JPH06166973A

JPH06166973A - 脱墨剤

Info

Publication number: JPH06166973A
Application number: JP34164092A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kawashima; 正毅川島; Katsuyuki Sugiyama; 克之杉山
Original assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 1992-11-28
Filing date: 1992-11-28
Publication date: 1994-06-14
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JP3279367B2

Abstract

(57)【要約】【目的】白色度が高く、残存インキ性の少ない再生古
紙を得るための脱墨剤を提供する。【構成】ヒドロキシ脂肪酸またはその塩、ヒドロキシ
脂肪酸の縮合物またはその塩、ヒドロキシ脂肪酸とリシ
ノール酸との縮合物またはその塩、ヒドロキシ脂肪酸の
アルキレンオキサイドまたはその塩、ヒドロキシ脂肪酸
の水酸基にアルキレンオキサイドを付加した化合物また
はその塩を脱墨剤として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は脱墨剤に関するもので
る。さらに詳しくはフローテーション法により新聞、雑
誌等の古紙を再生する際に用いて、白色度が高く、残イ
ンキ性の少ない脱墨パルプを得ることができる脱墨剤に
関する。

【０００２】

【従来の技術と問題点】近年、紙の原料となる樹木の乱
伐は、森林を破壊し、炭酸ガスの増加、地球の温暖化等
に影響するといわれ、地球規模のエコロジー問題へ発展
している。これにともない新聞、雑誌等古紙を資源とし
て見直し利用する古紙再生の重要性が増している。古紙
の再生方法は、古紙をパルプとインク成分に分離する分
離工程、及び分離したインク成分がパルプに付着するの
を防ぐ除去工程とからなっている。通常分離工程は、古
紙を脱墨剤、苛性ソーダ、過酸化水素等と共にパルパー
に仕込み、６０〜７０℃で熱処理を行い、インク成分を
水中に分散している。またインク成分の分離工程は系内
に空気を吹き込み、気泡を発生させ分散しているインク
成分を気泡に吸着させて浮上させ系外に除去するフロー
テーション法により行っている。脱墨剤はインク成分を
除去し白色度の高い再生古紙を得るために用いる。

【０００３】通常、古紙脱墨剤としては、アルキルベン
ゼンスルホネート、アルキルサルフェート、ｎ−オレフ
ィンスルホネート、ジアルキルスルホサクシネート、高
級脂肪酸塩等の陰イオン性界面活性剤、高級アルコール
エチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレ
ンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加
物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、ポリプロ
ピレングリコールエチレンオキサイド付加物、油脂のエ
チレンオキサイド付加物、高級アルコールエチレンオキ
サイド・プロピレンオキサイド（ブロック又はランダ
ム）付加物等の非イオン性界面活性剤等、あるいはこれ
らに特定の有機もしくは無機ビルダー及び有機溶剤等を
配合したものが用いられているが、分散しているインク
成分の除去が不十分であった。

【０００４】さらにこれらの性能を改良するものとし
て、高級脂肪酸あるはその塩に他の処理剤を併用する方
法、例えばエトキシサルフェート（特開昭５９−１４９
３９４、同６０−２３９５８７）、エトキシカルボン酸
（特開昭５９−１５５９０）、エトキシレートとエトキ
シサルフェート（特開昭５９−３０９７８）、ポリオキ
シエチレンアルキルスルホン酸とアルキルホスフェート
（特開昭６０−１７３１９５）、カルボン酸エトキシレ
ート（特開昭６２−２４３８６２）を各々併用して古紙
再生用脱墨剤に用いることが報告されているが、いずれ
もインキの離脱力、離脱インキの凝集力及び白色度にお
いていずれも十分でなく、これらより性能の高い脱墨剤
が求められている。また、リシノール酸及びまたはその
オリゴマーを同目的に用いることが報告（特開平２−２
２１４７）されているが、これは水に対する親水性が高
く、カルシウム塩の形成が遅く、従って離脱後のインキ
の凝集性が遅く、工程に時間を要する等の問題点があ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、上
記の問題点、すなわち古紙からのインキの離脱力に優
れ、更にフローテーション工程では離脱したインキの凝
集力が大きく、白色度の高い再生古紙を得ることができ
る脱墨剤の開発に鋭意研究を重ねた結果、不飽和脂肪酸
の二重結合を酸化して得られるヒドロキシ脂肪酸、もし
くはその特定の誘導体を脱墨剤として用いるとインキの
凝集浮上力が良く、水中に分散したインキ成分を速やか
に凝集することができることを見出し、本発明に到達し
たものである。

