KR20010021612A - Use of cationic polyelectrolytes and surfactants in the deinking of wastepaper - Google Patents

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KR20010021612A
KR20010021612A KR1020007000170A KR20007000170A KR20010021612A KR 20010021612 A KR20010021612 A KR 20010021612A KR 1020007000170 A KR1020007000170 A KR 1020007000170A KR 20007000170 A KR20007000170 A KR 20007000170A KR 20010021612 A KR20010021612 A KR 20010021612A
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리씨 알렉산더 디., 조이스 엘. 모리슨
베츠디어본 인크
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Abstract

알콕실화 탈로우 지방산 계면활성제 및 약 2,000,000 미만의 평균 분자량을 갖는 양이온성 고분자전해질의 혼합물을 여액에 첨가하는 것을 포함하는, 폐지 탈묵 여액의 분산된 기포 부유에서 잉크 제거율과 섬유 회수율을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.A method of improving ink removal and fiber recovery in dispersed bubble suspension of waste paper desulfurization filtrate, comprising adding a mixture of an alkoxylated tallow fatty acid surfactant and a cationic polyelectrolyte having an average molecular weight of less than about 2,000,000 to the filtrate Is disclosed.

Description

폐지의 탈묵 공정에서 양이온성 고분자전해질 및 계면활성제의 용도{USE OF CATIONIC POLYELECTROLYTES AND SURFACTANTS IN THE DEINKING OF WASTEPAPER}USE OF CATIONIC POLYELECTROLYTES AND SURFACTANTS IN THE DEINKING OF WASTEPAPER}

종이 스톡(stock)을 탈묵시키는데 있어서 오랫동안 분산된 기포 부유선별법이 사용되어 왔다. 계면활성제 화학물질 및 적절한 기포 크기 분포도를 함께 조합함으로써, 잉크 입자는 기각물로서 부유하는 거품으로 선택적으로 분획시키지만, 대부분의 제지 섬유는 허용물로서 잔존시킨다. 현재 대부분의 탈묵 공장은 몇 가지 유형의 분산된 기포 부유선별법을 사용하고 있다. 이러한 방법을 적절하게 고안하고 수행함으로써 수율 손실을 최소로 하면서 다량의 잉크를 종이 스톡으로부터 제거할 수 있다. 일반적으로 잉크 입경의 더 낮은 하한이 존재하며, 그 미만의 입경은 상기 탈묵 방법에 비효율적임이 알려져 있다.Long-distance bubble floating screening has been used to deinterpret paper stocks. By combining the surfactant chemistry and the appropriate bubble size distribution together, the ink particles are selectively fractionated into floating bubbles as rejects, but most papermaking fibers remain as acceptable. Currently, most demux plants use some type of dispersed bubble flotation. By properly devising and performing this method, large amounts of ink can be removed from the paper stock with minimal yield loss. It is generally known that there is a lower limit of the particle size of the ink, and particle sizes smaller than that are inefficient for the deinking method.

분산된 기포 부유선별법은 통상적으로 수중에 재펄프화된 폐지의 슬러리상에서 수행된다. 계면활성제계 부유 보조제는 펄프기에서 펄프 슬러리와 혼합되거나, 또는 부유선별조에 들어가기 전에 펄프 슬러리에 첨가된다. 미립자의 제거를 촉진시키기 위해 양이온성 고분자전해질을 첨가할 수 있다. 부유선별법의 탈묵조에 도입되는 슬러리는 섬유, 섬유 미세물, 충전제 및 잉크 입자를 포함한다. 상기 슬러리는 일반적으로 총 슬러리의 체적을 기준으로 약 10,000ppm(또는 1%)의 현탁된 고형물 함량을 갖는다. 펄프 슬러리가 부유선별조의 저부에 도달할 때, 임펠러(impeller)에 의해 상기 슬러리는 비압축된 주위 공기의 유동과 혼합된다. 공기 유동은 스톡 유동 및 임펠러의 작용에 의해 스톡으로 유입된다. 임펠러는 기포를 스톡으로 분산시킨다. 부유선별조의 내부에는 난류가 형성되고 1 내지 2분의 체류 시간을 갖는다. 기포의 직경은 광범위하게 다양하지만, 대부분은 약 500 내지 2500 마이크론의 직경을 갖는다. 계면활성제의 존재는 소수성 잉크 입자가 기포의 공기/물 계면에 접촉하여 이들이 상기 계면에 부유하도록 도와준다. 슬러리 농도가 너무 낮으면(대략 8,000ppm 미만), 다량의 장섬유가 계면에 부유하게 되어 공정의 수율이 저하된다. 슬러리 농도가 너무 높으면(약 12,000ppm 초과), 섬유 망상조직이 형성되어 잉크 입자가 기포면으로 이동하는 것을 억제함에 따라 잉크의 제거율이 감소된다.Scattered bubble flotation is usually carried out on a slurry of waste paper repulped in water. Surfactant-based suspension aids are mixed with the pulp slurry in the pulp group or added to the pulp slurry before entering the flotation tank. Cationic polyelectrolytes may be added to facilitate removal of the microparticles. Slurries introduced into the defrosting tank of the flotation method include fibers, fiber fines, fillers and ink particles. The slurry generally has a suspended solids content of about 10,000 ppm (or 1%), based on the volume of the total slurry. When the pulp slurry reaches the bottom of the flotation tank, the slurry is mixed with the flow of uncompressed ambient air by an impeller. The air flow enters the stock by the action of the stock flow and the impeller. The impeller distributes the bubbles into the stock. Turbulence is formed inside the flotation tank and has a residence time of 1 to 2 minutes. The diameter of the bubbles varies widely, but most have a diameter of about 500 to 2500 microns. The presence of the surfactant helps the hydrophobic ink particles contact the air / water interface of the bubbles and help them float on the interface. If the slurry concentration is too low (approximately less than 8,000 ppm), a large amount of long fibers will float at the interface, resulting in lower process yield. If the slurry concentration is too high (greater than about 12,000 ppm), the removal rate of the ink is reduced as a fiber network is formed and the ink particles are prevented from moving to the bubble surface.

