきている。また、夏場には熱や
紫外線の影響で紙からインキが剥離しにくくなる現象
（難剥離化）がより顕著になる。このことから、インキ
剥離性に優れる高級アルコール系非イオン性脱墨剤の普
及が顕著となっている。

【０００４】高級アルコール系非イオン性脱墨剤の機能
設計の考え方は、高級アルコール骨格に付加したアルキ
レンオキサイド基の種類、量、さらには付加形態をさま
ざまに変化させることで脱墨性能（凝集性、分散性、捕
集性、起泡性、消泡性）のバランスをとるのが基本であ
る。

【０００５】これまでに再生紙の脱墨性能を向上するた
め、アルキレンオキサイドの付加順序を特定した各種非
イオン性界面活性剤が開発されている。例えば、オキシ
アルキレン基のブロック配列に着目すると、オキシプロ
ピレン基のブロックに続いてオキシエチレン基とオキシ
プロピレン基のランダムブロックを導入する化合物（特
開昭５５−５１８９２号）や、オキシエチレン基のブロ
ックの両側をブロック配列したオキシプロピレン基が挟
む構造をとる化合物（登録第２５９７９５３号）等が挙
げられる。

【０００６】しかしながら、操業や古紙の条件によって
しばしば再生紙の品質悪化が見受けられる。具体的に
は、（ａ）既存の脱墨システムで生産量を増大させる目
的でフローテーションに導入されるパルプスラリーの濃
度を高めた際、フローテーションでの脱墨剤の起泡性が
減少しインキが系外に排出されないトラブルが生じる、
（ｂ）夏場における熱や紫外線あるいは長期保存の影響
により難剥離化が進行し、インキ除去性が低下する、こ
とが挙げられる。これらの問題に対し、現在さまざまな
脱墨剤が設計されているが、十分満足できる性能を有す
る脱墨剤は未だ開発されていないのが実状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、通常
の操業条件のみならず、劣化した古紙の再生やフローテ
ーション時のパルプ濃度が高い場合においても、十分な
インキ剥離性および起泡性を示し、それにより高い脱イ
ンキ効果が得られる脱墨剤を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
によるオキシアルキレン基の配列パターンの脱墨性能を
考察した結果、脱インキ効率の良いオキシエチレン基、
オキシプロピレン基のブロックを基本にして、このブロ
ックと疎水基（Ｒ−Ｏ−）との間に、強い起泡性を有す
るオキシエチレン基や消泡性・インキ親和性を有するオ
キシプロピレン基等のオキシアルキレン基がランダムに
配列した基を有する化合物が前記課題を解決するために
有効であることを見いだした。

【０００９】すなわち、本発明は、下記一般式（１）で
表される化合物を含有する脱墨剤を提供する。 Ｒ−Ｏ−[ＭＯ]−(ＥＯ)_n2−(ＰＯ)_m2−Ｈ （１） 〔式中、Ｒは炭素数６〜２４のアルキル基、アルケニル
基、アシル基或いはアリール基を表し、ＭＯは[(ＥＯ)
_n1／(ＰＯ)_m1]で表される基であり、ＭＯはＥＯとＰＯ
がランダムに配列した基である。ＥＯはオキシエチレン
基、ＰＯはオキシプロピレン基である。ｎ１、ｎ２、ｍ
１、ｍ２は、平均付加モル数であり、２≦ｎ１≦１０
０、２≦ｍ１≦１００、２≦ｎ２≦５０、２≦ｍ２≦５
０である。〕

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の脱墨剤は、国内外から回
収される新聞古紙、雑誌古紙、ＯＡ古紙等をリサイクル
することによって再生紙を得る際に利用される。詳しく
は、フロテーション法、洗浄法もしくは、それらの折衷
法で脱墨処理する工程において用いられる。特にインキ
を気泡に付着させて泡沫ごと排出するフローテーション
法において良好な性能を有する。

【００１１】一般式（１）で表される化合物において、
ＭＯは、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とがラ
ンダムに配列した基で、エチレンオキサイドの平均付加
モル数（ｎ１）とプロピレンオキサイドの平均付加モル
数（ｍ１）は、脱インキ性能の観点から、いずれも２以
上１００以下が好ましく、２以上５０以下が更に好まし
く、３以上５０以下が特に好ましい。また、エチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドの平均付加モル数の比
率は、必要量以上のフローテーション起泡性を確保する
観点から、ｎ１／ｍ１＝０．１以上が好ましく、０．３
以上が特に好ましい。また、余分なフローテーションの
泡立ちを抑える観点から、１０以下が好ましく、８以下
が特に好ましい。

【００１２】一般式（１）で表される化合物において、
(ＥＯ)_n2はオキシエチレン基のブロックであり、平均付
加モル数（ｎ２）は、インキ除去性の観点から、２以上
５０以下が好ましく、１０以上３０以下が特に好まし
い。