【０００６】即ち、本発明は、不飽和脂肪酸の二重結合
を酸化して得られるヒドロキシ脂肪酸、又はそのアルカ
リ塩もしくはアミン塩を用いる脱墨剤であり、さらに不
飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得たヒドロキシ脂肪酸
を縮合反応して得られる縮合物、又はそのアルカリ塩も
しくはアミン塩を用いる脱墨剤、不飽和脂肪酸の二重結
合を酸化して得られるヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸
を縮合反応して得られる縮合物、又はそのアルカリ塩も
しくはアミン塩を用いる脱墨剤、不飽和脂肪酸の二重結
合を酸化して得られるヒドロキシ脂肪酸に１〜１００モ
ルのアルキレンオキサイドを付加した化合物を用いる脱
墨剤、不飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得られるヒド
ロキシ脂肪酸の水酸基に１〜１００モルのアルキレンオ
キサイドを付加した化合物、又はそのアルカリ塩もしく
はアミン塩を用いる脱墨剤である。

【０００７】本発明に用いるヒドロキシ脂肪酸とは、不
飽和脂肪酸を原料とし、その不飽和結合を酸化してヒド
ロキシル基を導入して得られるヒドロキシ脂肪酸を示
し、例えば不飽和脂肪酸に過酢酸、過酸化水素等の過酸
化物を純分でその１０〜３０重量％添加し、蟻酸、酢
酸、燐酸、硫酸等の触媒の存在下、４０〜８０℃で１〜
５時間反応することにより、不飽和脂肪酸の不飽和結合
部分をエポキシ化し、さらにエポキシ基が水和されてヒ
ドロキシル基を導入することができる。反応終了後、反
応混合物から触媒、過剰の過酸化物を水洗して除去し、
５０〜１２０℃程度で減圧下に脱水してヒドロキシ脂肪
酸が得られる。

【０００８】ここに用いる不飽和脂肪酸としては、ラウ
ロレイン酸、ミリストレイン酸、ゾーマリン酸、オレイ
ン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレイン酸、リシ
ノール酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エル
カ酸等が挙げられ、これらの不飽和脂肪酸は、単独又は
２種以上を混合して用いることができる。またこれらの
不飽和脂肪酸として、大豆油、オリーブ油、トール油、
ラード、チキン油、ヒマシ油、綿実油、糠油、ナタネ
油、魚油、パーム油等の動植物油を常法に従い、分解後
濃縮して得られる脂肪酸を用いることができ、不飽和脂
肪酸を少なくとも７０重量％含有する脂肪酸を用いるこ
とが好ましい。

【０００９】前記ヒドロキシ脂肪酸は、そのままでも脱
墨剤として用いることができるが、そのアルカリ塩もし
くはアミン塩として用いることがより好ましい。ヒドロ
キシ脂肪酸のアルカリ金属塩及び又はアミン塩は、常法
に従いヒドロキシ脂肪酸をアルカリ金属の水酸化物及び
又はアミン化合物で中和することにより得られる。ここ
に用いるアルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム等が、またアミン化合物として
はアンモニア、トリエチルアミン、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が挙
げられる。

【００１０】本発明に用いるヒドロキシ脂肪酸の縮合物
は、前記ヒドロキシ脂肪酸を、窒素ガス等の不活性ガス
の気流下、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン
酸、硫酸等の触媒の存在下、または不存在下に１００〜
２００℃で３０分〜８時間加熱し、脱水縮合反応を行っ
て得ることができる。得られるヒドロキシ脂肪酸の縮合
物は中和価７０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、水酸基価６０
〜１９０ＫＯＨｍｇ／ｇのものが作業性の良い粘度と良
好な水溶性及び性能を有するので好ましく、縮合物の中
和価が７０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満のものは水に不溶性とな
り好ましくない。各価を有するヒドロキシ脂肪酸の縮合
物は、脱水縮合反応中、中和価、水酸基価の変化を追跡
し、各価がこの範囲になったら反応を停止して得られ
る。得られるヒドロキシ脂肪酸の縮合物は、そのままま
たは、そのアルカリ塩もしくはアミン塩を脱墨剤として
用いることができ、各塩はヒドロキシ脂肪酸の縮合物を
前記したと同様なアルカリ金属塩及び又はアミン化合物
を用い、常法に従い中和することにより得られる。

