JPH08109588A

JPH08109588A - 古紙再生用脱墨剤

Info

Publication number: JPH08109588A
Application number: JP26181994A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Totsuka; 淳生東塚; Shinichi Kimura; 進一木村; Satoru Iwasa; 哲岩佐
Original assignee: Harima Chemical Inc
Current assignee: Harima Chemical Inc
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】優れたインキ剥離性能とインキ除去性能を示
し、操業性特に泡切れ性に優れる、高白色度で未剥離イ
ンキの少ない脱墨パルプを得る事の出来る脱墨剤を提供
する。【構成】一般式： R₁-O-(EO)_l-(AO)_m-(PO)_n-R₂ （式中、Ｒ₁は炭素数８〜２２のアルキル基，アルケニ
ル基、又は炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキ
ルアリール基を示し、Ｒ₂はＨ又は炭素数１〜１４のア
ルキル基を示し、ＥＯはオキシエチレン基を示し、ＰＯ
はオキシプロピレン基を示し、ＡＯはオキシプロピレン
基，オキシブチレン基，オキシエチレン基の単独又は混
合オキシアルキレン基を示す。ＡＯで表される混合オキ
シアルキレン基は７０重量％以上ののオキシエチレン基
を含む。ｌは１〜３、ｍは１〜３９の整数、ｎは１〜４
０の整数を示し、ＥＯ，ＰＯ，ＡＯで示される全てのオ
キシアルキレン基中に含まれるオキシエチレン基が３０
〜６０重量％である。）を含む古紙再生脱墨剤。

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，ちらし，
ＯＡ古紙等の印刷古紙再生に用いられる脱墨剤に関す
る。さらに詳しくは新聞，雑誌，ＯＡ古紙等をフローテ
ーション法，洗浄法及びそれら折衷法において処理する
に際して、優れたインキ剥離性能と剥離インキ再付着防
止性能、インキ除去性能を示し、操業性、特に泡切れ性
に優れる、高白色度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に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】新聞，雑誌等の再生利用は古くから行わ
れてきているが、特に最近は森林資源の保護や脱墨パル
プの用途拡大により、古紙の有効利用として印刷古紙の
再生はその重要性を増してきている。

【０００３】印刷古紙を再生するには、印刷古紙を通常
離解機内で荷性ソーダ，珪酸ソーダ等のアルカリ薬剤と
脱墨剤、さらに必要に応じて過酸化水素、次亜硫酸塩等
の漂白剤、ＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ等の金属イオン封鎖剤と
共に離解し、パルプからインキを脱離させ、脱離したイ
ンキを洗浄処理やフローテーション処理によりパルプか
ら分離する方法が広く採用されている。

【０００４】脱離したインキを分離する方法として、希
釈、脱水濃縮による置換洗浄処理のみで分離する方法を
洗浄法といい、設備投資が少なくて済む為に過去は多く
利用されていた。しかし、大量の水を必要とする為、洗
浄法を採用する再生パルプ製造工場は特定の地域に限定
されている。他方、浮遊選鉱（フローテーション）処理
により泡沫と共にインキを除去、分離する方法は、洗浄
方式に比べ設備に要するコストは高くつくものの、比較
的少量の水で操業でき、高品質の再生パルプが得やす
い。そのため、多くの再生パルプ製造工場ではフローテ
ーション方式、又はフローテーション方式と洗浄方式を
組み合わせた折衷方式を採用している。

【０００５】上記方式で使用する脱墨剤には、大別し
て、脱離したインキを細かく分散させた状態で系外に除
去することを目的とする分散系脱墨剤と、脱離したイン
キをある程度凝集させた状態で系外に除去することを目
的とする凝集系脱墨剤があるが、現在では再生パルプの
白色度をより高めることのできる凝集系脱墨剤をフロー
テーション法に適用する方法が広く用いられている。

