JP4711096B2

JP4711096B2 - Foreign matter removal agent and foreign matter removal method for waste paper deinking process flowator

Info

Publication number: JP4711096B2
Application number: JP2000310230A
Authority: JP
Inventors: 正幸村野
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP2002115191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、新聞紙、雑誌、ＯＡ古紙、情報用紙、チラシ古紙などを脱インクして再生利用するための古紙脱墨工程のフローテーターにおいて、ピッチ、灰分、インクなどの異物を効果的に除去し、品質の優れた脱墨パルプを高収率で得ることができる古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
新聞紙、雑誌、情報用紙などの再生利用は古くから行われているが、近年は特に地球的規模の環境保護、森林資源保護の要請が高まり、古紙の再生利用が重要視されている。また、製紙会社の立場からも、省エネルギー、省資源の面から、古紙の再生利用が大きな課題となっている。こうした事情から再生古紙の用途は広がり、従来より高品質の紙製品の原料としても利用されるようになっている。一方、古紙の再生には大量の水が必要であるが、用水の確保難や、環境の面から使用量を節減しなければならない状況にあり、用水の循環再利用が進められている。したがって、古紙の再生技術は、悪条件を克服するためにより高度のものが要求されるようになってきている。
古紙を回収して再利用するためには、脱墨工程によつて印刷インクなどを除去してパルプ繊維を採取し、脱墨パルプが製造されるのが−般的である。フローテーターを用いる脱墨工程の一例を述べると、まず水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムなどのアルカリを含む水に原料古紙を加え、パルパーによつて古紙を離解し、パルプスラリー化したのち、ニーダーでパルプスラリーと脱墨剤を混練し、印刷インクをパルプから引き剥がす。これを一旦水で希釈してスクリーンを通して固形物などを除去したのち、再び脱水濃縮し、過酸化水素を加えたタワーで漂白を行う。濃縮により分離された水は、用水節減と残存薬剤の有効利用を目的として、再びパルパー仕込水として回収再利用される。
漂白タワーに次いで、パルプスラリーは、フローテーターに送られ、水で希釈されたのち、インクなどの異物を浮上分離して系外にフロスとして排出する。パルプは、エキストラクタなどで水がろ過により除去され、水に再懸濁されたのち、フィルタでパルプが洗浄される。このようにしてインクや汚れが取り除かれた脱墨パルプは、新聞紙、中質印刷紙、家庭紙などを製造するパルプ原料の一部に使用されている。
フローテーターは、パルプとインクの混合物に気泡を吹き込み、泡にインクを付着させて浮上させ、パルプから分離する装置であり、この工程は、脱墨工程の中でも製品の品質を左右する非常に重要な工程である。そこで、フローテーターにおける発泡や、インクの泡への吸着促進を自的として、様々な脱墨剤がパルパーやニーダーなどにおいて添加されている。
脱墨剤としては、高級アルコール又は脂肪酸にエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加した界面活性剤系の薬剤と、高級脂肪酸系の薬剤が現在の主流を占めている。前者の脱墨剤は、炭素数１２〜１８の高級アルコール又は脂肪酸に、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合物をエーテル結合で付加した構造を有する界面活性剤である。この脱墨剤は、親水基としてオキシプロピレン基というやや親水性の弱い基を有しているために油との親和性が増し、その結果インクへの浸透力と泡へのインク吸着力が強められる。したがって、パルプからのインクの剥離力と、泡のインクの捕集力を有する特徴があるとされている。
また、高濃度パルパーが普及し、５０〜６０℃の高温で古紙を離解する系が増えてきており、これらの系では、ステアリン酸などの高級脂肪酸系の脱墨剤が使用されている。ステアリン酸は、高温、高アルカリのパルパー内でケン化されてステアリン酸ナトリウムとなり、界面活性効果を発揮してインクの剥離に寄与する。フローテーター前で塩化カルシウムを加え、ステアリン酸カルシウムを析出させてインクを泡へ吸着、微凝集させて浮上分離する。
フローテーターで処理したのち、エキストラクタでパルプと水が分離され、分離された水は用水節減の目的と、含まれるアルカリと脱墨剤を回収再利用する目的から、新たなフローテーター希釈水及び古紙のパルパー仕込水として循環再使用されるのが一般的である。また、フロスもさらに再度インクが濃縮分離されて、分離水はフローテーター希釈水として回収再利用される。これらの用水の回収再利用率を高めていくと、やがて分離水中の不純物が濃縮されて脱墨パルプの品質を低下させるために、最近は漂白前の脱水工程分離回収水系、フロス回収水系及び主フローテーター回収水系の途中に、さらにフローテーターを設置することも多くなっている。
ところで、従来の有機脱墨剤は、インクの剥離性と除去性は優れているものの、フローテーターにおけるインク凝集性が必ずしも十分ではないことと、古紙中に填料などとして含まれる灰分の除去が十分ではないという問題を抱えている。填料などからなる灰分は、インクに比べると比重が大きく、疎水性が弱いために泡に付着しにくい性質を有するためである。インク凝集性の問題に対しては、従来からインク凝集性の良好な脱墨剤の開発努力がなされてきているが、未だ満足し得るものはないと言われている。そこで、インク凝集性を高めることによってインク除去率をいっそう向上し、さらに灰分除去率の高い脱墨方法が望まれている。
上記のような有機脱墨剤の他に、アルミニウム化合物などの無機凝集剤（特開平６−２５７０８２号公報）や高分子凝集剤（特開平１０−１５８９８５号公報）を添加する方法が提案されているが、多量のアルカリや塩類を含む脱墨処理においては、無機凝集剤を併用しても十分なインク凝集性と灰分除去性は得られない。また、一般的な高分子凝集剤の添加では、インク凝集効果と灰分除去効果が不十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、新聞紙、雑誌、ＯＡ古紙、情報用紙、チラシ古紙などを脱インクして再生利用するための古紙脱墨工程のフローテーターにおいて、５μｍ以下のピッチ、灰分、インクなどの異物を効果的に除去し、品質の優れた脱墨パルプを高い歩留りで得ることができる古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去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】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体の存在下にフローテーションを行うことにより、パルプの歩留りを低下させることなく、ピッチ、灰分、インクなどの異物を効果的に除去して、高品質の脱墨パルプを得ることができることを見いだし、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）重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤において、水溶性両性アクリルアミド系重合体が、アクリルアミド単位４０〜９９.３モル％、カチオン性単量体単位０.５〜５０モル％、アニオン性単量体単位０.２〜１０モル％及び多官能性単量体単位０〜２モル％を有する共重合体であって、前記カチオン性単量体単位が、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物単位であり、前記アニオン性単量体単位が、カルボキシル基を有する単量体単位であることを特徴とする古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤、及び、
（２）古紙脱墨工程フローテーター又はその前工程に、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物単位０.５〜５０モル％、カルボン酸含有単量体単位０.２〜１０モル％、アクリルアミド単位４０〜９９.３モル％及び多官能性単量体単位０〜２モル％を有し、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００である水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加することを特徴とする異物除去方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）水溶性両性アクリルアミド系重合体が、一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位０〜１０モル％を有する第１項記載の古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤、