【００１１】本発明に用いるヒドロキシ脂肪酸とリシノ
ール酸との縮合物は、前記ヒドロキシ脂肪酸とリシノー
ル酸とを、窒素ガス等の不活性ガスの気流下、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、リン酸、硫酸等の触媒の存
在下、または不存在下に１００〜２００℃で３０分〜８
時間加熱し、脱水縮合反応を行って得ることができる。
得られるヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸との縮合物は
中和価６０〜１６０ＫＯＨｍｇ／ｇ、水酸基価６０〜１
９０ＫＯＨｍｇ／ｇのものが作業性の良い粘度と良好な
水溶性及び性能を有するため好ましく、縮合物の中和価
が６０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満のものは水に不溶性となり好
ましくない。各価を有するヒドロキシ脂肪酸とリシノー
ル酸との縮合物は、脱水縮合反応中、中和価、水酸基価
の変化を追跡し、各価がこの範囲になったら反応を停止
して得られる。得られるヒドロキシ脂肪酸とリシノール
酸との縮合物は、そのまままたは、そのアルカリ塩もし
くはアミン塩を脱墨剤として用いることができ、各塩は
ヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸との縮合物を前記した
アルカリ金属塩及び又はアミン化合物を用い、常法に従
い中和することにより得られる。

【００１２】本発明に用いるヒドロキシ脂肪酸のアルキ
レンオキサイド付加物としては、前記ヒドロキシ脂肪酸
の水酸基及びカルボキシル基にアルキレンオキサイドを
付加したものであり、例えば、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等の触媒の存在下、１４０〜２２０℃でヒド
ロキシ脂肪酸にアルキレンオキサイドを付加して得られ
る。ここに用いるアルキレンオキサイドとしては、エチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイド等が挙げられ、これらのアルキレンオキサイドは
１種のみを付加しても良く、また２種以上をランダム状
もしくはブロック状に付加しても良い。ヒドロキシ脂肪
酸に付加するアルキレンオキサイドの付加モル数は、ヒ
ドロキシ脂肪酸１モルに対し、１〜１００モルが好まし
く、１００モルを越えてアルキレンオキサイドを付加し
たものはインキの離脱性、フローテーション処理時の発
泡性が低下し、好ましくない。

【００１３】本発明に用いるヒドロキシ脂肪酸の水酸基
に１〜１００モルのアルキレンオキサイドを付加した化
合物は、ヒドロキシ脂肪酸の低級アルキルエステルを用
い、上記と同様に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等の触媒の存在下、１４０〜２２０℃でヒドロキシ脂肪
酸の低級アルキルエステルにアルキレンオキサイドを付
加し、さらにエステル結合を加水分解して得られ、その
水酸基にアルキレンオキサイドを付加した化合物であ
る。ここに用いるアルキレンオキサイドとしては、エチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキ
サイド等が挙げられ、これらのアルキレンオキサイドは
１種のみを付加しても良く、また２種以上をランダム状
もしくはブロック状に付加しても良い。ヒドロキシ脂肪
酸の水酸基に付加するアルキレンオキサイドの付加モル
数は、ヒドロキシ脂肪酸アルキルエステル１モルに対
し、１〜１００モルが好ましく、１００モルを越えて付
加したものはフローテーター中での気泡の吸着が小さく
なり好ましくない。ヒドロキシ脂肪酸の低級アルキルエ
ステルを構成する低級アルキル基としては、炭素数１〜
１０のアルコールから誘導されるアルキル基が挙げら
れ、該アルコールとしては、メタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノー
ル、アリルアルコール等の一価アルコール、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、ペンタエリスリトール等
の多価アルコールが挙げられる。

【００１４】前記ヒドロキシ脂肪酸の水酸基にアルキレ
ンオキサイドを付加したものは、そのまままたはそのア
ルカリ塩もしくはアミン塩を脱墨剤として用いることが
できる。ヒドロキシ脂肪酸の水酸基にアルキレンオキサ
イドを付加する際に用いた水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等のアルカリ金属塩及び又はアンモニア、トリエ
チルアミン、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アミン化合物は、常法に
従い中和する。