【００１３】一般式（１）で表される化合物において、
(ＰＯ)_m2はオキシプロピレン基のブロックであり、平均
付加モル数（ｍ２）は２以上５０以下が好ましく、１０
以上５０以下が特に好ましい。

【００１４】オキシエチレン基のブロックとオキシプロ
ピレン基のブロックの平均付加モル数の比率は、インキ
剥離性の観点から、ｎ２／ｍ２＝０．１以上１０以下が
好ましく、０．３以上８以下が特に好ましい。

【００１５】一般式（１）で表される化合物において、
Ｒは直鎖または分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、ア
シル基或いはアリール基が好ましく、インキ捕集性の観
点から炭素数６以上、インキ剥離性の観点から２４以下
のものが好ましく、捕集性・剥離性・フローテーション
起泡性の観点から、炭素数１４〜２２のものが特に好ま
しい。Ｒがアルキル基の化合物の場合、原料の高級アル
コールとしては、オクタノール、ノナノール、デカノー
ル、ウンデカノール、ドデカノール、テトラデカノー
ル、ヘキサデカノール、オクタデカノール、エイコシア
ルコール、ドコシルアルコール、２−エチルヘキサノー
ル、２−エチルウンデカノール等が挙げられる。

【００１６】一般式（１）で表される化合物の製造は、
従来一般に行われているアルキレンオキサイドの重合付
加反応方法で行うことができる。例えば、オートクレー
ブ釜を用い窒素雰囲気下、高級アルコールに触媒量のア
ルカリ性物質を加え、初めにプロピレンオキサイドとエ
チレンオキサイドとの所定比率の混合物を所定量付加反
応させ、次に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサ
イドを順次所定量付加重合反応させる。

【００１７】一般式（１）で表される化合物の脱墨剤中
の含有量は、４５重量％以上が好ましく、インキ剥離性
と起泡力の観点から６０重量％以上含有するのがより好
ましく、８０重量％以上含有するのが特に好ましい。ま
た、市場のさまざまな個別の脱墨システムへのマッチン
グの観点から、他の公知の脱墨剤や発泡剤、消泡剤を配
合してもよいが、その場合も配合物中に一般式（１）で
表される化合物を４５重量％以上、インキ剥離性と起泡
力の観点から好ましくは６０重量％以上含有するのがよ
い。

【００１８】発泡剤の例として、ポリオキシアルキルエ
ーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩等が挙
げられ、消泡剤としては、鉱物油、オレイン酸やステア
リン酸等の脂肪酸、シリコン油等が挙げられる。

【００１９】本発明の脱墨剤の使用場所は、インキ剥離
工程、インキ除去工程、パルプ洗浄工程において一括あ
るいは、分割して使用できる。具体的には、パルパー、
ニーダー、ケミカルミキサー等のインキ剥離工程、フロ
ーテーター等のインキ除去工程、シックナー、ウオッシ
ャー、エキスト等の洗浄工程の前あるいは最中に添加す
る。その他の工程は従来公知の脱墨方法に準じて行なう
ことができ、各工程は複数回行なうこともできる。

【００２０】さらに、本発明の脱墨剤の添加量は、操業
性の安定化とインキ剥離性の観点から古紙１００重量部
に対し、０．０１〜５重量部添加するのがよく、起泡力
や作業性・コストの観点から好ましくは０．０１〜１．
０重量部がよい。

【００２１】本発明の脱墨剤は、苛性ソーダやケイ酸ソ
ーダ等の公知のアルカリ薬剤、過酸化水素、次亜塩素酸
塩、次亜硫酸塩等の漂白剤、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等の起泡剤、ピッ
チコントロール剤、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ等の金属封鎖剤
等を併用することもできる。