ＣＨ₂＝ＣＲ¹ＣＯＮＲ²Ｒ³ …［１］
（ただし、式中、Ｒ¹は水素又はメチル基であり、Ｒ²は水素又は炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖を有するアルキル基であり、Ｒ³は炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖を有するアルキル基である。）、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤は、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する。本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、アクリルアミド単位、カチオン性単量体単位及びアニオン性単量体単位を有する共重合体である。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、重量平均分子量が５００,０００〜５,０００,０００である。水溶性両性アクリルアミド系重合体の重量平均分子量が５００,０００未満であると、異物除去に必要な水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加量が多くなり、現実的ではなくなるおそれがある。水溶性両性アクリルアミド系重合体の重量平均分子量が５,０００,０００を超えると、異物除去効果が不十分となるおそれがある。水溶性両性アクリルアミド系重合体の重量平均分子量は、光散乱法により測定することができる。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体のアクリルアミド単位の割合は、４０〜９９.３モル％であることが好ましく、６０〜９６モル％であることがより好ましい。アクリルアミド単位の割合が４０モル％未満であると、回収利用すべき微細な繊維までも除去して、歩留りが低下するおそれがある。アクリルアミド単位の割合が９９.３モル％を超えると、カチオン性単量体単位とアニオン性単量体単位の量が少なくなって、両性重合体としての特性の発現が不十分となるおそれがある。
【０００６】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体のカチオン性単量体単位の割合は、０.５〜５０モル％であることが好ましく、１〜３０モル％であることがより好ましい。カチオン性単量体単位の割合が０.５モル％未満であっても、５０モル％を超えても、異物除去効果が不十分となるおそれがある。本発明に用いるカチオン性単量体に特に制限はなく、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどや、これらの単量体と塩化メチル、塩化ベンジル、ジメチル硫酸、エピクロルヒドリンなどの四級化剤との反応によって得られる第四級アンモニウム基を有する単量体、ジアリルジメチルアンモニウムクロライドなどを挙げることができる。これらのカチオン性単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートの塩化メチル又は塩化ベンジル四級化物を特に好適に用いることができる。なお、(メタ)アクリル基などは、アクリル基など及びメタクリル基などを表す。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体のアニオン性単量体単位の割合は、０.２〜１０モル％であることが好ましく、１〜７モル％であることがより好ましい。アニオン性単量体単位の割合が０.２モル％未満であっても、１０モル％を超えても、異物除去効果が不十分となるおそれがある。本発明に用いるアニオン性単量体に特に制限はなく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、３−メチル−３−ブテン酸などの不飽和モノカルボン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、ムコン酸などの不飽和ジカルボン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸などの不飽和スルホン酸、これらの不飽和酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。これらのアニオン性単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で不飽和モノカルボン酸及びその塩を好適に用いることができ、アクリル酸及びそのナトリウム塩を特に好適に用いることができる。
【０００７】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、多官能性単量体単位を有することができる。水溶性両性アクリルアミド系重合体の多官能性単量体単位の割合は、２モル％以下であることが好ましく、０.５モル％以下であることがより好ましい。多官能性単量体単位によって水溶性両性アクリルアミド系重合体に架橋点を形成することにより、異物除去効果を向上することができる。多官能性単量体単位の割合が２モル％を超えると、両性アクリルアミド系重合体の水溶性が低下するおそれがある。本発明に用いる多官能性単量体に特に制限はなく、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート類、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、エチレンビス(メタ)アクリルアミド、ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミドなどのビス(メタ)アクリルアミド類、アジピン酸ジビニル、セバシン酸ジビニルなどのジビニルエステル類、アリル(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アリルアミン、ジ(メタ)アリルジメチルアンモニウムクロライド、ジ(メタ)アリルフタレート、ジ(メタ)アリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン、Ｎ,Ｎ−ジ(メタ)アリルアクリルアミドなどの２官能性単量体、１,３,５−トリ(メタ)アクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、トリ(メタ)アリルイソシアヌレート、トリ(メタ)アリルアミン、トリ(メタ)アリルトリメリテートなどの３官能性単量体、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アリルピロメリテート、Ｎ,Ｎ,Ｎ',Ｎ'−テトラ(メタ)アリル−１,４−ジアミノブタン、テトラ(メタ)アリルアンモニウム塩、テトラ(メタ)アリルオキシエタンなどの４官能性単量体、その他にＮ−メチロール(メタ)アクリルアミドなどを挙げることができる。これらの多官能性単量体は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、１,３,５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、トリアリルイソシアヌレート及びメチレンビスアクリルアミドを好適に用いることができる。
【０００８】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位を有することができる。
ＣＨ₂＝ＣＲ¹ＣＯＮＲ²Ｒ³ …［１］
ただし、一般式［１］において、Ｒ¹は水素又はメチル基であり、Ｒ²は水素又は炭素数１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖を有するアルキル基であり、Ｒ³は炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖を有するアルキル基である。一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位は、Ｎ置換アルキル基中のメチル基、メチレン基又はメチリジン基が連鎖移動点として作用し、両性アクリルアミド系重合体に分岐構造を形成して、ゲル化を伴わない分岐重合体とし、異物除去効果を向上させる。
水溶性両性アクリルアミド系重合体の一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位の割合は、０〜１０モル％であることが好ましい。一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドに由来する単位の割合が１０モル％を超えると、両性アクリルアミド系重合体の水溶性が低下するおそれがある。Ｒ²又はＲ³における炭素数１〜４の直鎖状又は分岐鎖を有するアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基などを挙げることができる。一般式［１］で表されるＮ置換(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、Ｎ−メチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−エチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチル(メタ)アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどを挙げることができる。これらのＮ置換(メタ)アクリルアミドは、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、共重合性と連鎖移動性の良好なＮ,Ｎ−ジメチルアクリルアミドを特に好適に用いることができる。