펄프 스톡은 위어 오버플로우(weir overflow)에 의해 부유선별조로부터 배출된다. 스톡이 배출될 때, 거품 기각물은 상단으로부터 제거되고, 하류에는 유입류에 존재하는 것보다 더 적은 농도의 잉크가 남게된다. 폐지 펄프의 탈묵 조작에서, 부유선별 기계는 어디에서나 2 내지 8 유니트가 직렬로 연결되어 사용된다. 섬유 회수율을 향상시키기 위해 이러한 일련의 유니트에서 "제 1 유니트"의 기각물은 종종 제 2 단계로 하강된다. 제 2 단계의 허용물은 제 1 라인으로 복귀되고, 이때 제 2 단계의 기각물은 점성이 더욱 높아지게 되며 매립되거나 소각된다.The pulp stock is discharged from the flotation tank by weir overflow. When the stock is discharged, the bubble rejects are removed from the top, leaving less concentrated ink downstream than that present in the inflow. In the deoiling operation of the waste paper pulp, the floating sorting machine is used in series with anywhere from 2 to 8 units. In this series of units the reject of the "first unit" is often lowered to the second stage to improve fiber recovery. The allowance in the second stage is returned to the first line, where the reject in the second stage becomes more viscous and landfilled or incinerated.

당해 분야의 몇 가지 방법은 분산된 기포 부유선별 공정동안 미세한 잉크 입자의 제거율을 증가시키기 위해 양이온성 중합체를 사용함을 포함한다. 예를 들면, 본원에 참고로 인용된 국제 특허 공개공보 제 WO 94/28237 호에는 분산된 기포 부유선별 탈묵 공정에서 작고(<5μM) 친수성(즉, 플렉소인쇄성(flexographic))인 잉크 입자의 제거율을 증가시키기 위해 양이온성 중합체를 비이온성 계면활성제와 함께 사용함이 개시되어 있다. 이러한 처리 물질이 폐지 펄프 슬러리에 첨가된다. 폴리아민 및 폴리에틸렌이민이 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다.Some methods in the art include the use of cationic polymers to increase the removal rate of fine ink particles during the dispersed bubble flotation process. For example, International Patent Publication No. WO 94/28237, which is incorporated herein by reference, discloses small (<5 μM) hydrophilic (ie, flexographic) ink particles in a dispersed bubble flotation demelting process. The use of cationic polymers with nonionic surfactants to increase the removal rate is disclosed. This treatment material is added to the waste paper pulp slurry. Polyamines and polyethyleneimines have been found to be particularly effective.

일본 특허 제 6,257,082 호에는 "사용된 에나멜-피복지" 및 "사용된 비-피복지"의 기포 부유선별 탈묵 방법에 사용하기 위한 종래의 화학물질과 함께 광범위한 양이온성, 음이온성, 양쪽이온성 및 비이온성의 저분자량 및 고분자량 중합체의 용도가 개시되어 있다.Japanese Patent No. 6,257,082 discloses a wide range of cationic, anionic, zwitterionic, and conventional chemicals for use in the bubble flotation deinking methods of "enamel-coated used" and "non-coated used". The use of nonionic low molecular weight and high molecular weight polymers is disclosed.

