JP4170510B2 - 脱墨助剤及び脱墨再生パルプの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱墨助剤及び脱墨再生パルプの製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、新聞、雑誌、ちらし、情報記録用紙などの印刷古紙をフローテーション法、洗浄法、地球釜などにより脱墨処理して再生パルプを得る際に用い、高白色度で残インク量が少なく、残インク径が小さい再生パルプを製造することができる古紙再生用の脱墨助剤及び脱墨再生パルプの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パルプ資源の不足やリサイクル運動の活発化により、古紙の再利用の重要性がますます高まっている。これにともなって、印刷技術、印刷方法、インク組成の変化、新聞の軽量化、チラシ配合量の増大などの変化に対応した脱墨処理技術や、バージンパルプに近い品質の優れた再生パルプを得ることができる脱墨処理技術の開発が必要とされている。
従来より、古紙再生のための脱墨処理方法として、洗浄法、フローテーション法などが知られている。洗浄法は、パルパーなどでアルカリなどと共に脱墨剤を作用させ、古紙を離解したのち、アルカリ、漂白剤などと共に脱墨剤を作用させて、パルプ繊維からインクを離脱させ、このパルプスラリーをろ過洗浄することによりインク成分を除去する方法である。フローテーション法は、パルパーなどでアルカリなどと共に脱墨剤を作用させて古紙を離解し、アルカリ、漂白剤などと共に脱墨剤を作用させて、パルプ繊維からインクを離脱させ、このパルプスラリー中に空気を吹き込んで泡を形成し、この泡にインク成分を付着させて、泡と共にインク成分を除去する方法である。近年になって、使用水が少なく、工程機械の小型化が可能で、除去インク排水が少ないフローテーション法が増加している。
しかしながら、最近は、新聞がオフセット印刷化されたり、あるいは記録方式にトナーを用いるPPC複写やノンインパクト記録などが使用され、インク中の樹脂成分が多くなることから、離解工程及び熟成工程においてインクがパルプ繊維から十分に剥離、分散しにくくなっており、一般には、これらの工程の中にニーデイング又はデイスパージング工程を加えて対応している。
これらの工程における脱墨剤として、従来より、種々の界面活性剤が用いられている。代表的なものとしては、高級脂肪酸石鹸が古くから知られている。この脱墨剤は、インク凝集性能に優れているが、装置へインクが付着したり、発泡性が小さいためにフローテーションで凝集浮上したインクの除去が不完全となり、インクがパルプ中に残存する場合がある。また、発泡性が小さいために、他の発泡剤を併用しなければならない。
近年では、高級脂肪酸石鹸以外に、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などの陰イオン界面活性剤や、アルキルフェノール、高級アルコール、脂肪酸や多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物、その脂肪酸エステル化物などの非イオン界面活性剤が脱墨剤として使用されている。中でも、高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物と多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物の高級脂肪酸エステル化物が多く使用されている。しかし、非イオン界面活性剤単独では、フローテーションにおけるインクの凝集がやや弱く、細かいインクの除去が不十分であるために、発泡剤を併用しなければならず、また、装置にインクが付着するという欠点があった。
工程上パルプ濃度が高い場合や、用水が海水や回収水など塩分が高い場合にも、同様に発泡性が不足するために、脱墨剤や発泡剤を増量する必要があるが、歩留まりを低下させ、後工程の洗浄工程や抄紙工程あるいは排水処理で発泡してしまうなどの問題を生じやすい。また、補助的な方法として漂白剤の使用による白色度の向上や、残ったインクの機械的な分散による紙品質の向上が図られているが、これらの方法もコストアップや工程が長くなる原因となり、好ましい状態とは言えない。
一方、脱墨剤の使用方法についても検討され、離解時又は熟成時に、同一脱墨剤を1段で添加する方法から、離解時と離解後に分けて2段で添加する方法がとられるようになったが、脱墨効果はまだ十分ではない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の脱墨剤及び脱墨再生パルプの製造方法が有する欠点を克服し、洗浄法において洗浄能力に優れ、フローテーション法におけるフローテーション処理においてインク凝集力に優れ、泡へのインク付着性が高く、インクのみを効率よく除去することができ、インクが除去された後は消えやすい泡を発生することにより、高白色度で残存インクが少なく、インク粒径が小さい脱墨再生パルプを得ることができ、パルプ濃度や用水の塩分濃度の影響を受けにくく、さらにフローテーターでの使用も可能である古紙再生用の脱墨助剤及び脱墨再生パルプの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体を含有する脱墨助剤を用いることにより、フローテーションにおけるパルプの流出が少なく、インクが効率的に除去、分散されて、白色度の高い、インク粒径の小さい再生パルプが得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)スチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体であって、該共重合体の共重合成分が、スチレン、アクリル酸又はメタクリル酸と付加モル数が30以下のポリアルキレンオキサイドとのエステル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール及びマレイン酸若しくは該酸の塩の少なくとも1種である共重合体を含有することを特徴とする脱墨助剤、
(2)共重合体の共重合成分が、アクリル酸又はメタクリル酸と付加モル数が30以下のポリアルキレンオキサイドとのエステルであって、該アルキレンオキサイドが、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドである第(1)項記載の脱墨助剤、及び、
(3)第(1)項又は第(2)項記載の脱墨助剤を、フローテーション以前の工程において、乾燥古紙に対してスチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体が0.001〜10重量%となるよう添加することを特徴とする脱墨再生パルプの製造方法、