【０００９】
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体は、アクリルアミド単位以外のノニオン性単量体単位を有することができる。アクリルアミド単位以外のノニオン性単量体単位の割合は、０〜２５モル％であることが好ましい。アクリルアミド単位以外のノニオン性単量体単位の割合が２５モル％を超えると、異物除去効果が不十分となるおそれがある。アクリルアミド以外のノニオン性単量体に特に制限はなく、例えば、アニオン性単量体として上記した不飽和カルボン酸の炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルエステル、アクリロニトリル、スチレン類、酢酸ビニル、メチルビニルエーテル、Ｎ−ビニルピロリドンなどを挙げることができる。
本発明に用いる水溶性両性アクリルアミド系重合体の製造方法に特に制限はなく、例えば、反応容器に各種の単量体及び水を仕込み、ラジカル重合開始剤を加え、撹拌下に加温することにより、水溶性両性アクリルアミド系重合体を水溶液として得ることができる。反応温度は、通常５０〜１００℃であることが好ましく、反応時間は１〜５時間程度である。単量体の仕込み方法に特に制限はなく、例えば、全単量体を同時に仕込んで重合することができ、あるいは、全単量体又は一部の単量体を連続して滴下しつつ重合することもでき、従来公知の各種の方法により行うことができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、これらの過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤を組み合わせたレドックス系重合開始剤、アゾ系開始剤などを用いることができる。ラジカル重合開始剤の使用量は、単量体の合計の０.０５〜２重量％であることが好ましい。
【００１０】
本発明方法においては、古紙脱墨工程フローテーター又はその前工程に、上記の水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加し、パルプ繊維と、インク、灰分、ピッチなどの異物とを分離する。水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加方法に特に制限はないが、水溶液として添加することが好ましい。水溶性両性アクリルアミド系重合体はフローテーターのみならず、その任意の前工程、例えば、パルパー、ニーダー、タワー、又はこれらをつなぐ配管などに添加することができる。ここでフローテーターとは、脱墨主工程のフローテーターのみならず、２次フローテーターや、回収再利用水系などに設置したフローテーターも含む。
水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加量に特に制限はないが、フローテーター処理量当たり０.５〜２００mg／Ｌであることが好ましく、５〜１００mg／Ｌであることがより好ましい。添加量が０.５mg／Ｌ未満であると、インク、ピッチ、灰分などの異物除去効果が不十分となるおそれがある。添加量が２００mg／Ｌを超えると、パルプ繊維のフロスヘの移行が進み、パルプの歩留りが低下するおそれがある。水溶性両性アクリルアミド系重合体の添加量は、得られる脱墨パルプの白色度及び灰分含有量を測定することによつて調節することができる。本発明の異物除去剤は、すでに剥離されたインク、ピッチ及び灰分を凝集させてパルプ繊維から分離する機能に優れているが、インクやピッチなどを剥離する機能は大きくないので、インク剥離機能に優れた有機脱墨剤を併用することが好ましい。このようなインク剥離機能に優れた有機脱墨剤としては、従来から用いられている界面活性剤を使用することができ、特に高級アルコール又は脂肪酸のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物である界面活性剤系脱墨剤、高級脂肪酸族系脱墨剤などを好適に用いることができる。高級アルコール又は脂肪酸のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物である界面活性剤系脱墨剤は、炭素数１２〜１８の高級アルコール又は高級脂肪酸にエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイドを付加したもの又はそのエステル若しくはエーテルであり、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加モル数、モル比、付加形態などは、脱墨を行う系の特性に合わせて任意に選択することができる。また、高級脂肪酸系脱墨剤は、炭素数１２〜１８の高級脂肪酸、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などであって、これらのカルシウム塩と併用することができる。
【００１１】
本発明の異物除去剤は、水溶性両性アクリルアミド系重合体に加えて、起泡剤などの助剤や、インク剥離性を有する成分などを含有させることができる。インク剥離性を有する成分としては、前述のような従来の有機脱墨剤に含まれる界面活性剤などを挙げることができる。
本発明の異物除去方法の具体的な操作は、従来の脱墨工程と同様にして行うことができる。このような脱墨工程の一例を述べると、まず水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムなどのアルカリを含む水に原料古紙を加え、パルパーによって古紙を離解してパルプスラリー化したのち、ニーダーでパルプスラリーと有機脱墨剤を混練し、印刷インクをパルプから引き剥がす。さらに、過酸化水素を加えたタワーで漂白を行う。次いで、パルプスラリーをフローテーターに送り、インクなどの異物を浮上分離して、系外にフロスとして排出する。パルプスラリーは、エキストラクタなどで水を除去し、さらにパルプを水に再懸濁したのち、フィルタでパルプを洗浄する。本発明の異物除去剤は、フローテーターに添加してもよく、あるいは、その前段階で添加してもよい。このようにしてインクや汚れが取り除かれた脱墨パルプは、新聞紙、中質印刷紙、家庭紙などを製造するパルプ原料の一部に使用することができる。
フローテーターにおいては、パルプスラリーに気泡を吹き込み、泡にインクなどの異物を付着させて浮上させ、パルプと分離する。この場合、従来の有機脱墨剤を添加すると、パルプ繊維からインクなどが剥離される。この状態でフローテーションを行っても、剥離したインク、ピッチ、灰分などの異物は分散状態に保たれて分離しにくいが、本発明の水溶性両性アクリルアミド系重合体を含有する異物除去剤を添加してフローテーションを行うと、剥離したインク、ピッチ、灰分などの異物が凝集してフロックを形成し、これが気泡に付着して浮上し分離される。
このようにしてパルプスラリーのインク、ピッチ、灰分などの異物の除去率が向上すると、得られた脱墨パルプを配合して製造した紙製品の白色度の向上や、マシンでのピッチトラブルの防止、汚れによる欠点の防止、歩留り、ろ水性の向上、紙の強度の向上などの品質改善や、生産性の向上、操業性の改善に繋がる。また、これらの改善点により、脱墨パルプの配合率を高めることができ、製造原価に占めるパルプ原料費を低減することが可能となる。
【００１２】
【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は、新聞及びチラシを原料として脱墨処理を行っている工程からフローテーター入ロスラリーを採取し、実験用フローテーターを用いて、フローテーション試験を行った。
スラリーを採取した脱墨工程では、パルパーにおいて原料古紙重量に対して、苛性ソーダ１.５重量％、ケイ酸ソーダ３重量％、高級アルコール系脱墨剤０.３重量％が添加され、ニーダー入口には過酸化水素３重量％が添加されている。また、このスラリーはpHが９.０であり、エキストラクタ分離液は、新たな古紙原料の離解用水として再利用されている。
採取したスラリー５Ｌを３０℃に調整したのち、重合体２５０mgを添加し、机上ＭＴフローテーター［石川島産業機械(株)製］で３分間処理し、フロス量、処理後のスラリーの懸濁固形分濃度（ＪＩＳＫ０ｌ０２）及び灰分濃度（ＪＩＳＰ８００３）を測定した。スラリーのピッチ濃度は、クロロホルム抽出法（ＪＩＳＫ０１０１２４のヘキサン抽出をクロロホルム抽出に変更した測定法）により測定した。また、ＪＩＳＰ８２０９に従い、タッピシートマシンを用いてパルプシート各２枚を作製し、得られたパルプシートの白色度をハンター白色度計（ＪＩＳＰ８１２３）を用いて測定した。白色度は各シートにつき５点測定し、平均値を求めた。
重合体の効果は、得られたパルプシートの白色度、処理後スラリーの灰分含有率及びパルプ歩留り率（計算値）によって評価した。各評価項目の計算式を、以下に示す。
灰分含有率（重量％）
＝｛スラリーの灰分濃度（mg／Ｌ）／スラリーの懸濁固形分濃度（mg／Ｌ）｝×１００