【０００６】上記脱墨剤としては、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，αオレフィ
ンスルホン酸塩等の陰イオン活性剤、ポリオキシアルキ
レンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキル
アリルエーテル、脂肪酸アルカノールアマイド等の非イ
オン活性剤あるいは高級脂肪酸などが単独または２種以
上配合されてきた。しかしながら、これら活性剤単独で
はインキ剥離効果、インキ凝集効果が低く十分な脱墨効
果が得られない問題がある。又、高級脂肪酸は、インキ
凝集効果は高いが、パルプへの浸透、インキ剥離効果、
発泡性が低く十分な脱墨効果が得られない問題がある。

【０００７】また、非イオン活性剤についても多くの提
案がなされており、高級脂肪酸のアルキレンオキシド付
加物（特公平１−１１７５６号）、ロジンのアルキレン
オキシド付加物（特開昭６３−３０３１９０号）、高級
アルコールのアルキレンオキシド付加物（特開昭５５ー
５１８９１号、同５５−５１８９２号）、油脂と多価ア
ルコールの混合物へのアルキレンオキシド付加物（特開
平１−１１１０８６号）がある。しかし、これら脱墨剤
ではパルプへの浸透、インキ剥離分散効果は高いがイン
キとの親和性が充分でなく、泡切れ性にも劣る為、脱墨
性、操業性共に満足の得られるものではない。

【０００８】さらに、最近の古紙は印刷技術の向上、特
に印刷インキのオフセット化でインキ組成が変化し、乾
性油や熱硬化性樹脂が用いられており、このためインキ
皮膜が強固に硬化しており、従来の脱墨剤ではインキを
脱離し、パルプから分離することが難しく、高品質の脱
墨パルプを得ることが困難となりつつある。

【０００９】他方、脱墨処理装置の改良も盛んに行われ
ており、例えばニーダーを用いた処理方法の導入が一般
的になりつつある。しかしながら、このニーダー処理に
おいては、剥離されたインキが微細粒子化する傾向が強
く、この微細粒子化されたインキをフローテーション工
程において効率よくパルプスラリーから除去する為に
は、フローテーション工程におけるインキ捕集性が良好
でなく、洗浄工程においては剥離インキの分散性，再付
着防止性が充分でない為、高白色度の再生パルプを得る
ことができなかった。

【００１０】最近の印刷方法の変化、及び脱墨工程の改
良に対応するため、インキ捕集性を高める提案がなされ
ており、脂肪酸と一価アルコールのエステル（特開昭６
３−１８２４８８号）、高級不飽和脂肪酸のダイマー酸
のアルキレンオキシド付加物（特開平３−１４６７８０
号）、炭素数２１のジカルボン酸のアルキレンオキシド
の反応生成物（特開平３−１５２２８４号）などが挙げ
られる。又、インキ捕集性に優れる高級脂肪酸又はその
塩と非イオン活性剤を併用した脱墨剤（特公平４−８０
１５３号、特開昭６２−１７７２９１号、同６２−２５
０２９１号、特開平４−２８１０８４号）が提案されて
いる。

【００１１】しかしながら、これら脱墨剤でも、インキ
捕集性能は改善されているが、インキ剥離性能、剥離イ
ンキ再付着防止性能が十分ではなく、高白色度で残イン
キの少ない満足し得る品質の再生パルプは得られない。