を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の脱墨助剤は、スチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体を含有する。スチレンスルホン酸塩共重合体の共重合成分に特に制限はないが、スチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコールなどの酸基を有しない疎水性単量体や、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸又はこれらの塩などのカルボキシル基を有する親水性単量体などを好適に用いることができる。
共重合成分としてのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルは、炭素数1〜22の有機基のエステルであることが好ましい。このようなアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとしては、例えば、メチルエステル、エチルエステル、2−ヒドロキシエチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、ステアリルエステル、オレイルエステル、ベンジルエステルなどを挙げることができる。共重合成分としてのアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルは、付加モル数が30以下のポリアルキレンオキサイドのエステルであることが好ましく、付加モル数が30以下のポリエチレンオキサイド又はポリプロピレンオキサイドのエステルであることが特に好ましい。アクリル酸又はメタクリル酸のポリアルキレンオキサイドエステルは、アクリル酸又はメタクリル酸にアルキレンオキサイドを付加することにより、あるいは、アクリル酸又はメタクリル酸をポリアルキレンオキサイドを用いてエステル化することにより得ることができる。
アクリル酸又はメタクリル酸のポリアルキレンオキサイドのような親水性単量体を共重合成分とすることにより、従来は除去が困難であったインクの除去が容易となり、白色度に優れた再生パルプを得ることができる。
【0006】
本発明において、スチレンスルホン酸塩に特に制限はなく、例えば、スチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸カリウムなどを挙げることができる。本発明に用いるスチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体の製造方法に特に制限はなく、例えば、水、極性有機溶媒又は水と有機溶媒の混合溶媒を用いる溶液重合、乳化重合などを挙げることができる。使用する重合開始剤に特に制限はなく、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、t−ブチルヒドロペルオキシド、過酸化ジ−t−ブチル、クメンヒドロペルオキシド、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩、アゾビスシアノ吉草酸塩などを挙げることができ、重合方式に適合した重合開始剤を適宜選択して用いることができる。また、必要に応じて、連鎖移動剤を用いることができる。
【0007】
本発明の脱墨再生パルプの製造方法において、スチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体の添加量に特に制限はなく、古紙の性状に応じて適宜選択することができるが、通常は古紙の乾燥重量に対して0.001〜10重量%であることが好ましく、古紙の乾燥重量に対して0.003〜3重量%であることがより好ましい。離解工程においては、従来使用されている公知の薬剤、例えば、水酸化ナトリウムや珪酸ナトリウムなどのアルカリや、他の公知の界面活性剤や、離解促進剤や、場合によっては過酸化水素などの漂白剤などを添加することができる。離解条件に特に制限はなく、例えば、パルプ濃度1〜20重量%、温度10〜70℃、離解時間5〜60分程度で行うことができる。離解に用いる設備に特に制限はなく、例えば、パルパー、蒸解釜、ファイバーフロードラムなどを使用することができる。また、必要に応じて、スクリーン、クリーナーなどを用いて除塵することができる。
離解した古紙は、いったんパルプ濃度が10〜40重量%になるよう濃縮し、過酸化水素、珪酸ナトリウム、水酸化ナトリウムなどを添加し、場合によってはニーデイング、デイスバージング処理を行い、必要に応じて、10〜80℃で1〜5時間程度熟成することができる。熟成を終えたパルプは、ふたたびパルプ濃度約1〜2重量%程度まで稀釈し、下部より空気を吹き込みインクを泡に付着させて浮上分離させるフローテーション法、あるいは、インクを大量の水で洗い流す洗浄法によってインクを除去する。さらに、フローテーション法と洗浄法を併用することもできる。また、フローテーション法又は洗浄法などの脱インク工程後に、必要に応じて、スクリーン、クリーナーなどを用いて除塵することや、水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ剤、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、ハイドロサルファイト、二酸化チオ尿素などの漂白剤、キレート剤、過酸化水素安定化剤などを使用して漂白する工程や、ニーデイング、デイスバージング処理により残ったインクを分散する工程などを設けることができる。
【0008】
本発明の脱墨助剤の添加方法に特に制限はなく、1段添加、多段添加など添加方法や添加場所を任意に選定することができるが、フローテーション前又は洗浄前であることが好ましく、例えば、離解時、離解後の濃縮時、濃縮後のニーディング時、熟成時、熟成後の希釈時などの段階で添加することができる。フローテーション法においては、離解後の濃縮時、濃縮後のニーディング時、熟成時、熟成後の希釈時における添加が、薬品の歩留まりや薬品の混合効率がよく、パルプ濃度や用水の塩分濃度の変動に対するフローテーターでの起泡性の調整が容易であり、効果を発揮しやすい。
本発明の脱墨助剤には、従来脱墨工程において使用される公知の薬剤、例えば、水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ剤、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、ハイドロサルファイト、二酸化チオ尿素などの漂白剤、キレート剤、過酸化水素安定化剤、アルコールアルキレンオキサイドランダム付加物、アルコールアルキレンオキサイドブロック付加物、アルキレンオキサイドモノ又はジエステル、脂肪酸アマイドアルキレンオキサイド付加物などの脱墨剤、アルキルサルフェート、アルコールアルキレンオキサイドサルフェート、アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルエーテルアルキレンオキサイド付加物などの発泡剤、ピッチコントーロール剤、離解促進剤などを、必要に応じて、添加又は併用することができる。また、本発明の脱墨助剤を適用する古紙に特に制限はなく、例えば、新聞、雑誌、OA古紙、ちらし、書籍、感熱記録紙、感圧記録紙などの印刷物の脱墨処理に、また、凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷などの印刷方法によって印刷された印刷物の脱墨処理に効果を発揮する。