パルプ歩留り（重量％）
＝［獲得パルプ量（mg）／｛（スラリー量（Ｌ）×未処理スラリーのパルプ濃度（mg／Ｌ）｝］×１００
パルプ濃度（mg／Ｌ）
＝スラリーの懸濁固形分濃度（mg／Ｌ）−スラリーの灰分濃度（mg／Ｌ）−スラリーのピッチ濃度（mg／Ｌ）
獲得パルプ量（mg）
＝｛スラリー量（Ｌ）−フロス量（Ｌ）｝×処理後スラリーのパルプ濃度（mg／Ｌ）
ピッチ含有率（重量％）
＝スラリーのピッチ濃度（mg／Ｌ）／スラリーの懸濁周形分濃度（mg／Ｌ）×１００
採取したフローテーター入口スラリーの懸濁固形分濃度は９,４００mg／Ｌ、ピッチ１６０mg／Ｌ、灰分５,２００mg／Ｌ、灰分含有率５５.０重量％であった。
実施例及び比較例において用いた重合体の組成及び重量平均分子量を、第１表に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
［注］
ＡＡｍ：アクリルアミド
ＤＡＡｍ：ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物
ＤＡＡｂ：ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化ベンジル四級化物
ＤＡＭｍ：ジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化メチル四級化物
ＡＡ：アクリル酸ナトリウム
ＭＢＡ：メチレンビスアクリルアミド
ＤＡＤＭＡＣ：ジアリルジメチルアンモニウムクロライド
実施例１
アクリルアミド単位９３モル％、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物単位５モル％及びアクリル酸ナトリウム単位２モル％を有し、重量平均分子量が５０万である水溶性両性アクリルアミド系重合体Ａを用いて、フローテーション処理を行った。
フロス量は１.０Ｌ、処理後スラリーの懸濁固形分濃度７,０２０mg／Ｌ、灰分濃度３,３４０mg／Ｌ、獲得パルプ量３,６４０mg、ピッチ濃度４０mg／Ｌであった。灰分含有率は４７.６重量％、パルプ歩留りは７２.１重量％である。パルプシートの白色度は、４４.５であった。
実施例２〜４
水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｂ、Ｃ又はＤを用いて、フローテーション処理を行った。
比較例１
アクリルアミド単位９３モル％、ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル四級化物単位５モル％及びアクリル酸ナトリウム単位２モル％を有し、重量平均分子量が２０万である水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｅを用いて、フローテーション処理を行った。
フロス量は１.０Ｌ、処理後スラリーの懸濁固形分濃度８,０９０mg／Ｌ、灰分濃度４,１２０mg／Ｌ、獲得パルプ量３,８８５mg、ピッチ濃度８５mg／Ｌであった。灰分含有率は５０.９重量％、パルプ歩留りは７６.９重量％である。パルプシートの白色度は、４２.９であった。
比較例２〜７
水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｆ、水溶性アニオン性アクリルアミド系重合体Ｇ、水溶性カチオン性アクリルアミド系重合体Ｈ、Ｉ、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド又はポリアクリルアミドを用いて、フローテーション処理を行った。
比較例８
重合体を添加することなく、フローテーション処理を行った。
実施例１〜４及び比較例１〜８の結果を、第２表に示す。
【００１５】
【表２】

【００１６】
【表３】

【００１７】
第２表に見られるように、重量平均分子量５０万〜３００万の水溶性両性アクリルアミド系重合体Ａ、Ｂ、Ｃ又はＤを添加してフローテーション処理を行った実施例１〜４では、ピッチ濃度、灰分含有率がともに低く、白色度が高いパルプが得られている。
これに対して、重量平均分子量２０万の水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｅを用いた比較例１では、パルプ歩留りは高いが、ピッチ濃度、灰分含有率ともにやや高い。重量平均分子量１,０００万の水溶性両性アクリルアミド系重合体Ｆを用いた比較例２では、ピッチ濃度、灰分含有率、白色度が、すべてフローテーター入口スラリーをそのまま用いた場合と大差がなく、フローテーションの効果がほとんど現れていない。水溶性アニオン性アクリルアミド系重合体Ｇを用いた比較例３では、ピッチ濃度、灰分含有率、白色度のすべてが、重合体を添加することなくフローテーションを行った比較例８とほぼ同等であり、重合体を添加した効果が現れていない。
重量平均分子量１００万の水溶性カチオン性アクリルアミド系重合体Ｈを用いた比較例４では、ピッチ濃度、灰分含有率がともにやや高い。重量平均分子量１,０００万の水溶性カチオン性アクリルアミド系重合体Ｉを用いた比較例５では、比較例２と同様に、フローテーションの効果がほとんど現れていない。ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドを用いた比較例６では、ピッチ濃度、灰分含有率が低く、白色度が高いパルプが得られているが、パルプ歩留りが低く、実用的ではない。ポリアクリルアミドを用いた比較例７では、比較例３と同様に、重合体を添加した効果が現れていない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の古紙脱墨工程フローテーターの異物除去剤及び異物除去方法によれば、水溶性両性アクリルアミド系重合体を添加してフローテーションを行うことにより、灰分、ピッチ、インクの除去率が向上し、アルカリの消費が少なく、パルプの歩留り率を低下させることなく高品質の脱墨パルプを得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter removing agent and a foreign matter removing method for a waste paper deinking process flowator. More specifically, the present invention is effective for removing foreign matter such as pitch, ash, ink, etc. in a waste paper deinking process for deinking and recycling newspapers, magazines, OA waste paper, information paper, flyer waste paper, etc. The present invention relates to a foreign matter removing agent and a foreign matter removing method for a used paper deinking process flowtater that can be removed in an effective manner to obtain a high quality deinked pulp.
[0002]
[Prior art]
Recycling of newspapers, magazines, information paper, etc. has been carried out for a long time, but in recent years, the demand for environmental protection on a global scale and protection of forest resources has increased in particular, and recycling of used paper is regarded as important. From the standpoint of paper manufacturers, the recycling of waste paper is a major issue from the viewpoint of energy and resource saving. Under these circumstances, the use of recycled waste paper has expanded and has been used as a raw material for high-quality paper products. On the other hand, a large amount of water is required to recycle waste paper. However, it is difficult to secure water supply, and the amount of water used must be reduced from the environmental aspect. Therefore, more advanced paper recycling techniques are required to overcome the adverse conditions.