【００２２】

【実施例】〔脱墨処理〕古紙原料（新聞紙／チラシ比＝
６／４を８０℃２４時間強制熱劣化させ、夏場の劣化古
紙とした。）１００重量部（絶乾重量）を卓上離解機に
入れ、苛性ソーダ０．５重量部、表１に示す脱墨剤を
０．３重量部、４０℃の温水２０００重量部を加え、１
０分間、３０００ｒｐｍで離解処理を行った。次いで、
パルプ濃度を１５％まで８０メッシュのステンレスワイ
ヤーを用いて濃縮後、苛性ソーダ、３号珪酸ソーダ、過
酸化水素を、それぞれ０．５重量部、１．５重量部、
０．５重量部加え、５５℃で１２０分間漂白処理を行っ
た。その後、４０℃の温工業用水でパルプ濃度５％に希
釈し、３０００ｒｐｍ、１分間で再離解し、パルプスラ
リーを得た。続いて、スラリーを４０℃の工業用水でパ
ルプ濃度１．４％まで希釈し、容量５Ｌのセルに４．５
Ｌ仕込んだ。パルプスラリー表面の面積は１２．５ｃｍ
×２６ｃｍである、そして、液１Ｌ当たり１．５０Ｌ毎
分の送気量でフローテーションを６分間行なった。その
間、１分間毎にフローテーションセル上に蓄積したイン
キを含んだ泡沫を除去する操作を実施した。その後、パ
ルプスラリーをパルプ濃度１３％に濃縮し、再度工業用
水で１％に希釈し、ＪＩＳ Ｐ８２０９−１９７６に従
い、１５０メッシュワイヤーで坪量１５０ｇ／ｍ²の手
すきシートを作製し、サンプル１とした。また、フロー
テーション処理後パルプ濃度１３％に濃縮されたスラリ
ーを、２００倍量の工業用水で希釈後、パルプ濃度を１
３％に濃縮する操作を４回繰り返し、上記と同様にシー
トを作製し、サンプル２とした。

【００２３】

【表１】

【００２４】〔性能評価〕上記の脱墨方法において、下
記（１）〜（３）の評価を行った。結果を表２に示す。

【００２５】（１）白色度 ＪＩＳ Ｐ８１２３−１９６１により、サンプル１の白
色度を評価した。白色度（％）の値が大きいほど紙が白
く、脱墨が効果的になされていることを示しており、５
５％以上で新聞原料由来の再生紙として問題ないレベル
である。

【００２６】（２）未剥離インキ面積率 サンプル２について、画像解析装置（ニレコ社製、ルー
ゼックスＦ）にて２０倍の倍率で測定し、下記式により
算出した。

【００２７】 未剥離インキ面積率（％）＝（Ｓ／Ｆ）×１００ Ｓ；１００視野中に計測されたインキ面積（ｍｍ²） Ｆ；１００視野の合計面積１５０００ｍｍ²（１視野の
面積１５０ｍｍ²） 未剥離インキ面積率が０．３０％以下であれば注意深く
観察しても未剥離インキが確認されないレベルにあり、
０．３０％超０．４０％以下ではわずかに未剥離インキ
が目視で確認できるレベルとなり、０．４０％超では
０．５〜１ｍｍ程度の未剥離インキが目視でハッキリ確
認され、印刷に影響を及ぼすレベルとなる。

【００２８】（３）フローテーション処理での泡の挙動 フローテーション開始２分後のスラリー表面からフロス
層上層までの高さを計測した。フローテーション上に蓄
積した泡沫が２ｃｍを超えないと、インキを含んだ泡沫
層がまったく排出されずインキが除去されない。２ｃｍ
を超え３ｃｍ以下の場合、わずかに排出されるが排出フ
ロスの絶対量が少なくインキ除去効率が低下する。３ｃ
ｍを超え５ｃｍ未満の場合、適度な起泡性として良好な
インキ除去性を示す。５ｃｍを超えると排出される泡沫
量に含まれるパルプ分が増加し、再生紙を得る効率（収
率）が低下する。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明により、特に劣化古紙使用時やフ
ローテーション時のパルプ濃度が高い時においてもイン
キ除去効果が高く、適度な起泡性を有する脱墨剤が提供
される。また、本発明の脱墨剤を通常の古紙、フローテ
ーションパルプ濃度で脱墨処理した際においても実施例
記載の性能評価結果同様、従来品より良好な脱インキ効
果を示すことが確認されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−284087（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−324292（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−186985（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−109588（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21C 5/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表される化合物を含
   有する脱墨剤。 Ｒ−Ｏ−[ＭＯ]−(ＥＯ)_n2−(ＰＯ)_m2−Ｈ （１） 〔式中、Ｒは炭素数６〜２４のアルキル基、アルケニル
   基、アシル基或いはアリール基を表し、ＭＯは[(ＥＯ)
   _n1／(ＰＯ)_m1]で表される基であり、ＭＯはＥＯとＰＯ
   がランダムに配列した基である。ＥＯはオキシエチレン
   基、ＰＯはオキシプロピレン基である。ｎ１、ｎ２、ｍ
   １、ｍ２は、平均付加モル数であり、２≦ｎ１≦１０
   ０、２≦ｍ１≦１００、２≦ｎ２≦５０、２≦ｍ２≦５
   ０である。〕
2. 【請求項２】 一般式（１）中のｎ１、ｎ２、ｍ１、ｍ
   ２が、０．１≦（ｎ１／ｍ１）≦１０、０．１≦（ｎ２
   ／ｍ２）≦１０を満たす請求項１記載の脱墨剤。
3. 【請求項３】 一般式（１）で表される化合物を４５重
   量％以上含有する請求項１または２記載の脱墨剤。