【0009】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例において、脱墨試験は下記の方法により行った。
(1)脱墨試験1(新聞/雑誌系古紙)
雑誌/新聞残紙/回収新聞チラシ入り(重量比60/20/20)からなる古紙400gを、容量10リットルのパルパー[熊谷理機]に仕込み、パルプ濃度5重量%になるように水を加え、さらに脱墨剤0.25%owp、水酸化ナトリウム0.5%owp及び3号珪酸ナトリウム1.0%owpを添加して、40℃で10分かけて離解する。
得られたパルプスラリーをかな布にてパルプ濃度20重量%まで濃縮し、脱墨剤0.1%owp、水酸化ナトリウム1.2%owp、3号珪酸ナトリウム3.0%owp及び過酸化水素1.5%owpを加え、山本百馬式2軸式ニーダーで35℃で1パスニーディング処理する。
次いで、恒温槽を用いて60℃で1時間熟成したのち、家庭用ミキサーを用いて10秒間粗離解する。パルプスラリーの濃度を1重量%になるよう水で希釈し、MT型フローテーター[IIM]を用いて40℃で5分間フローテーションを行い、その間30秒ごとに分離されたインクをかきとる。
脱墨されたパルプスラリーを80メッシュ金網を使用してパルプ濃度10重量%まで脱水濃縮し、TAPPI標準抄紙機を用いて、坪量200g/m2のパルプシートに抄紙する。
(2)脱墨試験2(上質系)
市中回収上質古紙(グラビア雑誌/ポスター)400gを、容量10リットルのパルパー[熊谷理機]に仕込み、パルプ濃度5重量%になるように水を加え、さらに脱墨剤0.1%owp及び水酸化ナトリウム1.0%owpを添加して、50℃で25分かけて離解する。
得られたパルプスラリーをかな布にてパルプ濃度15重量%まで濃縮し、山本百馬式2軸式ニーダーで35℃で1パスニーディング処理する。次いで、恒温槽を用いて50℃で3時間熟成したのち、家庭用ミキサーを用いて10秒間粗離解する。パルプスラリーの濃度を1重量%になるよう水で希釈し、MT型フローテーター(IIM)を用いて40℃で5分間フローテーションを行い、その間30秒ごとに分離されたインクをかきとる。
脱墨されたパルプスラリーを80メッシュ金網を使用してパルプ濃度10重量%まで脱水濃縮し、TAPPI標準抄紙機を用いて、坪量200g/m2のパルプシートに抄紙する。
また、脱墨助剤の性能は、脱墨試験のフローテーションにおけるパルプ流出率と、抄紙により得られたパルプシートの白色度及び残インクから、下記の方法により評価した。
(1)パルプ流出率
フローテーションにより失われたパルプの、フローテーション前のパルプに対する比率(重量比)として算出する。
(2)白色度
測色機[ミノルタ、CM−3700d]を用い、光源C、測定角度2oで測定する。
(3)残インク
実体顕微鏡[オリンパス、画像解析機EXCEL]を用い、倍率50倍で測定する。面積率(%)、平均粒径(μm)ともに、5回測定の平均値で表す。
製造例1
スチレンスルホン酸ナトリウム200gと水700gを反応容器に仕込み、70℃まで昇温し、過硫酸アンモニウム1gを水99gに溶解した水溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成したのち冷却した。粘度約9,000mPa・sの水溶液として、脱墨助剤Aを得た。
製造例2
スチレンスルホン酸ナトリウム150g、アクリル酸50g及び水700gを反応容器に仕込み、90℃まで昇温し、過硫酸アンモニウム1gを水69gに溶解した水溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成したのち冷却した。冷却後、48重量%水酸化ナトリウム水溶液30gを添加し、粘度約5,000mPa・sの水溶液として、脱墨助剤Bを得た。
製造例3
スチレンスルホン酸ナトリウム150g、スチレン50g及びイソプロピルアルコール250gを反応容器に仕込み、70℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリル1gをイソプロピルアルコール49gに溶解した溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成したのち、水500gを加えて冷却した。粘度約3,000mPa・sの溶液として、脱墨助剤Cを得た。
製造例4
スチレンスルホン酸ナトリウム150g、スチレン50g、製造例3で得られた脱墨助剤100g及び水600gを反応容器に仕込み、70℃まで昇温し、過酸化ベンゾイル2gを水/アセトン(重量比30/70)混合溶媒98gに溶解した溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成したのち冷却した。粘度約2,000mPa・sの水溶液として、脱墨助剤Dを得た。
製造例5
スチレンスルホン酸ナトリウム130g、スチレン50g、ステアリルアクリレート20g及びイソプロピルアルコール250gを反応容器に仕込み、70℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリル1gをイソプロピルアルコール49gに溶解した溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成したのち、水500gを加え冷却した。粘度約4,000mPa・sのエマルジョンとして、脱墨助剤Eを得た。
製造例6
スチレンスルホン酸ナトリウム130g、ステアリルアクリレート20g、メタクリル酸エチレンオキサイド10モル付加物50g及びt−ブチルアルコール250gを反応容器に仕込み、80℃まで昇温し、アゾビスイソブチロニトリル1gをt−ブチルアルコールアルコール49gに溶解した溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成した。次いで、水500gを加え、t−ブチルアルコールを留去し、さらに水350gを加えて冷却した。粘度約7,000mPa・sの水溶液として、脱墨助剤Fを得た。
製造例7
スチレンスルホン酸ナトリウム180g、ステアリルアクリレート20g、イソプロピルアルコール150g及び水100gを反応容器に仕込み、70℃まで昇温し、2,2'−アゾビス(2−メチルブタンアミドキシム)二塩酸塩四水和物[OTAZO−30、大塚化学(株)]2gを水98gに溶解した水溶液を3時間かけて滴下し、さらに3時間熟成したのち、水500gを加えて冷却した。粘度約6,000mPa・sのエマルジョンとして、脱墨助剤Gを得た。