일부 탈묵 공장은 폐지 펄프로부터 잉크를 제거하는 세척 탈묵 방법에 전적으로 의존한다. 세척법은 특히 더 작은 잉크 입자를 제거하는데 효과적이다. 세척 탈묵 방법은 일반적으로 기포 부유선별 탈묵 방법보다 실질적으로 수율의 손실이 더 높다. 세척 조작으로부터 생성된 여액은 이후의 희석 공정으로 재순환시키는 것이 경제학적 관점에서 바람직하다. 상기 공정에서 잉크를 제거하기 위해서는, 여액을 재순환시키기 전에 잉크를 여액으로부터 제거하여야 한다. 여액으로부터 잉크를 제거하는 것은 통상적으로 용해된 기포 부유선별법(Dissolved Air Flotation, DAF)에 의해 수행된다. 분산된 기포 부유선별법이 선택적 분리 방법인 반면, DAF법은 상기 스트림(stream)으로부터 모든 현탁된 물질을 제거하고 깨끗한 물을 복귀시킨다. 잉크는 선택적으로 분리되지만, 여액에 제지 섬유를 잔존시키는 것을 불가능하다. 따라서, 잉크를 제거하기 위해 세척 탈묵 방법에 주로 의존해온 탈묵 공장에서 수율 손실은 통상적으로 유입된 고형물의 20 내지 30%이다.Some deinking plants rely solely on wash deinking methods to remove ink from waste paper pulp. The cleaning method is particularly effective for removing smaller ink particles. Washing deinking methods generally yield substantially higher yields than bubble flotation deinking methods. It is preferable from an economic point of view that the filtrate resulting from the washing operation is recycled to a subsequent dilution process. To remove the ink in the process, the ink must be removed from the filtrate before recycling the filtrate. Removal of ink from the filtrate is usually performed by dissolved air flotation (DAF). While dispersed bubble flotation is a selective separation method, the DAF method removes all suspended material from the stream and returns clean water. The ink is selectively separated, but it is impossible to leave paper fibers in the filtrate. Thus, yield loss is typically 20-30% of the solids introduced in a demelting plant that has relied primarily on cleaning deinking methods to remove the ink.

본 발명은 양이온성 고분자전해질 및 계면활성제를 폐지의 탈묵(deinking) 공정에 사용하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to the use of cationic polyelectrolytes and surfactants in the deinking process of waste paper.

본 발명은 (a) 알콕실화 탈로우 지방산 계면활성제, 및 (b) 약 2,000,000 미만의 평균 분자량, 또는 약 2㎗/g 미만의 고유 점도를 갖는, 약 20ppm 이하의 양이온성 고분자전해질로 이루어진 혼합물의 효과량을 펄프를 세척한 후의 여액에 첨가함을 포함하는, 분산된 기포 부유선별법에서 폐지 탈묵 여액의 잉크 제거 효율 및 섬유 회수율을 동시에 향상시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 잉크를 효과적으로 제거시키며, 또한 종이 스톡의 탈묵에서 높은 공정 수율을 제공한다.The present invention provides a mixture of (a) an alkoxylated tallow fatty acid surfactant, and (b) a cationic polyelectrolyte up to about 20 ppm having an average molecular weight of less than about 2,000,000, or an intrinsic viscosity of less than about 2 dB / g. The present invention relates to a method for simultaneously improving the ink removal efficiency and fiber recovery rate of waste paper deinking filtrate in a dispersed bubble flotation method comprising adding an effective amount to the filtrate after washing the pulp. The method of the present invention effectively removes the ink and also provides a high process yield in the deinking of the paper stock.

선행기술에 비해 본 발명의 잇점은 선행기술보다 섬유 회수율을 증가시키고, 슬러지(sludge)의 폐기비용을 감소시키며, 충전제의 분리를 개선시킨다는 점이다.The advantage of the present invention over the prior art is that it increases fiber recovery, reduces sludge disposal costs and improves separation of fillers over the prior art.

본 발명의 방법은 특히 최종 생성물의 품질을 저하시키지 않으면서 공정의 수율을 증가시키는 것이 바람직한 세척 탈묵 공정에 유용하다. 이들 공장의 관행은 탈묵 세척기의 여액을 용해된 기포 부유선별(DAF) 유니트로 보내어 가능한 한 많은 양의 현탁된 고형물(잉크, 섬유 및 충전제)을 제거하는 것이다. 미세한 고형물을 엉기게 하고 여액으로부터 이들을 제거하기 위해, 저분자량 및 고분자량의 중합체를 DAF 유니트 전 여액(분산된 미세물, 잉크 및 충전제가 함유된 세척 및 증점 장치로부터 빠져나온 액상)에 첨가한다. 기각된 고형물은 DAF 유니트에 슬러지로서 잔존하며, 점성이 증가된 후 소각되거나 매립된다.The process of the present invention is particularly useful for washing deinking processes in which it is desirable to increase the yield of the process without degrading the quality of the final product. The practice of these plants is to send the filtrate of the deodorizer to a dissolved bubble flotation (DAF) unit to remove as much suspended solids as possible (inks, fibers and fillers). In order to entangle the fine solids and remove them from the filtrate, low and high molecular weight polymers are added to the filtrate prior to the DAF unit (liquid drawn from the washing and thickening device containing dispersed fines, inks and fillers). The rejected solids remain as sludge in the DAF unit and are incinerated or landfilled after the viscosity is increased.