【００１２】最近、インキ捕集性能とインキ剥離性能を
兼ね合わせた脱墨剤として、特定組成の高級アルコール
のアルキレンオキシド付加物（特開平５−２５７８９
号）、２種の特定構造を有する高級アルコールのアルキ
レンオキシド付加物の組み合わせ（特開平５−１８６９
８５号）、特定の構造を有する高級アルコールのアルキ
レンオキシド付加物（特開平５ー２６３３７９号）等高
級アルコールのアルキレンオキシド付加物の構造を制御
する方法が提案されているが、フローテーション法にの
みに適用できる薬剤であり、その凝集性の為に洗浄法へ
の応用は議論さえされていない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらフロ
ーテーション法にのみに適用されてきた、高級アルコー
ルのアルキレンオキシド付加物からなる従来の脱墨剤に
おけるインキ捕集性能とインキ剥離性能、剥離インキ再
付着防止性能とを保持しつつ方式の異なるフローテーシ
ョン法，洗浄法及びそれらの折衷法の何れの方法であっ
ても、高白色度で且つ残インキの少ない高品質な再生パ
ルプを与えることのできる新規な脱墨剤を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、驚くべ
き事に高級アルコールのアルキレンオキシド付加物にお
いて、高級アルコールに隣接するオキシアルキレン基が
オキシエチレン基であり、末端がオキシプロピレン基の
ブロック鎖で封鎖されるという特定の構造を有すると、
上記性能を満足することを見出し、本発明を完成するに
至った。即ち本発明は、下記一般式； R₁-O-(EO)_l-(AO)_m-(PO)_n-R₂ （１）（式中、Ｒ₁は炭素数８〜２２のアルキル基，アルケニ
ル基、又は炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキ
ルアリール基を示し、Ｒ₂はＨ又は炭素数１〜１４のア
ルキル基を示し、ＥＯはオキシエチレン基を示し、ＰＯ
はオキシプロピレン基を示し、ＡＯはオキシプロピレン
基，オキシブチレン基，オキシエチレン基の単独又は混
合オキシアルキレン基を示す。ＡＯで表される混合オキ
シアルキレン基は７０重量％以上ののオキシエチレン基
を含む。ｌは１〜３、ｍは１〜３９の整数、ｎは１〜４
０の整数を示し、ＥＯ，ＰＯ，ＡＯで示される全てのオ
キシアルキレン基中に含まれるオキシエチレン基が３０
〜６０重量％である。）で表される高級アルコールポリ
オキシアルキレンエーテル又はアルキルフェノールポリ
オキシアルキレンエーテルを有効成分として含むことを
特徴とする古紙再生用脱墨剤にある。

【００１５】一般式（１）で示される化合物を製造する
為に使用される高級アルコールは炭素数８〜２２の範囲
であって、例えばオクチルアルコール、ラウリルアルコ
ール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等やオ
キソアルコール、セカンダリーアルコール等の合成アル
コールを挙げることができる。アルキルフェノール成分
として、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ことができる。これら高級ア
ルコール及びアルキルフェノール成分は、単独、又は２
種以上の混合物として用いられる。

【００１６】一般式（１）に示される化合物におけるＥ
Ｏはオキシエチレン基を示し、ＰＯはオキシプロピレン
基を示し、ＡＯはオキシプロピレン基，オキシブチレン
基、オキシエチレン基の単独又は混合オキシアルキレン
基を示す。特に、ＡＯで表される混合オキシアルキレン
基は７０〜９５重量％のオキシエチレン基を含み、ラン
ダム重合鎖であるのが好ましい。

【００１７】ＡＯで表される混合オキシアルキレン基に
含まれるオキシエチレン基の量は重要であり、９５重量
％以上の場合、インキ捕集性、浸透剥離性、剥離インキ
再付着防止性は良好であるものの、泡切れ性が若干悪化
し、起泡性が過剰傾向となる場合があり、操業性に問題
が発生する場合がある。７０重量％未満である場合、泡
切れ性は良好であるが充分な浸透剥離性が得られず未剥
離インキが多い、品質の低い再生パルプしか得る事が出
来ない。

【００１８】又、ＡＯで表される混合オキシアルキレン
基の付加形態はランダム重合鎖であることが重要であ
る。ブロック重合鎖である場合、所望の性能が得られな
い。

【００１９】一般式（１）に表されるｌ，ｍ，ｎは臨界
的であり非常に重要である。特にｌが１〜３であること
は重要であり、高級アルコールに直接付加するオキシア
ルキレン基がオキシエチレン基であることが必要であ
る。高級アルコールに直接付加するオキシアルキレン基
がオキシプロピレン基である場合、インキの凝集性が過
剰となりフローテーション法では比較的良好なインキ除
去性が得られるが、洗浄法においてはインキ除去性が悪
化し、白色度の低い、残存インキの多い再生パルプしか
得る事が出来ない。また、最も一般的に採用されるフロ
ーテーション工程と洗浄工程の折衷法では、たしかにフ
ローテーション工程でのインキ除去性は優れるものの、
洗浄工程でのインキ除去性に劣り、結果として脱インキ
効果が劣る結果となる。他方、式中ｌが３を越える場
合、剥離インキの分散性が過剰となり、フローテーショ
ン法でのインキ除去性が悪化する。