【００１５】本発明の脱墨剤はそのままでも良好な効果
を発揮するが、さらに必要に応じて、従来から用いられ
ている、高級アルコールのエチレンオキサイド付加物、
アルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物等の非
イオン系界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸、高
級アルコール硫酸エステル、αーオレイフィンスルフォ
ン酸塩等の陰イオン系界面活性剤等を併用することもで
きる。

【００１６】本発明の脱墨剤を使用する場合、分離工程
において古紙、苛性ソーダ、ケイ酸ソーダ、炭酸ソー
ダ、漂白剤等と共に脱墨剤を添加して用いることができ
る。また本発明の脱墨剤の添加量は、古紙の種類、脱墨
設備の違い、必要により併用するその他の添加剤の種類
によっても異なるが、通常乾燥した古紙に対して、０．
０１〜１．０重量％の比で用いるのが好ましい。

【００１７】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、その要旨を越えない限り本発明はこれらに限定
されるものではない。

【００１８】実施例１〜４、比較例１〜２撹拌機、冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた四ツ口
フラスコに、表１に示す不飽和脂肪酸１００ｇと全仕込
量の２％の蟻酸を仕込み、脂肪酸に対し３５％濃度の過
酸化水素を１．２倍モル量滴下し、７０℃で４時間加熱
撹拌した。反応終了後、１回当たり３０ｍｌの純水を用
いて、反応混合物を２回水洗し、次いで１２０℃で脱水
してヒドロキシ脂肪酸（Ｎｏ．１〜４）を得た。得られ
たヒドロキシ脂肪酸の酸価（ＡＶ）、ヨウ素価（Ｉ
Ｖ）、水酸基価（ＯＨＶ）を表１に示す。得られたヒド
ロキシ脂肪酸を脱墨剤として用い、以下に示す脱墨試験
方法を行い、その性能を評価した。脱墨試験の評価結果
を表１に示す。なお比較のため、リシノール酸（比較例
１）、オレイン酸（比較例２）を用いて、同様に脱墨試
験を行い、その結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】・脱墨試験方法新聞古紙１００ｇを２×５ｃｍに裁断したものを、卓上
離解機に入れ、水５５０ｇ、苛性ソーダ１ｇ、３５度ケ
イ酸ソーダ３ｇ、３０％過酸化水素水２．５ｇ、及び脱
墨剤０．２ｇを加え、５０℃で１０分間離解し、同温度
で６０分間静置した後、さらに５分間離解した。次にパ
ルプの濃度が１％となるよう水を加えて希釈し、３０℃
で１０分間フローテーションを行い、フローテーション
後ダッピースタンダードシートマシンにて手抄きし、フ
ローテーション時の泡立ち（フローテーター液面上の泡
沫の高さを測定）、手抄きした再生古紙のハンター白度
（ＪＩＳＰ８１２３、フォルボルト白色度試験機によ
り測定）法により白色度を、画像解析装置（倍率１０
０）により残存カーボン量（１００ｍｍ×１００ｍｍ当
りのカーボン残存面積）を測定した。

【００２１】実施例５〜８、比較例３撹拌機、冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた四ツ口
フラスコに、実施例１〜４で得たヒドロキシ脂肪酸（Ｎ
ｏ．１〜４）を仕込み、窒素ガス気流下、１９０℃で２
時間加熱して、表２に示す性状のヒドロキシ脂肪酸の縮
合物（縮合物Ｎｏ．１〜４）を得た。得られたヒドロキ
シ脂肪酸の縮合物の中和価（ＡＶ）、水酸基価（ＯＨ
Ｖ）を表２に示す。次に得られたヒドロキシ脂肪酸の縮
合物を脱墨剤として用い、実施例１と同様に脱墨試験を
行い、その性能を評価した。脱墨試験の評価結果を表２
（実施例５〜８）に示す。比較のため、リシノール酸を
同様に縮合して得た縮合脂肪酸を調製し、同様に脱墨試
験を行い、その結果を表２（比較例３）に示した。