본 발명은 DAF 유니트로부터 단일의 분산된 기포 부유선별조로 탈묵 세척기의 여액의 일부 또는 전체를 유동시킨다. 처리량을 늘리기 위해 다중조를 병렬로 사용할 수 있다. 기포 부유선별조에 도입되기 전에, 여액은 비이온성 부유 보조제 및 양이온성 고분자전해질의 혼합물로 처리될 것이다. 기포 부유선별조에서 이러한 화학 처리와 함께 분산된 공기에 의해, 잉크 및 충전제 입자는 상기 조의 상단으로 부유하게 되어 거품 기각물로서 제거되며, 점성이 증가되면 소각되거나 매립된다. 본 발명의 방법으로 처리하면, 여액중에 약 70% 이하의 사용가능한 섬유가 수상으로 잔존하는 반면, 잉크 및 무기 충전제는 선택적으로 거품 기각물로 분획된다. DAF에서는, 거의 모든 섬유가 상기 공정으로부터 손실되어, 수율이 저하되고 폐기물 처리비용이 증가할 것이다.The present invention flows some or all of the filtrate of the de-icing washer from a DAF unit into a single dispersed bubble flotation tank. Multiple baths can be used in parallel to increase throughput. Before being introduced into the bubble flotation tank, the filtrate will be treated with a mixture of nonionic suspension aid and cationic polyelectrolyte. By air dispersed with this chemical treatment in the bubble flotation tank, the ink and filler particles float to the top of the bath and are removed as bubble rejects, which are incinerated or buried as the viscosity increases. When treated by the process of the present invention, up to about 70% of the usable fibers remain in the aqueous phase in the filtrate, while the ink and inorganic filler are optionally fractionated into foam rejects. In DAF, almost all fibers will be lost from the process, resulting in lower yields and increased waste disposal costs.

약한 난류의 세척기(즉, 중력 덱커(decker))로부터 거품성 물 또는 여액을 분산된 기포 부유선별조에서 처리한다. 이러한 유형의 장비의 예로는 보이트 플루오테이션 머신(Voith Flotation Machine)이 있다. 이 장비는, 예를 들어 DAF 청정기와는 그의 디자인 및 조작 방식이 다르다. 세척 탈묵 공정에서 잔존하는 계면활성제는 공기와 함께 충분한 거품을 제공하므로, 거품을 생성하기 위한 추가의 통상적인 부유 보조제 화학물질은 필요하지 않다. 그러나, 추가의 부유 보조제(예를 들어, 블록(block) 알콕실화 탈로우 지방산)는 세척 계면활성제 단독일 때보다는 잉크 제거율을 개선시킨다.Foamy water or filtrate from weak turbulence washers (ie gravity decker) is treated in a dispersed bubble flotation tank. An example of this type of equipment is the Voice Flotation Machine. This equipment differs from, for example, a DAF purifier in its design and operation. The remaining surfactant in the wash deinking process provides sufficient foam with the air, so no additional conventional suspension aid chemicals are required to produce the foam. However, additional suspending aids (eg, block alkoxylated tallow fatty acids) improve the ink removal rate than when washing surfactants alone.

부유 보조제 및 양이온성 고분자전해질의 혼합물은 부유를 시작하기 전 여액에 혼합될 수 있다. 고분자전해질은 분지되거나 선형인 에피클로로하이드린-디메틸아민 축합물(폴리아민), 폴리-디알릴디메틸암모늄 클로라이드(폴리-DADMAC), DADMAC-아크릴아미드 공중합체(DADMAC/AM), 폴리에틸렌이민(PEI), 개질된 PEI, 또는 폴리아미노-아미드 에피클로로하이드린 축합물(PAE)일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 상기 중합체는 비교적 저분자량(일반적으로 2,000,000 미만이고, 1,000,000 미만의 분자량이 바람직함)이며, 응고제가 아니라 응집제로서 작용한다. 응집제의 도포는 거품 기각물과 함께 제거되는 섬유의 양을 크게 증가시킬 것으로 생각된다.The mixture of the suspension aid and the cationic polyelectrolyte may be mixed into the filtrate before starting to float. The polyelectrolytes are branched or linear epichlorohydrin-dimethylamine condensates (polyamines), poly-diallyldimethylammonium chloride (poly-DADMAC), DADMAC-acrylamide copolymers (DADMAC / AM), polyethyleneimine (PEI) , Modified PEI, or polyamino-amide epichlorohydrin condensates (PAE), but is not limited thereto. The polymer has a relatively low molecular weight (generally less than 2,000,000 and a molecular weight of less than 1,000,000 is preferred) and acts as a coagulant rather than a coagulant. Application of the flocculant is believed to significantly increase the amount of fibers removed with the foam rejects.