In order to collect and reuse the used paper, it is common to remove the printing ink and the like in the deinking process and collect pulp fibers to produce deinked pulp. An example of the deinking process using a floatator is as follows. First, the raw paper is added to water containing alkali such as sodium hydroxide and sodium silicate, and the old paper is disaggregated with a pulper and made into a pulp slurry. The pulp slurry and the deinking agent are kneaded and the printing ink is peeled off from the pulp. This is diluted once with water and solids are removed through a screen, then dehydrated and concentrated again, and then bleached in a tower to which hydrogen peroxide has been added. The water separated by concentration is collected and reused again as pulper feed water for the purpose of reducing water consumption and effectively using the remaining drug.
Next to the bleaching tower, the pulp slurry is sent to a floater and diluted with water. After that, foreign matters such as ink are floated and separated and discharged out of the system as floss. The pulp is removed by filtration with an extractor or the like, resuspended in water, and then the pulp is washed with a filter. The deinked pulp from which ink and dirt have been removed in this way is used as a part of pulp raw material for producing newsprint, medium-size printing paper, household paper and the like.
A floatator is a device that blows bubbles into a mixture of pulp and ink, attaches ink to the foam, floats, and separates it from the pulp, and this process is very important in determining the quality of the product even during the deinking process. It is a difficult process. Therefore, various deinking agents have been added to pulpers, kneaders, etc., with self-facilitation of foaming in the floatator and adsorption of ink to the bubbles.
As deinking agents, surfactant-based agents obtained by adding ethylene oxide and propylene oxide to higher alcohols or fatty acids, and higher fatty acid-based agents occupy the current mainstream. The former deinking agent is a surfactant having a structure in which a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide is added to a higher alcohol or fatty acid having 12 to 18 carbon atoms through an ether bond. This deinking agent has a slightly weak hydrophilic group called an oxypropylene group as a hydrophilic group, so its affinity with oil is increased, and as a result, the ink penetration ability and the ink adsorption ability to bubbles are strengthened. It is done. Therefore, it is said that it has the characteristics which have the peeling power of the ink from a pulp, and the collection power of the foam ink.
In addition, high-concentration pulpers have become widespread, and systems that disaggregate waste paper at a high temperature of 50 to 60 ° C. are increasing. In these systems, higher fatty acid-based deinking agents such as stearic acid are used. Stearic acid is saponified in a high-temperature, high-alkali pulper to form sodium stearate, and exerts a surface-active effect to contribute to ink peeling. Calcium chloride is added in front of the flotator to precipitate calcium stearate, and the ink is adsorbed and finely aggregated in the foam to float and separate.
After treatment with a floatator, pulp and water are separated by an extractor. The separated water is used for the purpose of reducing water consumption and for the purpose of collecting and reusing the contained alkali and deinking agent. Generally, it is recycled and reused as pulp paper feed water for waste paper. In addition, the ink is further concentrated and separated from the floss, and the separated water is recovered and reused as a diluting water for the floater. As the recovery and reuse rate of these waters increases, the impurities in the separated water will eventually be concentrated and the quality of the deinked pulp will be reduced. Recently, the dewatering process separation and recovery water system before bleaching, More and more floaters are often installed in the middle of the water recovery system.
By the way, although the conventional organic deinking agent has excellent ink releasability and removability, it does not necessarily have sufficient ink cohesiveness in the floatator, and it is sufficient to remove ash contained as a filler in waste paper. I have a problem that is not. This is because the ash composed of a filler or the like has a specific gravity larger than that of the ink and has a property of being difficult to adhere to bubbles because of its weak hydrophobicity. With respect to the problem of ink cohesion, efforts have been made to develop a deinking agent having good ink cohesion, but it is said that there is still nothing satisfactory. Therefore, a deinking method that further improves the ink removal rate by increasing the ink cohesion and has a higher ash removal rate is desired.
In addition to the organic deinking agent as described above, a method of adding an inorganic flocculant such as an aluminum compound (JP-A-6-257082) or a polymer flocculant (JP-A-10-158985) has been proposed. However, in the deinking process containing a large amount of alkali or salt, sufficient ink cohesion and ash removal properties cannot be obtained even if an inorganic coagulant is used in combination. Further, the addition of a general polymer flocculant is insufficient in the ink aggregation effect and the ash removal effect.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention effectively removes foreign matters such as pitch, ash and ink of 5 μm or less in a waste paper deinking process flow chart for deinking and recycling newspapers, magazines, OA wastepaper, information paper, leaflet wastepaper, etc. The present invention has been made for the purpose of providing a foreign matter removing agent and a foreign matter removing method for a used paper deinking process flowator that can be removed at a high yield with high yield.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor conducted flotation in the presence of a water-soluble amphoteric acrylamide polymer having a weight average molecular weight of 500,000 to 5,000,000. The present inventors have found that high-quality deinked pulp can be obtained by effectively removing foreign matters such as pitch, ash, and ink without reducing the yield of pulp, and the present invention is completed based on this finding. It came to.
That is, the present invention
(1) A foreign matter removing agent for a waste paper deinking process flowator containing a water-soluble amphoteric acrylamide polymer having a weight average molecular weight of 500,000 to 5,000,000 In The water-soluble amphoteric acrylamide polymer is 40 to 99.3 mol% of acrylamide units, 0.5 to 50 mol% of cationic monomer units, 0.2 to 10 mol% of anionic monomer units, and polyfunctional. A copolymer having 0 to 2 mol% of a monomeric monomer unit And said The cationic monomer unit is a methyl chloride or benzyl chloride quaternized unit of dimethylaminoethyl (meth) acrylate, Said The anionic monomer unit is a monomer unit having a carboxyl group It is characterized by Foreign material removal agent for waste paper deinking process floatator, and
( 2 ) Waste paper deinking process In the pre-process or the previous process, dimethylaminoethyl (meth) acrylate methyl chloride or benzyl chloride quaternized unit 0.5-50 mol%, carboxylic acid-containing monomer unit 0.2-10 A water-soluble amphoteric acrylamide-based polymer having a mol%, acrylamide units of 40 to 99.3 mol% and polyfunctional monomer units of 0 to 2 mol% and having a weight average molecular weight of 500,000 to 5,000,000. Foreign matter removal method characterized by adding coalesce,
Is to provide.