【００２２】

【表２】

【００２３】実施例９〜１２撹拌機、冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた四ツ口
フラスコに、実施例１〜４で得たヒドロキシ脂肪酸（Ｎ
ｏ．１〜４）とリシノール酸を仕込み、窒素ガス気流
下、１９０℃で２時間加熱して、ヒドロキシ脂肪酸とリ
シノール酸との縮合物（縮合物Ｎｏ．５〜８）を得た。
得られたヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸との縮合物の
中和価（ＡＶ）、水酸基価（ＯＨＶ）を表３に示す。次
に得られたヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸との縮合物
を脱墨剤として用い、実施例１と同様に脱墨試験を行
い、その性能を評価した。脱墨試験の評価結果を表３
（実施例９〜１２）に示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】実施例１３〜１６実施例１〜２で得たヒドロキシ脂肪酸（Ｎｏ．１〜２）
と水酸化カリウム０．１％をオートクレーブに仕込み、
エチレンオキサイドを、１４０〜２００℃で付加して、
ヒドロキシ脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物（Ｎ
ｏ．１〜４）を得た。得られたアルキレンオキサイド付
加物の付加モル数及び水酸基価を表４に示す。次に得ら
れたヒドロキシ脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物を
脱墨剤として用い、実施例１と同様に脱墨試験を行い、
その性能を評価した。脱墨試験の評価結果を表４（実施
例１３〜１６）に示す。

【００２６】

【表４】

【００２７】実施例１７〜１９、比較例４撹拌機、冷却器、温度計及び滴下ロートを備えた四ツ口
フラスコに、実施例１〜３で得たヒドロキシ脂肪酸（Ｎ
ｏ．１〜３）１モル、メチルアルコール３モル及び水酸
化カリウム０．２％を仕込み、６８℃で６時間反応し、
次いで過剰のメチルアルコールを留去してヒドロキシ脂
肪酸のメチルエステルを得た。得られたヒドロキシ脂肪
酸のメチルエステルに水酸化カリウム０．１％を触媒と
し、実施例１３〜１６と同様の条件で、エチレンオキサ
イドを付加した後プロピレンオキサイドを付加した。さ
らにこのアルキレンオキサイド付加物１モルに４０％水
酸化ナトリウムを１００ｇ加え、８０〜１００℃で３時
間反応を行って、ヒドロキシ脂肪酸ナトリウム塩のアル
キレンオキサイド付加合物（Ｎｏ．５）の水溶液を得
た。同様にして得られたアルキレンオキサイド付加物Ｎ
ｏ．６はさらに塩酸で中和後脱塩及び濃縮して酸型と
し、同Ｎｏ．７は酸型のものをジエタノールアミンで中
和した。得られた各アルキレンオキサイド付加物（Ｎ
ｏ．５〜７）のアルキレンオキサイド付加モル数、水酸
基価（ＯＨＶ）を表５に示す。次に得られたアルキレン
オキサイド付加物を脱墨剤として用い、実施例１と同様
に脱墨試験を行いその性能を評価した。脱墨試験の評価
結果を表５（実施例１７〜１９）に示す。比較のため、
リシノール酸のエチレンオキサイド・プロピレンオキサ
イド付加物を用い、脱墨試験を行い、その結果を表５
（比較例４）に示す。

【００２８】

【表５】

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の脱墨剤は、特定の
ヒドロキシ脂肪酸またはその塩、ヒドロキシ脂肪酸の縮
合物またはその塩、ヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸と
の縮合物またはその塩、ヒドロキシ脂肪酸のアルキレン
オキサイド付加物またはその塩、ヒドロキシ脂肪酸の水
酸基にアルキレンオキサイドを付加した化合物またはそ
の塩を用いるもので、従来の脱墨剤に比較して、未剥離
インキ量及び残存インキ量が少なく、フローテーション
時の泡沫の高さが良く、優れた脱墨効果を発揮する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得ら
れるヒドロキシ脂肪酸、又はそのアルカリ塩もしくはア
ミン塩を用いることを特徴とする脱墨剤。
【請求項２】不飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得た
ヒドロキシ脂肪酸を縮合反応して得られる縮合物、又は
そのアルカリ塩もしくはアミン塩を用いることを特徴と
する脱墨剤。
【請求項３】不飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得ら
れるヒドロキシ脂肪酸とリシノール酸を縮合反応して得
られる縮合物、又はそのアルカリ塩もしくはアミン塩を
用いることを特徴とする脱墨剤。
【請求項４】不飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得ら
れるヒドロキシ脂肪酸に１〜１００モルのアルキレンオ
キサイドを付加した化合物を用いることを特徴とする脱
墨剤。
【請求項５】不飽和脂肪酸の二重結合を酸化して得ら
れるヒドロキシ脂肪酸の水酸基に１〜１００モルのアル
キレンオキサイドを付加した化合物、又はそのアルカリ
塩もしくはアミン塩を用いることを特徴とする脱墨剤。