양이온성 고분자전해질 및 비이온성 계면활성제의 혼합물은 작은 음이온성 잉크 입자의 표면 전하를 개질시키고 그의 표면 에너지를 감소시켜, 더 많은 입자들이 선별조에서 기포면에 부착되고 거품 기각물과 함께 제거되도록 한다.The mixture of cationic polyelectrolyte and nonionic surfactant modifies the surface charge of small anionic ink particles and reduces their surface energy, allowing more particles to adhere to the bubble surface in the sorting tank and be removed with the bubble rejects. .

상기 화합물에 대한 생성물 전하 밀도(활성제 기준)는 DADMAC/아크릴아미드 공중합체 및 폴리아미도아민-에피클로로히드린 축합체에 대한 약 3mEq/g 내지 폴리에틸렌이민에 대한 약 20mEq/g이다. 1mEq/g(활성제 기준)의 낮은 전하 밀도를 갖는 생성물이 효과적이다. DADMAC/아크릴아미드 공중합체는 약 25몰%의 DADMAC 내지 약 75몰%의 DADMAC를 포함할 수 있고, 공중합체 조성물의 나머지는 아크릴아미드이다.The product charge density for the compound (based on the active agent) is about 3 mEq / g for DADMAC / acrylamide copolymer and polyamidoamine-epichlorohydrin condensate to about 20 mEq / g for polyethyleneimine. Products with low charge densities of 1 mEq / g (based on active agent) are effective. The DADMAC / acrylamide copolymer may comprise from about 25 mole% DADMAC to about 75 mole% DADMAC, with the remainder of the copolymer composition being acrylamide.

여액의 총 체적을 기준으로 생성물에 대하여 약 10 내지 30ppm의 부유 보조제 투여량이 바람직하다. 여액의 총 체적을 기준으로 생성물에 대하여 약 1 내지 약 500ppm의 부유 보조제 투여량이 효과적일 수 있다.Suspension aid dosages of about 10 to 30 ppm with respect to the product based on the total volume of the filtrate are preferred. Suspension aid dosages of about 1 to about 500 ppm based on the total volume of the filtrate can be effective.

본 발명의 알콕실화 탈로우 지방산은 천연적으로 생성되는 물질인 우지에 기본으로 한다. 탈로우 산은 약 40%의 C-18 모노-불포화 지방산(올레산), 28% C-16 포화 지방산(팔미트산), 22% C-18 포화 지방산(스테아르산), 4% C-14 포화 지방산(마이리스트산), 및 2% C-18 디-불포화 지방산(리놀레산)이고, 다른 미량의 성분이 존재한다. 지방산 분자는 각각 블록 형태로 결합된 평균 21몰의 에틸렌 옥사이드 및 평균 19몰의 프로필렌 옥사이드를 갖는다. 분자는 캡핑된(capped) 프로필렌 옥사이드이다. 분자상의 지방산 및 프로필렌 옥사이드 말단은 소수성 영역을 형성하는 반면, 중간의 에틸렌 옥사이드 부위는 친수성이다. 화합물이 수용성으로 유지되는 한 상이한 지방산의 상이한 몰비의 알콕실화물이 또한 효과적임이 예상된다.The alkoxylated tallow fatty acids of the present invention are based on tallow, a naturally occurring substance. Tallow acid is approximately 40% C-18 mono-unsaturated fatty acid (oleic acid), 28% C-16 saturated fatty acid (palmitic acid), 22% C-18 saturated fatty acid (stearic acid), 4% C-14 saturated fatty acid (Mylistic acid), and 2% C-18 di-unsaturated fatty acid (linoleic acid), and other trace components are present. Fatty acid molecules each have an average of 21 moles of ethylene oxide and an average of 19 moles of propylene oxide bonded in block form. The molecule is capped propylene oxide. The fatty acid and propylene oxide ends on the molecule form a hydrophobic region, while the middle ethylene oxide moiety is hydrophilic. It is expected that different molar ratios of alkoxylates of different fatty acids are also effective as long as the compound remains water soluble.