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention,
( 3 ) The water-soluble amphoteric acrylamide polymer has 0 to 10 mol% units derived from N-substituted (meth) acrylamide represented by the general formula [1]. 1 Foreign matter removing agent for waste paper deinking process floatator according to paragraph
CH ₂ = CR ¹ CONR ² R ^Three ... [1]
(However, in the formula, R ¹ Is hydrogen or a methyl group, R ² Is hydrogen or an alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms, R ^Three Is a C1-C4 linear or branched alkyl group. ),
Can be mentioned.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The foreign matter removing agent for the used paper deinking process flowator of the present invention contains a water-soluble amphoteric acrylamide polymer having a weight average molecular weight of 500,000 to 5,000,000. The water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention is a copolymer having an acrylamide unit, a cationic monomer unit and an anionic monomer unit.
The water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention has a weight average molecular weight of 500,000 to 5,000,000. If the weight average molecular weight of the water-soluble amphoteric acrylamide polymer is less than 500,000, the amount of the water-soluble amphoteric acrylamide polymer required for removing foreign substances increases, which may be impractical. If the weight average molecular weight of the water-soluble amphoteric acrylamide polymer exceeds 5,000,000, the foreign matter removal effect may be insufficient. The weight average molecular weight of the water-soluble amphoteric acrylamide polymer can be measured by a light scattering method.
The proportion of acrylamide units in the water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention is preferably 40 to 99.3 mol%, more preferably 60 to 96 mol%. If the proportion of acrylamide units is less than 40 mol%, even fine fibers to be recovered and used may be removed, resulting in a decrease in yield. When the ratio of the acrylamide unit exceeds 99.3 mol%, the amount of the cationic monomer unit and the anionic monomer unit is decreased, and there is a possibility that the expression as an amphoteric polymer may be insufficient. .
[0006]
The proportion of the cationic monomer unit in the water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention is preferably 0.5 to 50 mol%, more preferably 1 to 30 mol%. Even if the ratio of the cationic monomer unit is less than 0.5 mol% or exceeds 50 mol%, the foreign matter removing effect may be insufficient. There is no particular limitation on the cationic monomer used in the present invention, such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, diethylaminopropyl (meth) acrylamide, and the like. And a monomer having a quaternary ammonium group obtained by a reaction of the above monomer with a quaternizing agent such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate or epichlorohydrin, diallyldimethylammonium chloride, and the like. These cationic monomers can be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type. Of these, methyl chloride or benzyl quaternized chloride of dimethylaminoethyl (meth) acrylate can be particularly preferably used. The (meth) acryl group and the like represent an acryl group and a methacryl group.
The ratio of the anionic monomer unit of the water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention is preferably 0.2 to 10 mol%, and more preferably 1 to 7 mol%. Even if the ratio of the anionic monomer unit is less than 0.2 mol% or exceeds 10 mol%, the foreign matter removing effect may be insufficient. The anionic monomer used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, vinylacetic acid, 3-methyl-3-butenoic acid, and itaconic acid. , Unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid and muconic acid, and unsaturated sulfones such as vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and (meth) allyl sulfonic acid Examples include acids, sodium salts, potassium salts, and ammonium salts of these unsaturated acids. These anionic monomers can be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type. Of these, unsaturated monocarboxylic acids and salts thereof can be preferably used, and acrylic acid and sodium salts thereof can be particularly preferably used.
[0007]
The water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention can have a polyfunctional monomer unit. The ratio of the polyfunctional monomer unit in the water-soluble amphoteric acrylamide polymer is preferably 2 mol% or less, and more preferably 0.5 mol% or less. By forming a crosslinking point in the water-soluble amphoteric acrylamide polymer with the polyfunctional monomer unit, the effect of removing foreign substances can be improved. When the ratio of the polyfunctional monomer unit exceeds 2 mol%, the water solubility of the amphoteric acrylamide polymer may be lowered. There is no particular limitation on the polyfunctional monomer used in the present invention, for example, di (meth) acrylates such as ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, Bis (meth) acrylamides such as methylene bis (meth) acrylamide, ethylene bis (meth) acrylamide, hexamethylene bis (meth) acrylamide, divinyl esters such as divinyl adipate and divinyl sebacate, allyl (meth) acrylate, di ( Bifunctional such as (meth) allylamine, di (meth) allyldimethylammonium chloride, di (meth) allyl phthalate, di (meth) allyl chlorendate, divinylbenzene, diallylbenzene, N, N-di (meth) allylacrylamide Monomer, 1,3,5-tri (meth) a Trifunctional monomers such as liloylhexahydro-s-triazine, tri (meth) allyl isocyanurate, tri (meth) allylamine, tri (meth) allyl trimellitate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tetra ( Tetrafunctionality such as (meth) allyl pyromellitate, N, N, N ', N'-tetra (meth) allyl-1,4-diaminobutane, tetra (meth) allylammonium salt, tetra (meth) allyloxyethane Examples of the monomer include N-methylol (meth) acrylamide. These polyfunctional monomers can be used individually by 1 type, or can also be used in combination of 2 or more type. Among these, 1,3,5-triacryloylhexahydro-s-triazine, triallyl isocyanurate and methylenebisacrylamide can be suitably used.
[0008]
The water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention can have a unit derived from N-substituted (meth) acrylamide represented by the general formula [1].
CH ₂ = CR ¹ CONR ² R ^Three ... [1]
However, in the general formula [1], R ¹ Is hydrogen or a methyl group, R ² Is hydrogen or an alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms, R ^Three Is a C1-C4 linear or branched alkyl group. In the unit derived from N-substituted (meth) acrylamide represented by the general formula [1], a methyl group, a methylene group or a methylidyne group in the N-substituted alkyl group acts as a chain transfer point and branches into an amphoteric acrylamide polymer. A structure is formed to make a branched polymer without gelation, thereby improving the foreign matter removal effect.
The proportion of units derived from N-substituted (meth) acrylamide represented by the general formula [1] of the water-soluble amphoteric acrylamide polymer is preferably 0 to 10 mol%. If the proportion of units derived from N-substituted (meth) acrylamide represented by the general formula [1] exceeds 10 mol%, the water solubility of the amphoteric acrylamide polymer may be lowered. R ² Or R ^Three Examples of the alkyl group having a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, and a t-butyl group. Examples of the N-substituted (meth) acrylamide represented by the general formula [1] include N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, Nt-butyl ( Mention may be made of (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide and the like. These N-substituted (meth) acrylamides can be used alone or in combination of two or more. Among these, N, N-dimethylacrylamide having good copolymerizability and chain transferability can be particularly preferably used.
[0009]
The water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention can have nonionic monomer units other than acrylamide units. The ratio of nonionic monomer units other than acrylamide units is preferably 0 to 25 mol%. If the ratio of nonionic monomer units other than acrylamide units exceeds 25 mol%, the effect of removing foreign substances may be insufficient. There are no particular limitations on the nonionic monomer other than acrylamide, for example, an alkyl ester having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms of the unsaturated carboxylic acid described above as an anionic monomer, acrylonitrile, styrenes, vinyl acetate, Examples thereof include methyl vinyl ether and N-vinyl pyrrolidone.