なお、比較例においては、下記の4種の化合物を用いた。
化合物H:脱墨剤リポブライトDP−600[日華化学(株)]
化合物I:ステアリン酸ナトリウム
化合物J:アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム
化合物K:ラウリルアルコールエチレンオキサイド4モル付加物のスルホン酸ナトリウム
【0010】
比較例1
市中回収古紙(雑誌/新聞残紙/回収新聞チラシ入り、重量比60/20/20)を細断したのち、試験用10リットルパルパー[熊谷理機]に入れ、古紙の乾燥重量に対して、アルカリ剤として水酸化ナトリウムを0.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを1.0%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.25%owp加え、パルプ濃度を5重量%として、40℃で10分間離解した。次いで、パルプ濃度が20重量%になるよう脱水濃縮した。さらに、古紙乾燥重量に対して、過酸化水素を1.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを3.0%owp、水酸化ナトリウムを1.2%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.1%owp加え均一に混合した。山本式ニーダー[山本百馬製作所]を使用して、35℃にて1パス(2分間)ニーデイング処理したのち、60℃で1時間恒温槽に入れて熟成を行った。
次に、水を加えてパルプ濃度が1.0重量%になるように希釈したのち、MT型フローテーター[IIM]を用いて、40℃で5分間フローテーションを行った。さらに、80メッシュ金網を使用して、パルプ濃度を10重量%まで脱水濃縮し、TAPPI標準抄紙機を用いて、坪量200g/m2のパルプシートに抄紙した。抄紙により得られたパルプシートについて評価を行った。
フローテーション時の流出率20.1重量%、パルプシートの白色度58.1、残インク面積率0.30%、インクの平均粒径9.56μmであった。
比較例2
熟成後に希釈するパルプ濃度を2重量%としてフローテーションを行った以外は、比較例1と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率11.9重量%、パルプシートの白色度54.5、残インク面積率0.58%、インクの平均粒径10.70μmであった。
【0011】
実施例1
市中回収古紙(雑誌/新聞残紙/回収新聞チラシ入り、重量比60/20/20)を細断したのち、試験用10リットルパルパー[熊谷理機]に入れ、古紙の乾燥重量に対して、アルカリ剤として水酸化ナトリウムを0.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを1.0%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.17%owp、脱墨助剤Aを0.08%owp加え、パルプ濃度を5重量%として、40℃で10分間離解した。次いで、パルプ濃度が20重量%になるよう脱水濃縮した。さらに、古紙乾燥重量に対して、過酸化水素を1.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを3.0%owp、水酸化ナトリウムを1.2%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.1%owp加え均一に混合した。山本式ニーダー[山本百馬製作所]を使用して、35℃にて1パス(2分間)ニーデイング処理したのち、60℃で1時間恒温槽に入れて熟成を行った。
次に、水を加えてパルプ濃度が2.0重量%になるように希釈したのち、MT型フローテーター[IIM]を用いて、40℃で5分間フローテーションを行った。さらに、80メッシュ金網を使用して、パルプ濃度を10重量%まで脱水濃縮し、TAPPI標準抄紙機を用いて、坪量200g/m2のパルプシートに抄紙した。抄紙により得られたパルプシートについて評価を行った。
フローテーション時の流出率17.3重量%、パルプシートの白色度57.8、残インク面積率0.32%、インクの平均粒径9.30μmであった。
実施例2
パルパーに添加する薬品を、水酸化ナトリウムを0.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを1.0%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.25%owpとし、濃縮後に添加する薬品を、過酸化水素を1.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを3.0%owp、水酸化ナトリウムを1.2%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.02%owp、脱墨助剤Aを0.08%owpとした以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率17.5重量%、パルプシートの白色度58.3、残インク面積率0.30%、インクの平均粒径9.40μmであった。
実施例3
パルパーに添加する薬品を、水酸化ナトリウムを0.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを1.0%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.25%owpとし、フローテーションの前に脱墨助剤Aを0.08%owp添加した以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率17.1重量%、パルプシートの白色度58.1、残インク面積率0.29%、インクの平均粒径9.53μmであった。
参考例4、参考例9及び実施例5〜8
実施例1のパルパーに添加する薬品のうち、脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。
参考例10、参考例15及び実施例11〜14
実施例2の濃縮後に添加する薬品のうち、脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例2と同じ操作を繰り返した。
参考例16、参考例21及び実施例17〜20
実施例3のフローテーションの前に添加する脱墨助剤Aを、脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例3と同じ操作を繰り返した。
比較例3〜6