【００２０】式中ｍは１〜３９の範囲であることが重要
であり、１未満であれば泡切れ性が良好であるものの、
充分なインキ剥離性が得られない。また、３９を越える
場合、インキ剥離性は良好であるものの泡切れ性が悪化
し起泡性が過剰となる為、泡トラブルが発生しやすくな
り、操業トラブルが多くなる。

【００２１】式中ｎは１〜４０の範囲であることが重要
であり、１未満であればインキの分散性が過剰となり、
泡切れ性が悪化し操業トラブルが増加するばかりでな
く、剥離インキの繊維への再付着性が悪化するため、残
存インキの多い白色度の低い再生パルプしか得る事が出
来ない。また、４０を越えた場合、インキの凝集性が過
剰となり所望の性能が得られない。

【００２２】ＥＯ，ＰＯ，ＡＯで示される全てのオキシ
アルキレン基に含まれるオキシエチレン基が３０〜６０
重量％であることは重要である。３０重量％未満であれ
ば泡切れ性は良好となるもののインキ剥離性が充分でな
く、６０重量％を越える場合は、泡切れ性が悪化しイン
キ分散性も過剰となるため、高品質の再生パルプを得る
ことができない。

【００２３】上記式（１）で示される化合物は一般に次
のようにして製造される。即ち、上記式（１）で示され
る化合物は、通常、加圧反応器中に原料である高級アル
コールと高級アルコールに対して０．１〜５重量％の水
酸化カリウムや水酸化ナトリウムのアルカリ性物質を触
媒として仕込み、脱酸素処理後に１〜５ｋｇ／ｃｍ²の
圧力にて１００〜２００℃の温度で所望の構造とするよ
う順次所定のアルキレンオキシドを滴下し付加反応を行
う事で容易に製造することができる。

【００２４】本発明の脱墨剤の添加場所についてはパル
パー、または熟成タワー前の工程が好ましいが、フロー
テーターに添加使用することもできる。また、本脱墨剤
は一液でインキ捕集性とインキ剥離性、剥離インキ再付
着防止性を併せ持ち、インキ分離方法に関わらず高品質
の再生パルプを得られることを特徴とするが、その他公
知の脱墨剤、例えば陰イオン活性剤やポリオキシアルキ
レンアルキルエーテルなどの非イオン活性剤、高級脂肪
酸などと併用することも差し支えない。

【００２５】特に、上記高級脂肪酸又はその塩として炭
素数１２〜２２の、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、１，２−ヒ
ドロキシステアリン酸及びこれら混合物など、さらには
動植物油由来の脂肪酸又はその硬化物、例えば牛脂油脂
肪酸、大豆油脂肪酸、ヒマワリ油脂肪酸、トール油脂肪
酸、パーム油脂肪酸、魚油脂肪酸及びこれら硬化物が挙
げられ、これら例示される高級脂肪酸又はその塩を併用
する場合、フローテーション法に適するものとなる。そ
の配合比は、重量比で化合物（１）１０〜９０に対し９
０〜１０が適当である。１０／９０以下では、インキ剥
離性、剥離インキ再付着防止性が十分ではなく高品質の
再生パルプを得ることができない。他方、９０／１０以
上では高級脂肪酸又はその塩が持つ優れたインキ捕集性
の効果が十分に発揮されない。