총 여액 체적을 기준으로 10ppm 이하 활성제의 총 중합체 투여량이 바람직하다. 총 여액 체적을 기준으로 5ppm 이하 활성제의 총 중합체 투여량이 바람직하다. 총 여액 체적을 기준으로 20ppm 활성제의 중합체 투여량은 추가의 잉크 제거에 크게 기여하지 않고 섬유 회수를 감소시키는 것으로 밝혀졌다.A total polymer dosage of up to 10 ppm of active agent based on the total filtrate volume is preferred. A total polymer dosage of up to 5 ppm active agent based on total filtrate volume is preferred. Polymer dosages of 20 ppm active based on total filtrate volume have been found to reduce fiber recovery without significantly contributing to further ink removal.

부유 선별조에 공기만을 도입시키면 여액으로부터 잉크를 실질적으로 제거하게 됨에 유의한다. 중합체/계면활성제의 혼합은 제거 효율을 증가시키는 데에서 공기에 대해 시너지 효과를 갖는다. 이것은, (1) 후속의 고분자량의 응집제가 없는 응고제의 첨가가 일반적으로 DAF 청정제에 대한 비효율적인 처리로 간주되고; (2) 펄프에 대한 일반적인 분산된 공기 부유 공정(여액의 반대 경우)이 장섬유, 미세물 및 오염 입자의 매트릭스에서 수행된다는 점에서 놀라운 것이다. 장섬유 매트릭스가 미립자를 포집하고 수율 손실을 제한하는 것으로 생각된다. 본 발명에서는, 장섬유가 거의 또는 전혀 존재하지 않는다. 미세물, 충전제 및 잉크 모두가 거품 기각물과 함께 제거됨이 예상되었고, 이러한 예상은 거품이 있는 물에 존재하는 고농도의 세척 계면활성제에 의해 강화되었다. 반대로, 충전제 및 잉크의 선택적인 분리가 있었지만, 다수의 섬유 미세물은 여액에 보유되고 이어서 제거될 수 있었다.Note that introducing only air into the float sorting tank substantially removes ink from the filtrate. Mixing of the polymer / surfactant has a synergistic effect on air in increasing the removal efficiency. This means that (1) the addition of a coagulant without subsequent high molecular weight flocculant is generally regarded as an inefficient treatment for DAF detergents; (2) It is surprising that the general dispersed air suspension process for pulp (as opposed to filtrate) is carried out in a matrix of long fibers, fines and contaminating particles. It is believed that the long fiber matrix traps particulates and limits yield loss. In the present invention, little or no long fibers are present. It was expected that fines, fillers, and inks would all be removed along with the foam rejects, which was reinforced by the high concentration of cleaning surfactants present in the bubbly water. In contrast, although there was selective separation of the filler and ink, many of the fiber fines could be retained in the filtrate and subsequently removed.

본 발명의 방법은 세척 여액의 대부분을 DAF 청정제에 통과시켜 잉크 사이클-업(cycle-up)을 증가시키고 제품의 질을 감소시키지 않으면서 희석을 위한 공정에 재사용되도록 하는 것이다.The method of the present invention is to pass most of the cleaning filtrate through the DAF detergent so that it can be reused in the process for dilution without increasing ink cycle-up and reducing the quality of the product.

제 1 단계 세척기 여액 샘플을 미국 사우스이스턴 소재의 워쉬 뉴스프린트 탈묵 공장에서 수집하였다. 여액의 샘플을 실험실용 부유 선별조에 두었다. 부유 선별조에서의 분산된 공기를 첨가하기 전에 여러 고분자전해질 처리를 수행하였다(일반적으로 상기 각각 기재된 바와 같이 블록 알콕실화 탈로우 지방산과 결합함). 시험한 분지 폴리아민 및 DADMAC/AM 화합물은 각각 CPS Agefloc A30VHV 및 CPS Agequat C3204로서 시판되고 있다.A first stage washer filtrate sample was collected at a Wash Newsprint decontamination plant in Southeastern USA. Samples of the filtrate were placed in a laboratory suspension sorter. Several polyelectrolyte treatments were carried out prior to addition of the dispersed air in the suspension sorting bath (generally combined with block alkoxylated tallow fatty acids, respectively as described above). The branched polyamines and DADMAC / AM compounds tested are commercially available as CPS Agefloc A30VHV and CPS Agequat C3204, respectively.