比較例2のパルパーに添加する薬品に加えて、化合物H(リポブライトDP−600)、化合物I(ステアリン酸ナトリウム)、化合物J(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム)又は化合物K(ラウリルアルコールエチレンオキサイド4モル付加物のスルホン酸ナトリウム)を0.1%owp添加した以外は、比較例2と同じ操作を繰り返した。
比較例7〜10
比較例2の濃縮後に添加する薬品に加えて、化合物H〜Kを0.1%owp添加した以外は、比較例2と同じ操作を繰り返した。
比較例11〜14
比較例2のフローテーションの前に、化合物H〜Kを0.1%owp添加した以外は、比較例2と同じ操作を繰り返した。
比較例1〜2、参考例4、参考例9及び実施例1、実施例5〜8及び比較例3〜6の結果を第1表に、比較例1〜2、参考例10、参考例15及び実施例2、実施例11〜14及び比較例7〜10の結果を第2表に、比較例1〜2、参考例16、参考例21及び実施例3、実施例17〜20及び比較例11〜14の結果を第3表に示す。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】
【表3】
【0015】
比較例15
比較例1の離解及びフローテーター前にパルプ希釈する用水として、2重量%食塩水を使用しフローテーションを行った以外は、比較例1と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率10.0重量%、パルプシートの白色度53.5、残インク面積率0.62%、インクの平均粒径10.30μmであった。
実施例22
比較例15のパルパーに添加する薬品を、水酸化ナトリウムを0.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを1.0%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.17%owp、脱墨助剤Aを0.08%owpとした以外は、比較例15と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率16.9重量%、パルプシートの白色度57.8、残インク面積率0.29%、インクの平均粒径9.30μmであった。
実施例23
比較例15の濃縮後に添加する薬品を、過酸化水素を1.5%owp、JIS3号珪酸ナトリウムを3.0%owp、水酸化ナトリウムを1.2%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.02%owp、脱墨助剤Aを0.08%owpとした以外は、比較例15と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率16.5重量%、パルプシートの白色度58.1、残インク面積率0.29%、インクの平均粒径8.98μmであった。
実施例24
比較例15のフローテーションの前に、脱墨助剤Aを0.08%owp添加した以外は、比較例15と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率16.7重量%、パルプシートの白色度58.1、残インク面積率0.28%、インクの平均粒径9.19μmであった。
参考例25、参考例30及び実施例26〜29
実施例22のパルパーに添加する薬品のうち、脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例22と同じ操作を繰り返した。
参考例31、参考例36及び実施例32〜35
実施例23の濃縮後に添加する薬品のうち、脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例23と同じ操作を繰り返した。
参考例37、参考例42及び実施例38〜41
実施例24のフローテーションの前に添加する薬品のうち、脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例24と同じ操作を繰り返した。
比較例16〜19
比較例15のパルパーに添加する薬品に加えて、化合物H〜Kを0.1%owp添加した以外は、比較例15と同じ操作を繰り返した。
比較例20〜23
比較例15の濃縮後に添加する薬品に加えて、化合物H〜Kを0.1%owp添加した以外は、比較例15と同じ操作を繰り返した。
比較例24〜27
比較例15のフローテーションの前に化合物H〜Kを0.1%owp添加した以外は、比較例15と同じ操作を繰り返した。
比較例1、比較例15、参考例25、参考例30及び実施例22、実施例26〜29及び比較例16〜19の結果を第4表に、比較例1、比較例15、参考例31、参考例36及び実施例23、実施例32〜35及び比較例20〜23の結果を第5表に、比較例1、比較例15、参考例37、参考例42及び実施例24、実施例38〜41及び比較例24〜27の結果を第6表に示す。
【0016】
【表4】
【0017】
【表5】
【0018】
【表6】
【0019】
実施例43
パルパーに添加する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200[日華化学(株)]に変更した以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率18.1重量%、パルプシートの白色度58.4、残インク面積率0.30%、インクの平均粒径9.00μmであった。
実施例44
パルパーに添加する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900[日華化学(株)]に変更した以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。
実施例45
パルパーに添加する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500[日華化学(株)]に変更した以外は実施例1と同じ操作を繰り返した。
実施例46
濃縮後に添加する脱墨剤リポブライトDP−600の0.1%owpに加えて、ステアリン酸0.1%owpを添加した以外は、実施例1と同じ操作を繰り返した。
実施例47
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例2と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率17.4重量%、パルプシートの白色度58.4、残インク面積率0.29%、インクの平均粒径9.43μmであった。
実施例48
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例2と同じ操作を繰り返した。
実施例49