【００２６】

【作用効果】本発明の脱墨剤は、フローテーション工
程，洗浄工程の異なる分離工程において、何れの方法で
も優れたインキ除去性を実現している。通常、フローテ
ーション工程においては１０〜１００μｍのインキを除
去できるとされており、洗浄法では５μｍ以下が望まし
いとされている。この様に、異なる分離工程の何れの方
法でも効果を示す理由は明らかにされてはいないが、お
そらく高級アルコールに隣接するオキシアルキレン基が
オキシエチレン基であり、末端がオキシプロピレン基の
ブロック鎖で封鎖されるという特定構造を有する為、剥
離インキのセルロース繊維への再付着防止性が極めて優
れる為と考えられる。洗浄工程において、インキ粒子と
セルロース繊維の反発力が強く、通常であれば繊維に捕
集される大きさであっても、繊維に捕集されることなく
洗浄できるものと考えられる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定される
ものではない。ここで用いた脱墨剤を表−１に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【製造例１】ステアリルアルコール（水酸基価２０
５）５４．７４ｇと８５％水酸化カリウム（試薬一級）
０．６４ｇ（対原料１重量％）を１リットルガラス製
オートクレープに仕込み、減圧脱気操作を行った後、１
３０℃±１０℃、１．０〜２．５ｋｇ／ｃｍ²でエチレ
ンオキシド１７．６ｇを徐々に添加し、添加終了後３０
分間熟成させる。その後、エチレンオキシド１３２．０
ｇとプロピレンオキシド２３．２ｇの混合液を同条件で
徐々に添加後、さらに２時間熟成を行った。熟成終了
後、冷却し酢酸を用いｐＨを６〜７に調整し、製造例１
の脱墨剤を得た。

【００３０】

【製造例２〜７、比較例１〜１０】製造例１と同様にし
て表１に示す製造例２〜７及び比較例１〜１０の脱墨剤
を得た。

【００３１】〔脱墨実験例−１〕Ｊ．ＴＡＰＰ紙パルプ
試験法Ｎｏ．３９−８２準じて、発行後３ヶ月経時した
オフセット新聞古紙６０％、凸版印刷古紙２０％とちら
し２０％からなる原料古紙を３×３ｃｍに細断し、一定
量をパルプ離解機に入れ、温水を入れ、古紙重量に対し
て荷性ソーダ１．５％、３号珪酸ソーダ３．０％、３０
％過酸化水素水３．０％、第１表に示す各脱墨剤０．３
％を加え、パルプ濃度４．０％、５０℃で３０分離解し
た後、５０℃で１時間熟成した。その後水を加えてパル
プ濃度１．０％に希釈し、３０℃で１０分間フローテー
ション処理を行った。フロー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脱水し５％に濃縮後、水
を加えてパルプ濃度１．０％に希釈し、角型シートマシ
ンにて坪量１００g ／m²のパルプシートを調整した。得
られたパルプシートの白色度はＪＩＳＰ８１２３に準
じハンター白色度計で測定した。また残インキは、得ら
れたパルプシートを画像解析装置（ニレコ社，ルーゼッ
クス）を用いて残インキ個数を求めた。結果を表−１に
示す。なお、ここでフロス量とはフローテーション処理
に際し掻き出された泡（フロス）の重量を示し、Ｒ％は
掻き出されたフロスをＮｏ．１濾紙で濾別しその乾燥重
量から算出された損失繊維量の比率（リジェクト率）を
示す。

【００３２】〔脱墨実験例−２〕Ｊ．ＴＡＰＰ紙パルプ
試験法Ｎｏ．３９−８２準じて、発行後３ヶ月経時した
オフセット新聞古紙６０％、凸版印刷古紙２０％とちら
し２０％からなる原料古紙を３×３ｃｍに細断し、一定
量をパルプ離解機に入れ、温水を入れ、古紙重量に対し
て荷性ソーダ１．５％、３号珪酸ソーダ３．０％、３０
％過酸化水素水３．０％、第１表に示す各脱墨剤０．３
％を加え、パルプ濃度４．０％、５０℃で３０分離解し
た後、５０℃で１時間熟成した。その後水を加えてパル
プ濃度０．８％に希釈し、８０メッシュワイヤーで６％
に脱水しに濃縮した。この希釈脱水操作をさらに２回繰
り返し、６％に脱水されたパルプスラリーを１％に希釈
し、角型シートマシンにて坪量１００g ／m²のパルプシ
ートを調整した。得られたパルプシートの白色度はＪＩ
ＳＰ８１２３に準じハンター白色度計で測定した。
また残インキは、得られたパルプシートを画像解析装置
（ニレコ社，ルーゼックス）を用いて残インキ個数を求
めた。