공기를 5분동안 선별조를 통하여 분산시켰다. 스톡의 펄프 패드를 부유 전후에 제조하였다. 공정 수율 또는 섬유 회수율을 계산하고, 섬유 회수의 영향으로부터 총 고형물 회수(섬유 + 충전제)의 영향을 분리하기 위하여 선택된 샘플중 회분 함량을 525℃에서 측정하였다. 잉크 및 충전제의 선택적 분리에 의한 섬유 또는 섬유 미세물의 회수는 유리한 것으로 간주된다. 잉크 제거 효율을 유효 잔류 잉크 농도(Effective Residual Ink Concentration: ERIC) 값의 측정을 기준으로 계산하였다. 스펙트럼의 근적외선 영역의 950nm의 파장에서 여액 고형물로부터 형성된 패드의 산란광 반사에 기초하여 ERIC 값을 계산하였다. 이것은 457nm에서 측정되는 통상적인 광도 측정에 비해 잉크 함량에 더욱 민감한 것으로 보고된다. 실시예에서, 공정 여액 공급물은 평균적으로 2290ppm의 ERIC 값, 3100ppm의 총 현탁된 고형물, 및 총 현탁된 고형물의 16.3% 회분 함량을 갖는다. 하기 표 1 및 표 2에 결과를 나타냈다.Air was dispersed through the sorting bath for 5 minutes. Stock pulp pads were prepared before and after suspension. The ash content in the selected samples was measured at 525 ° C. to calculate process yield or fiber recovery and to separate the effect of total solids recovery (fiber + filler) from the effect of fiber recovery. Recovery of fibers or fiber fines by selective separation of ink and filler is considered advantageous. Ink removal efficiency was calculated based on the measurement of the Effective Residual Ink Concentration (ERIC) value. ERIC values were calculated based on scattered light reflection of pads formed from filtrate solids at a wavelength of 950 nm in the near infrared region of the spectrum. It is reported to be more sensitive to ink content compared to conventional photometric measurements measured at 457 nm. In an example, the process filtrate feed has, on average, an ERIC value of 2290 ppm, a total suspended solids of 3100 ppm, and a 16.3% ash content of the total suspended solids. The results are shown in Tables 1 and 2 below.

표 1과 2에서 밝혀진 바와 같이, 부유 보조제 20ppm을 첨가하면 남아있는 잉크의 34%가 제거되고, 전체 잉크 제거율이 90%까지 증가하며, 섬유 회수율은 63%로 감소하였다. 적은 투여량의 중합체(활성제로서 5ppm)를 첨가하면 잉크의 제거율이 90%(즉, 대조군에 비해 약 33% 개선됨)로 유지되고 섬유 회수율은 약 67%로 증가하였다. 보다 많은 투여량의 중합체(활성제로서 10 내지 20ppm)를 투여하면 잉크 제거율은 적당히 증가 개선되지만 공정 섬유 회수율은 감소시켰다.As shown in Tables 1 and 2, addition of 20 ppm of suspension aid removes 34% of the remaining ink, increases the total ink removal rate by 90%, and reduces fiber recovery to 63%. The addition of a low dose of polymer (5 ppm as active agent) maintained the removal rate of the ink at 90% (ie, about 33% improvement over the control) and increased fiber recovery to about 67%. Administering higher doses of the polymer (10-20 ppm as active agent) moderately increased the ink removal rate but reduced the process fiber recovery.

회분 측정치는 잉크 이외에, 선별조가 충전제를 거품 기각물로 선택적으로 분별시켰음(이는 유리한 것으로 간주된다)을 나타낸다. 처리를 하지 않고, 공기를 적용하면 회분은 선별조 공급물에서의 16%로부터 허용된 펄프에서의 5%로 감소되었다. 부유 보조제를 단독으로 첨가하면 허용된 펄프 회분 함량은 4%까지 감소되었다. 부유 보조제 및 양이온성 중합체의 적용은 허용된 펄프 회분을 2 내지 3%로 더욱 감소시켰다. 섬유 회수율을 유지하면서 회분 함량이 감소되는 것은 상기 공정의 잇점으로 간주된다.Ash measurements indicate that, in addition to the ink, the sorting tank selectively fractionated the filler into a foam reject, which is considered advantageous. With no air treatment, the ash was reduced from 16% in the sorter feed to 5% in the allowed pulp. The addition of the suspension aid alone reduced the allowed pulp ash content by 4%. Application of the suspension aid and the cationic polymer further reduced the allowed pulp ash to 2-3%. The reduction in ash content while maintaining fiber recovery is considered an advantage of the process.