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例2と同じ操作を繰り返した。
実施例50
濃縮後に添加する脱墨剤リポブライトDP−600の0.1%owpに加えて、ステアリン酸0.1%owpを添加した以外は、実施例2と同じ操作を繰り返した。
実施例51
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例3と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率17.4重量%、パルプシートの白色度58.3、残インク面積率0.21%、インクの平均粒径9.32μmであった。
実施例52
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例3と同じ操作を繰り返した。
実施例53
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例3と同じ操作を繰り返した。
実施例54
濃縮後に添加する脱墨剤リポブライトDP−600の0.1%owpに加えて、ステアリン酸0.1%owpを添加した以外は実施例3と同じ操作を繰り返した。
比較例1〜2、実施例1及び実施例43〜46の結果を第7表に、比較例1〜2、実施例2及び実施例47〜50の結果を第8表に、比較例1〜2、実施例3及び実施例51〜54の結果を第9表に示す。
【0020】
【表7】
【0021】
【表8】
【0022】
【表9】
【0023】
実施例55
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例22と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率16.8重量%、パルプシートの白色度57.8、残インク面積率0.26%、インクの平均粒径8.95μmであった。
実施例56
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例22と同じ操作を繰り返した。
実施例57
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例22と同じ操作を繰り返した。
実施例58
濃縮後に添加する脱墨剤リポブライトDP−600の0.1%owpに加えて、ステアリン酸0.1%owpを添加した以外は、実施例22と同じ操作を繰り返した。
実施例59
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例23と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率16.9重量%、パルプシートの白色度58.2、残インク面積率0.25%、インクの平均粒径8.70μmであった。
実施例60
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例23と同じ操作を繰り返した。
実施例61
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例23と同じ操作を繰り返した。
実施例62
濃縮後に添加する脱墨剤リポブライトDP−600の0.1%owpに加えて、ステアリン酸0.1%owpを添加した以外は、実施例23と同じ操作を繰り返した。
実施例63
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例24と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率17.0重量%、パルプシートの白色度58.2、残インク面積率0.21%、インクの平均粒径8.97μmであった。
実施例64
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例24と同じ操作を繰り返した。
実施例65
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例24と同じ操作を繰り返した。
実施例66
濃縮後に添加する脱墨剤リポブライトDP−600の0.1%owpに加えて、ステアリン酸0.1%owpを添加した以外は、実施例24と同じ操作を繰り返した。
比較例1、比較例15、実施例22及び実施例55〜58の結果を第10表に、比較例1、比較例15、実施例23及び実施例59〜62の結果を第11表に、比較例1、比較例15、実施例24及び実施例63〜66の結果を第12表に示す。
【0024】
【表10】
【0025】
【表11】
【0026】
【表12】
【0027】
比較例28
市中回収古紙(雑誌、ポスターなどグラビア印刷後の上質紙)を細断後、試験用10リットルパルパー[熊谷理機]に入れ、古紙の乾燥重量に対してアルカリ剤として水酸化ナトリウムを1.0%owp、脱墨剤リポブライトDP−600を0.1%owpを加え、パルプ濃度を5重量%として、50℃で25分間離解した。次いで、パルプ濃度を15重量%に脱水濃縮した。山本式ニーダー[山本百馬製作所]を使用して、35℃にて1パス(2分間)ニーデイング処理したのち、50℃で3時間恒温槽に入れて熟成を行った。次に、水を加えてパルプ濃度が1重量%になるように希釈したのち、試験用のMT型フローチーター[IIM]を用いて40℃で5分間フローテーションを行った。さらに、パルプ濃度を10重量%に濃縮し、また水で1重量%に希釈することにより洗浄した。洗浄後のパルプを採取し、パルプシートを作成して、得られたパルプシートについて評価を行った。
フローテーション時の流出率8.0重量%、パルプシートの白色度79.6、残インク面積率0.15%、インクの平均粒径8.83μmであった。
比較例29
比較例28の熟成後に希釈するパルプ濃度を2重量%としてフローテーションを行った以外は、比較例28と同じ操作を繰り返した。
実施例67
比較例29のパルパーに添加する薬品に、脱墨助剤Aを0.03%owp追加した以外は、比較例29と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率8.0重量%、パルプシートの白色度78.5、残インク面積率0.12%、インクの平均粒径8.31μmであった。
実施例68
比較例29の濃縮後に添加する薬品に脱墨助剤Aを0.03%owp追加した以外は、比較例29と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.9重量%、パルプシートの白色度79.2、残インク面積率0.13%、インクの平均粒径8.25μmであった。
実施例69
比較例29のフローテーションの前に脱墨助剤Aを0.03%owp添加した以外は、比較例29と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.6重量%、パルプシートの白色度78.6、残インク面積率0.14%、インクの平均粒径8.32μmであった。