There are no particular restrictions on the method for producing the water-soluble amphoteric acrylamide polymer used in the present invention. For example, by charging various monomers and water into a reaction vessel, adding a radical polymerization initiator, and heating with stirring. A water-soluble amphoteric acrylamide polymer can be obtained as an aqueous solution. The reaction temperature is usually preferably 50 to 100 ° C., and the reaction time is about 1 to 5 hours. There is no particular limitation on the monomer charging method, for example, all monomers can be charged at the same time for polymerization, or all monomers or a part of monomers are continuously dropped while polymerizing. It can also be performed by various conventionally known methods. As the radical polymerization initiator, for example, persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, redox polymerization initiators combining these persulfates and reducing agents such as sodium hydrogen sulfite, azo initiators and the like are used. be able to. It is preferable that the usage-amount of a radical polymerization initiator is 0.05 to 2 weight% of the sum total of a monomer.
[0010]
In the method of the present invention, the above-mentioned water-soluble amphoteric acrylamide polymer is added to the waste paper deinking process flowator or the preceding process to separate pulp fibers and foreign matters such as ink, ash, and pitch. Although there is no restriction | limiting in particular in the addition method of a water-soluble amphoteric acrylamide type polymer, It is preferable to add as aqueous solution. The water-soluble amphoteric acrylamide polymer can be added not only to a flotator but also to any preceding step thereof, for example, a pulper, a kneader, a tower, or a pipe connecting them. Here, the term “floatator” includes not only a flowator in the deinking main process, but also a secondary flowator and a flowator installed in a collection / reuse water system.
Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of a water-soluble amphoteric acrylamide type polymer, It is preferable that it is 0.5-200 mg / L per floatator processing amount, and it is more preferable that it is 5-100 mg / L. If the amount added is less than 0.5 mg / L, the effect of removing foreign matters such as ink, pitch, and ash may be insufficient. If the amount added exceeds 200 mg / L, the pulp fiber will shift to floss and the yield of the pulp may be reduced. The amount of water-soluble amphoteric acrylamide polymer added can be adjusted by measuring the whiteness and ash content of the resulting deinked pulp. The foreign matter removing agent of the present invention is excellent in the function of aggregating the already peeled ink, pitch and ash and separating them from the pulp fiber, but the function of peeling off the ink, pitch, etc. is not great, so the ink peeling function It is preferable to use an excellent organic deinking agent in combination. As such an organic deinking agent having an excellent ink peeling function, a conventionally used surfactant can be used, and in particular, a surfactant which is an ethylene oxide or propylene oxide adduct of a higher alcohol or a fatty acid. A deinking agent, a higher fatty acid group deinking agent, and the like can be preferably used. Surfactant deinking agent that is an adduct of higher alcohol or fatty acid with ethylene oxide or propylene oxide is a compound obtained by adding ethylene oxide and / or propylene oxide to higher alcohol or higher fatty acid having 12 to 18 carbon atoms, or an ester thereof It is an ether, and the addition mole number, molar ratio, addition form, and the like of ethylene oxide and propylene oxide can be arbitrarily selected according to the characteristics of the deinking system. The higher fatty acid-based deinking agent is a higher fatty acid having 12 to 18 carbon atoms such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid and the like, and can be used in combination with these calcium salts. .
[0011]
In addition to the water-soluble amphoteric acrylamide polymer, the foreign matter removing agent of the present invention can contain an auxiliary agent such as a foaming agent, a component having ink releasability, and the like. Examples of the component having ink releasability include a surfactant contained in the conventional organic deinking agent as described above.
The specific operation of the foreign matter removing method of the present invention can be performed in the same manner as in the conventional deinking step. An example of such a deinking process is as follows. First, the waste paper is added to water containing alkali such as sodium hydroxide and sodium silicate, and the waste paper is disaggregated with a pulper to make a pulp slurry. Knead the organic deinking agent and peel the printing ink from the pulp. Furthermore, bleaching is performed in a tower to which hydrogen peroxide is added. Next, the pulp slurry is sent to a flowator to float and separate foreign matters such as ink and discharged out of the system as floss. In the pulp slurry, water is removed with an extractor or the like, and the pulp is resuspended in water, and then the pulp is washed with a filter. The foreign matter removing agent of the present invention may be added to the floatator or may be added at the previous stage. The deinked pulp from which ink and dirt have been removed in this way can be used as a part of pulp raw material for producing newsprint, medium quality printing paper, household paper and the like.
In the flotator, bubbles are blown into the pulp slurry, and foreign matters such as ink are attached to the bubbles to float and are separated from the pulp. In this case, when a conventional organic deinking agent is added, the ink or the like is peeled from the pulp fiber. Even if flotation is performed in this state, foreign matter such as peeled ink, pitch, and ash is kept in a dispersed state and difficult to separate, but the foreign matter removing agent containing the water-soluble amphoteric acrylamide polymer of the present invention is added. When flotation is performed, the separated ink, pitch, ash and other foreign matter aggregate to form a flock, which adheres to the bubbles and floats and is separated.
When the removal rate of foreign matter such as ink, pitch, and ash in the pulp slurry is improved in this way, the whiteness of the paper product manufactured by blending the obtained deinked pulp is improved and pitch trouble in the machine is prevented. , Leading to quality improvements such as prevention of defects due to dirt, yield, improved drainage, and improved paper strength, productivity, and operability. In addition, these improvements make it possible to increase the blending ratio of deinked pulp, and to reduce the pulp raw material cost in the manufacturing cost.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In Examples and Comparative Examples, a slurry with a floater was collected from a process in which deinking treatment was performed using newspapers and leaflets as raw materials, and a flotation test was performed using an experimental floatator.
In the deinking process of collecting the slurry, 1.5% by weight of caustic soda, 3% by weight of sodium silicate, and 0.3% by weight of higher alcohol-based deinking agent are added to the pulper at the inlet of the kneader. 3% by weight of hydrogen peroxide is added. Moreover, this slurry has a pH of 9.0, and the extractor separation liquid is reused as water for disaggregation of a new waste paper raw material.
After adjusting 5 L of the collected slurry to 30 ° C., 250 mg of polymer is added and treated with a desktop MT floatator [Ishikawajima Sangyo Co., Ltd.] for 3 minutes. The amount of floss and the suspended solid content of the treated slurry The concentration (JIS K 0102) and the ash content (JIS ISP 8003) were measured. The pitch concentration of the slurry was measured by a chloroform extraction method (measurement method in which hexane extraction in JIS K 0101 24 was changed to chloroform extraction). Further, according to JIS P 8209, two pulp sheets were produced using a tapi sheet machine, and the whiteness of the obtained pulp sheet was measured using a Hunter whiteness meter (JIS P 8123). The whiteness was measured at 5 points for each sheet, and the average value was obtained.