본 발명은 그의 특정한 양태에 대하여 기술되었으나, 본 발명의 수많은 다른 형태와 변형이 당해 분야의 숙련자들에게는 명백해짐이 분명하다. 일반적으로 첨부된 특허청구범위와 본 발명은 본 발명의 진정한 취지 및 범주내에 속하는 모든 명확한 형태 및 변형을 다루는 것으로 간주되어야 한다.While the present invention has been described with respect to specific embodiments thereof, it is evident that numerous other forms and modifications of the invention will be apparent to those skilled in the art. In general, the appended claims and the invention should be considered to cover all obvious forms and modifications that fall within the true spirit and scope of the invention.

Claims (15)

(a) 알콕실화 탈로우 지방산 계면활성제, 및 (b) 에피클로로하이드린-디메틸아민 축합물, 폴리-디알릴디메틸-암모늄 클로라이드, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드-아크릴아미드 공중합체, 폴리에틸렌이민 및 폴리아미노-아미드 에피클로로하이드린 축합물로 이루어진 군으로부터 선택된 약 20ppm 이하의 양이온성 고분자전해질의 혼합물을 효과량으로, 펄프를 세척한 후의 여액에 첨가함을 포함하는,(a) alkoxylated tallow fatty acid surfactants, and (b) epichlorohydrin-dimethylamine condensates, poly-diallyldimethyl-ammonium chloride, diallyldimethylammonium chloride-acrylamide copolymers, polyethyleneimines and polyamino A mixture of up to about 20 ppm of cationic polyelectrolyte selected from the group consisting of -amide epichlorohydrin condensates, in an effective amount, added to the filtrate after washing the pulp, 폐지 탈묵 여액의 분산된 기포 부유에서 여액의 잉크 제거율과 섬유 회수율을 동시에 향상시키는 방법.A method for simultaneously improving the ink removal rate and fiber recovery rate of the filtrate in the dispersed bubble suspension of the waste paper denitrification filtrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 양이온성 고분자전해질이 약 2,000,000 미만의 평균 분자량을 갖는 방법.Wherein the cationic polyelectrolyte has an average molecular weight of less than about 2,000,000. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 여액이 폐지와 물의 펄핑(pulping) 슬러리로부터 유도되는 방법.The filtrate is derived from waste paper and a pulping slurry of water. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 약 10ppm 이하의 양이온성 고분자전해질이 여액에 첨가되는 방법.Up to about 10 ppm of cationic polyelectrolyte is added to the filtrate. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 약 5ppm 이하의 양이온성 고분자전해질이 여액에 첨가되는 방법.Up to about 5 ppm of cationic polyelectrolyte is added to the filtrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 약 1 내지 500ppm의 계면활성제가 여액에 첨가되는 방법.About 1 to 500 ppm of a surfactant is added to the filtrate. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 약 10 내지 30ppm의 계면활성제가 여액에 첨가되는 방법.About 10 to 30 ppm of a surfactant is added to the filtrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 알콕실화 탈로우 지방산 계면활성제가 캡핑된(capped) 프로필렌 옥사이드인 방법.Wherein the alkoxylated tallow fatty acid surfactant is capped propylene oxide. (a) 알콕실화 탈로우 지방산 계면활성제와 (b) 약 2,000,000 미만의 평균 분자량을 갖는 약 20ppm 이하의 양이온성 고분자전해질의 혼합물을 효과량으로, 펄프를 세척한 후의 여액에 첨가함을 포함하는,adding an effective amount of a mixture of (a) an alkoxylated tallow fatty acid surfactant and (b) up to about 20 ppm of cationic polyelectrolyte having an average molecular weight of less than about 2,000,000, to the filtrate after washing the pulp. 폐지 탈묵 여액의 분산된 기포 부유에서 여액의 잉크 제거율과 섬유 회수율을 동시에 향상시키는 방법.A method for simultaneously improving the ink removal rate and fiber recovery rate of the filtrate in the dispersed bubble suspension of the waste paper denitrification filtrate. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 여액이 폐지와 물의 펄핑 슬러리로부터 유도되는 방법.The filtrate is derived from waste paper and a pulp slurry of water. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 약 10ppm 이하의 양이온성 고분자전해질이 여액에 첨가되는 방법.Up to about 10 ppm of cationic polyelectrolyte is added to the filtrate. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 약 5ppm 이하의 양이온성 고분자전해질이 여액에 첨가되는 방법.Up to about 5 ppm of cationic polyelectrolyte is added to the filtrate. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 약 1 내지 500ppm의 계면활성제가 여액에 첨가되는 방법.About 1 to 500 ppm of a surfactant is added to the filtrate. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 약 10 내지 30ppm의 계면활성제가 여액에 첨가되는 방법.About 10 to 30 ppm of a surfactant is added to the filtrate. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 알콕실화 탈로우 지방산 계면활성제가 캡핑된 프로필렌 옥사이드인 방법.Wherein the alkoxylated tallow fatty acid surfactant is capped propylene oxide.
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