参考例70、参考例75及び実施例71〜74
パルパーに添加する薬品のうち脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例67と同じ操作を繰り返した。
参考例76、参考例81及び実施例77〜80
濃縮後に添加する脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例68と同じ操作を繰り返した。
参考例82、参考例87及び実施例83〜86
パルパーに添加する薬品のうち脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例69と同じ操作を繰り返した。
比較例30〜33
パルパーに添加する薬品に加えて化合物H〜Kを0.05%owp添加した以外は、比較例29と同じ操作を繰り返した。
比較例34〜37
濃縮後に化合物H〜Kを0.05%owp添加した以外は、比較例29と同じ操作を繰り返した。
比較例38〜41
フローテーションの前に化合物H〜Kを0.05%owp添加した以外は、比較例26と同じ操作を繰り返した。
比較例28〜29、参考例70、参考例75及び実施例67、実施例71〜74及び比較例30〜33の結果を第13表に、比較例28〜29、参考例76、参考例81及び実施例68、実施例77〜80及び比較例34〜37の結果を第14表に、比較例28〜29、参考例82、参考例87及び実施例69、実施例83〜86及び比較例38〜41の結果を第15表に示す。
【0028】
【表13】
【0029】
【表14】
【0030】
【表15】
【0031】
比較例42
離解及びフローテーター前にパルプ希釈する用水として2重量%の食塩水を使用してフローテーションを行った以外は、比較例28と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率4.8重量%、パルプシートの白色度77.2、残インク面積率0.32%、インクの平均粒径10.4μmであった。
実施例88
パルパーに添加する薬品に加え脱墨助剤Aを0.03%owp添加した以外は比較例42と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.7重量%、パルプシートの白色度78.2、残インク面積率0.16%、インクの平均粒径8.32μmであった。
実施例89
濃縮後に脱墨助剤Aを0.03%owp添加した以外は、比較例42と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.8重量%、パルプシートの白色度78.7、残インク面積率0.16%、インクの平均粒径8.21μmであった。
実施例90
フローテーションの前に脱墨助剤Aを0.03%owp添加した以外は、比較例42と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率8.0重量%、パルプシートの白色度78.1、残インク面積率0.16%、インクの平均粒径8.34μmであった。
参考例91、参考例96及び実施例92〜95
パルパーに添加する薬品のうち脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例88と同じ操作を繰り返した。
参考例97、参考例102及び実施例98〜101
濃縮後に添加する脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例89と全く同じ操作を繰り返した。
参考例103、参考例108及び実施例104〜107
フローテーション前に添加する脱墨助剤Aを脱墨助剤B〜Gに変更した以外は、実施例90と全く同じ操作を繰り返した。
比較例43〜46
パルパーに添加する薬品に加えて化合物H〜Kを0.05%owp添加した以外は、比較例42と同じ操作を繰り返した。
比較例47〜50
濃縮後に添加する薬品に加えて化合物H〜Kを0.05%owp添加した以外は、比較例42と同じ操作を繰り返した。
比較例51〜54
フローテーションの前に化合物H〜Kを0.05%owp添加した以外は、比較例42と同じ操作を繰り返した。
比較例28、比較例42、参考例91、参考例96及び実施例88、実施例92〜95及び比較例43〜46の結果を第16表に、比較例28、比較例42、参考例97、参考例102及び実施例89、実施例98〜101及び比較例47〜50の結果を第17表に、比較例28、比較例42、参考例103、参考例108及び実施例90、実施例104〜107及び比較例51〜54の結果を第18表に示す。
【0032】
【表16】
【0033】
【表17】
【0034】
【表18】
【0035】
実施例109
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例67と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.1重量%、パルプシートの白色度78.7、残インク面積率0.13%、インクの平均粒径7.57μmであった。
実施例110
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例67と同じ操作を繰り返した。
実施例111
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例67と同じ操作を繰り返した。
実施例112
濃縮後添加する薬剤にステアリン酸0.05%owpを追加した以外は、実施例67と同じ操作を繰り返した。
実施例113
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例68と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.6重量%、パルプシートの白色度77.2、残インク面積率0.05%、インクの平均粒径8.00μmであった。
実施例114
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例68と同じ操作を繰り返した。
実施例115
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例68と同じ操作を繰り返した。
実施例116
濃縮後に添加する薬剤にステアリン酸0.05%owpを追加した以外は、実施例68と同じ操作を繰り返した。
実施例117
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例69と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.4重量%、パルプシートの白色度77.4、残インク面積率0.17%、インクの平均粒径7.83μmであった。
実施例118