【００３３】表−１に示す結果からも明らかなように、
本発明の脱墨剤を用いることにより、方式の異なるフロ
ーテーション法，洗浄法の何れの方法でも高白色度で残
インキの極めて少ない再生パルプを得ることができる。

【００３４】但し、製造例及び比較例の構造はR₁-(EO)_l
-[(E0)_ml/(PO)_m2]-(PO)_n-R₂で示す。〔〕内はランダ
ム付加を表す。残インキ個数は、１ｍｍ²内に観察され
た残存インキの総数で表す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式： R₁-O-(EO)_l-(AO)_m-(PO)_n-R₂ （１）（式中、Ｒ₁は炭素数８〜２２のアルキル基，アルケニ
ル基、又は炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキ
ルアリール基を示し、Ｒ₂はＨ又は炭素数１〜１４のア
ルキル基を示し、ＥＯはオキシエチレン基を示し、ＰＯ
はオキシプロピレン基を示し、ＡＯはオキシプロピレン
基，オキシブチレン基，オキシエチレン基の単独又は混
合オキシアルキレン基を示す。ＡＯで表される混合オキ
シアルキレン基は７０重量％以上のオキシエチレン基を
含む。ｌは１〜３、ｍは１〜３９の整数、ｎは１〜４０
の整数を示し、ＥＯ，ＰＯ，ＡＯで示される全てのオキ
シアルキレン基中に含まれるオキシエチレン基が３０〜
６０重量％である。）で示される高級アルコールポリオ
キシアルキレンエーテル又はアルキルフェノールポリオ
キシアルキレンエーテルを有効成分として含むことを特
徴とする古紙再生用脱墨剤。
【請求項２】 (a)一般式： R₁-O-(EO)_l-(AO)_m-(PO)_n-R₂ （１）（式中、Ｒ₁は炭素数８〜２２のアルキル基，アルケニ
ル基、又は炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキ
ルアリール基を示し、Ｒ₂はＨ又は炭素数１〜１４のア
ルキル基を示し、ＥＯはオキシエチレン基を示し、ＰＯ
はオキシプロピレン基を示し、ＡＯはオキシプロピレン
基，オキシブチレン基，オキシエチレン基の単独又は混
合オキシアルキレン基を示す。ＡＯで表される混合オキ
シアルキレン基は７０重量％以上のオキシエチレン基を
含む。ｌは１〜３、ｍは１〜３９の整数、ｎは１〜４０
の整数を示し、ＥＯ，ＰＯ，ＡＯで示される全てのオキ
シアルキレン基中に含まれるオキシエチレン基が３０〜
６０重量％である。）で示される高級アルコールポリオ
キシアルキレンエーテル又はアルキルフェノールポリオ
キシアルキレンエーテルの化合物の少なくとも１種以上
と、(b)炭素数１２〜２２の高級脂肪酸又はその塩を重
量比で(a)／(b)＝１０〜９０／９０〜１０の範囲で含む
ことを特徴とするフローテーション用古紙再生用脱墨
剤。
【請求項３】上記高級アルコールポリオキシアルキレ
ンエーテル又はアルキルフェノールポリオキシアルキレ
ンエーテルの化合物が上記式中、ＡＯで表される混合オ
キシアルキレン基が７０〜９５重量％のオキシエチレン
基を含むランダム鎖である請求項１または２記載の古紙
再生用脱墨剤。