The effect of the polymer was evaluated by the whiteness of the obtained pulp sheet, the ash content of the treated slurry, and the pulp yield (calculated value). The calculation formula for each evaluation item is shown below.
Ash content (wt%)
= {Slurry Ash Concentration (mg / L) / Slurry Suspended Solid Concentration (mg / L)} x 100
Pulp yield (% by weight)
= [Acquired pulp amount (mg) / {(Slurry amount (L) × Pulp concentration of untreated slurry (mg / L)}] × 100
Pulp concentration (mg / L)
= Slurry suspended solid concentration (mg / L) -Slurry ash concentration (mg / L) -Slurry pitch concentration (mg / L)
Acquired pulp amount (mg)
= {Slurry amount (L)-Floss amount (L)} x Pulp concentration of treated slurry (mg / L)
Pitch content (wt%)
= Slurry pitch concentration (mg / L) / slurry suspension concentration (mg / L) × 100
The collected solid content of the slurry at the inlet of the flowator was 9,400 mg / L, pitch 160 mg / L, ash 5,200 mg / L, and ash content 55.0% by weight.
Table 1 shows the compositions and weight average molecular weights of the polymers used in the examples and comparative examples.
[0013]
[Table 1]

[0014]
[note]
AAm: Acrylamide
DAAm: Methyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl acrylate
DAAb: benzyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl acrylate
DAMm: Methyl chloride quaternized product of dimethylaminoethyl methacrylate
AA: Sodium acrylate
MBA: Methylenebisacrylamide
DADMAC: diallyldimethylammonium chloride
Example 1
A water-soluble amphoteric acrylamide polymer A having 93 mol% of acrylamide units, 5 mol% of methyl chloride quaternized units of dimethylaminoethyl acrylate and 2 mol% of sodium acrylate units and having a weight average molecular weight of 500,000 is used. The flotation process was performed.
The floss amount was 1.0 L, the suspended solid concentration of the treated slurry was 7,020 mg / L, the ash concentration was 3,340 mg / L, the obtained pulp amount was 3,640 mg, and the pitch concentration was 40 mg / L. The ash content is 47.6% by weight and the pulp yield is 72.1% by weight. The whiteness of the pulp sheet was 44.5.
Examples 2-4
Flotation treatment was performed using the water-soluble amphoteric acrylamide polymer B, C, or D.
Comparative Example 1
A water-soluble amphoteric acrylamide polymer E having 93 mol% of acrylamide units, 5 mol% of methyl chloride quaternized units of dimethylaminoethyl acrylate and 2 mol% of sodium acrylate units and having a weight average molecular weight of 200,000 is used. The flotation process was performed.
The floss amount was 1.0 L, the suspended solid concentration of the treated slurry was 8,090 mg / L, the ash concentration was 4,120 mg / L, the acquired pulp amount was 3,885 mg, and the pitch concentration was 85 mg / L. The ash content is 50.9% by weight and the pulp yield is 76.9% by weight. The whiteness of the pulp sheet was 42.9.
Comparative Examples 2-7
Flotation treatment was performed using water-soluble amphoteric acrylamide polymer F, water-soluble anionic acrylamide polymer G, water-soluble cationic acrylamide polymer H, I, polydiallyldimethylammonium chloride, or polyacrylamide.
Comparative Example 8
The flotation treatment was performed without adding the polymer.
The results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8 are shown in Table 2.
[0015]
[Table 2]

[0016]
[Table 3]

[0017]
As can be seen in Table 2, in Examples 1 to 4 where the water-soluble amphoteric acrylamide polymer A, B, C or D having a weight average molecular weight of 500,000 to 3,000,000 was added and subjected to flotation treatment, the pitch was A pulp having a low concentration and a high whiteness is obtained.
On the other hand, in Comparative Example 1 using the water-soluble amphoteric acrylamide polymer E having a weight average molecular weight of 200,000, the pulp yield is high, but the pitch concentration and the ash content are slightly high. In Comparative Example 2 using the water-soluble amphoteric acrylamide polymer F having a weight average molecular weight of 10 million, the pitch concentration, the ash content, and the whiteness are all not significantly different from the case where the slurry at the inlet of the floatator is used as it is. Little effect of flotation appears. In Comparative Example 3 using the water-soluble anionic acrylamide polymer G, the pitch concentration, ash content, and whiteness are all substantially the same as Comparative Example 8 in which the flotation was performed without adding the polymer. The effect of adding a polymer does not appear.
In Comparative Example 4 using the water-soluble cationic acrylamide polymer H having a weight average molecular weight of 1,000,000, both the pitch concentration and the ash content are slightly high. In Comparative Example 5 using the water-soluble cationic acrylamide polymer I having a weight average molecular weight of 10 million, the effect of flotation hardly appears as in Comparative Example 2. In Comparative Example 6 using polydiallyldimethylammonium chloride, a pulp having a low pitch concentration and a low ash content and a high whiteness is obtained, but the pulp yield is low and not practical. In Comparative Example 7 using polyacrylamide, as in Comparative Example 3, the effect of adding a polymer does not appear.
[0018]
【The invention's effect】
According to the foreign matter removing agent and the foreign matter removing method of the waste paper deinking process of the present invention, the removal rate of ash, pitch, and ink is improved by adding a water-soluble amphoteric acrylamide polymer and performing flotation. In addition, it is possible to obtain high-quality deinked pulp without reducing alkali consumption and reducing the yield rate of pulp.

Claims

In the weight-average molecular weight of the foreign matter removing agent of waste paper deinking process flotation containing a water-soluble amphoteric acrylamide-based polymer 500,000～5,000,000, water-soluble amphoteric acrylamide polymer, acrylamide units 40-99 Copolymer having 3 mol%, cationic monomer units 0.5 to 50 mol%, anionic monomer units 0.2 to 10 mol% and polyfunctional monomer units 0 to 2 mol% a is the cationic monomer units is methyl or benzyl chloride quaternized units chloride dimethylaminoethyl (meth) acrylate, wherein the anionic monomer units is a monomer unit having a carboxyl group A foreign matter removing agent for a used paper deinking process floatator,

Waste paper deinking process Flotator or its pre-process, dimethylaminoethyl (meth) acrylate methyl chloride or benzyl chloride quaternized unit 0.5-50 mol%, carboxylic acid-containing monomer unit 0.2-10 mol Water-soluble amphoteric acrylamide polymer having a weight average molecular weight of 500,000 to 5,000,000, having an acrylamide unit of 40 to 99.3 mol% and a polyfunctional monomer unit of 0 to 2 mol% A foreign matter removing method comprising adding