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例69と同じ操作を繰り返した。
実施例119
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例69と同じ操作を繰り返した。
実施例120
濃縮後に添加する薬剤にステアリン酸を0.05%owp追加した以外は、実施例69と同じ操作を繰り返した。
比較例28〜29、実施例67及び実施例109〜112の結果を第19表に、比較例28〜29、実施例68及び実施例113〜116の結果を第20表に、比較例28〜29、実施例69及び実施例117〜120の結果を第21表に示す。
【0036】
【表19】
【0037】
【表20】
【0038】
【表21】
【0039】
実施例121
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例88と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.7重量%、パルプシートの白色度79.5、残インク面積率0.06%、インクの平均粒径7.59μmであった。
実施例122
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例88と全く同じ操作を繰り返した。
実施例123
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例88と同じ操作を繰り返した。
実施例124
濃縮後に添加する薬剤にステアリン酸を0.05%owp追加した以外は、実施例88と同じ操作を繰り返した。
実施例125
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例89と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.9重量%、パルプシートの白色度79.1、残インク面積率0.04%、インクの平均粒径8.05μmであった。
実施例126
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例89と全く同じ操作を繰り返した。
実施例127
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例89と同じ操作を繰り返した。
実施例128
濃縮後に添加する薬剤にステアリン酸を0.05%owp追加した以外は、実施例89と全く同じ操作を繰り返した。
実施例129
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−200に変更した以外は、実施例90と同じ操作を繰り返した。
フローテーション時の流出率7.9重量%、パルプシートの白色度79.2、残インク面積率0.09%、インクの平均粒径7.95μmであった。
実施例130
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポトールLH−900に変更した以外は、実施例90と同じ操作を繰り返した。
実施例131
使用する脱墨剤をリポブライトDP−600からリポブライトDP−500に変更した以外は、実施例90と同じ操作を繰り返した。
実施例132
濃縮後に添加する薬剤にステアリン酸を0.05%owp追加した以外は、実施例90と同じ操作を繰り返した。
比較例28、比較例42、実施例88及び実施例121〜124の結果を第22表に、比較例28、比較例42、実施例89及び実施例125〜128の結果を第23表に、比較例28、比較例42、実施例90及び実施例129〜132の結果を第24表に示す。
【0040】
【表22】
【0041】
【表23】
【0042】
【表24】
【0043】
本発明の脱墨助剤を使用した実施例においては、比較例に比べて、塩分が高い用水を使用した場合にも、パルプの濃度が高い場合にも、フローテーションにおける流出を低く保ちつつ、白色度が高く、残インクの少ない高品質の再生パルプが得られている。また、脱墨助剤の添加場所としては、特に、濃縮後及びフローテーション前の添加で効果が高いが、パルパーに添加した場合も十分な効果が得られている。また、本発明の脱墨助剤を使用した実施例においては、比較例に比べて、新聞/雑誌系古紙とグラビア雑誌/ポスター上質古紙のいずれにおいても、フローテーションにおける流出を低く保ちつつ、白色度が高く、残インクの少ない高品質の再生パルプが得られている。
これに対し、脱墨助剤を添加しない場合には、新聞/雑誌系古紙とグラビア雑誌/ポスター上質古紙のいずれにおいても、パルプ濃度の上昇や、用水への食塩の混入により、フローテーションで発泡性が不足し、白色度の低下などの現象が認められる。また、従来の脱墨助剤の通常量を添加した比較例においては、白色度の低下は小さくなるものの、十分にインクを分散除去することができず、脱墨助剤を大量に添加することにより、白色度や残インクを改良することができるが、フローテーションにおける流出が大きくなり、経済性が損なわれる。
【0044】
【発明の効果】
本発明の脱墨助剤は、スチレンスルホン酸塩単位を有する重合体からなり、洗浄法において洗浄能力に優れ、フローテーション法におけるフローテーション処理においてインク凝集力に優れ、泡へのインク付着性が高く、インクのみを効率よく除去することができる。また、インクが除去されると消えやすい泡を発生することにより、高白色度で残存インクが少なく、インク粒径が小さい再生パルプを得ることができる。さらに、パルプ濃度や用水の塩分濃度の影響を受けにくく、フローテーターでの使用も可能である。
Claims (3)
- スチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体であって、該共重合体の共重合成分が、スチレン、アクリル酸又はメタクリル酸と付加モル数が30以下のポリアルキレンオキサイドとのエステル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール及びマレイン酸若しくは該酸の塩の少なくとも1種である共重合体を含有することを特徴とする脱墨助剤。
- 共重合体の共重合成分が、アクリル酸又はメタクリル酸と付加モル数が30以下のポリアルキレンオキサイドとのエステルであって、該アルキレンオキサイドが、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドである請求項1記載の脱墨助剤。
- 請求項1又は請求項2記載の脱墨助剤を、フローテーション以前の工程において、乾燥古紙に対してスチレンスルホン酸塩の単独重合体又は共重合体が0.001〜10重量%となるよう添加することを特徴とする脱墨再生パルプの製造方法。
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