KR930001838B1

KR930001838B1 - 탈묵제

Info

Publication number: KR930001838B1
Application number: KR1019890016399A
Authority: KR
Inventors: 히데아끼 우루시바다; 히로요시 히라마쓰; 요시다까 미야우찌; 고오지 하마구찌
Original assignee: 가오오 가부시끼가이샤; 마루다 요시오
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1993-03-15
Also published as: JPH02139486A; CA2003079A1; DK574189D0; DE68907563T2; CA2003079C; DK574189A; US5100574A; EP0369667A3; KR900008110A; ES2042007T3; DE68907563D1; NO176213B; NO894564L; EP0369667A2; NO176213C; NO894564D0; EP0369667B1; JPH0447075B2; ATE91516T1; FI895290A0

Abstract

내용 없음.

Description

탈묵제

본 발명은 예컨대 신문지나 잡지와 같은 폐지를 재생하기 위해 사용되는 탈묵제(deinking agent)에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 부유법, 세척법 또는 이것들의 절충방법에 의해 탈묵처리 하기 위해 사용할 때 b값이 더 높고 점성물질이 더 적은 탈묵펄프를 수득하는 탈묵제에 관한 것이다.

예컨대 신문지와 잡지같은 폐지의 재생은 오랫동안 실행되어 왔다. 최근에 펄프원의 공급부족과 가격인상 때문에 효과적인 폐지재생이 중요시되고 있다. 즉, 이전보다도 탈묵펄프의 사용이 더욱 가치있어지고 있는 것이다. 반면에 최근 인쇄기술, 인쇄방법, 및 인쇄잉크가 변화하고, 과거에는 사용되지 않던 용도에 재생폐지를 사용하기 때문에 탈묵의 관점에 있어서 폐지의 재생이 어려워지고 있다.

더욱 효과적인 탈묵을 위해서 기존의 기계가 개선되고 있다.

폐지로부터 잉크와 기타 불순물을 분리 및 제거하기 위해 다양한 화학물질등이 사용되어 왔다. 이 물질로는 알칼리제(예컨대 수산화나트륨, 규산나트륨, 탄산나트륨, 및 인산나트륨), 표백제(예컨대 과산화수소, 차아황산염, 차아염산염), 및 금속봉쇄제(예컨대 EDTA 및 DTPA), 그리고 탈묵제가 있다. 탈묵제의 실례로서는 음이온성표면활성제(예컨대 알킬벤젠술포네이트, 고급알코올 황산에스테르염, α-올레핀 술포네이트, 및 디알킬술포숙시네이트)와 예컨대 고급알코올의 부가물, 알킬페놀 또는 지방산 및 알칸올아미드와 같은 비이온성 표면활성제가 있다.

공교롭게도 종래의 탈묵제는 부유공정에 사용될 경우에 기포발생능(foaming performance)이 양호함에도 불구하고 잉크포획능이 빈약했다. 또한 종래의 탈묵제가 세척공정에 사용되었을 경우에 세정력이 약하고 배수하는 동안 문제를 야기하는 거품을 다량으로 발생한다. 그러므로 종래의 탈묵제는 저급한 탈묵펄프밖에는 얻을 수 없었다.

또한 종래의 탈묵제를 사용하여 얻은 탈묵펄프는 어둡고 흐리게 보이기 때문에 사용범위가 제한된다(단지 소량으로 마분지 및 신문인쇄용지로 사용될 수 있다). 흐린 외관을 제거하기 위해서는 필요이상의 표백제를 사용해야 한다. 색조가 밝은 탈묵펄프를 제조하는 한가지 방법은 b값을 증가시키는 것이다. 알칼리제를 대량으로 사용하면 b값을 증가시킬 수 잇다. 그러나 이렇게되면 점성물질과 배수부하가 증가하고 결과펄프가 부서지기 쉬워진다. 이러한 결점을 제거하기 위한 수단은 지금까지 없었다.

본 발명자는 천연유지나 오일 및 트리-또는 다가알코올로 구성된 혼합물에 산화알킬렌을 가하여 얻어진 반응생성물을 탈묵제로서 사용할 것을 제안하였다(일본 특허 공개공보 제239585/1985호).

탈묵공정에 있어서 상기 반응생성물의 반응을 주의깊게 검사한 결과, 천연유지나 오일 대 트리-또는 다가알코올의 몰비율이 1 : 0.5 내지 1 : 3일때에 부유단계, 탈수단계, 배수단계 및 제지단계에서 기포가 발생하는 문제점을 야기한다는 것을 알게되었다. 또한, 상기 탈묵제는 고도의 백색을 나타내는 탈묵펄프를 제공함에도 불구하고 흐릿한 외관을 완전히 제거하지 못하는 결점이 있다.

본 발명자는 부유법이나 세척방법, 또는 이것들의 절충적 방법에 있어서 기포발생문제 없이 탁월한 잉크 제거능을 나타내고, b값이 높고(외관이 흐릿하지 않아야 한다) 점성물질의 함량이 낮은 탈묵펄프를 제공하는 탈묵제를 개발하기 위한 일련의 연구를 수행하였다. 탈묵제가 특이적 비이온성 표면활성제를 함유하면 예상치않게 상기 필요조건이 부합된다는 것을 알게 되었다. 이 발견으로 인해 본 발명이 이루어졌다.

따라서 본 발명의 목적은 천연유지 또는 오일과, 모노글리세리드 5-10wt%, 디글리세리드 30-45wt% 및 트리글리세리드 50-70wt%로 구성되는 글리세리드 혼합물의 산화에틸렌/산화프로필렌부가물로 이루어지는 탈묵제를 제공하는 것이고, 상기 부가물에는 산화에틸렌 대 산화프로필렌이 1.8 : 1 내지 2.2 : 1의 몰비율로 함유되고 또한 산화에틸렌은 글리세리드 1몰을 기준으로 하여 30-80몰의 양만큼 함유되어 있다.

탈묵조성물은 천연오일 및 유지로부터 유래된 글리세리드 혼합물을 산화에틸렌 및 산화프로필렌과 반응시켜 얻어진 반응생성물로 이루어지는데, (a) 상기 글리세리드 혼합물은 모노글리세리드 5 내지 10중량%, 디글리세리드 30 내지 45중량% 및 트리글리세리드 50 내지 70중량%로 이루어지고, (b) 상기 반응생성물은 산화에틸렌 대 산화프로필렌의 몰비율이 1.8 : 1 내지 2.2 : 1 사이의 범위이며 (c) 상기 반응생성물은 글리세리드 1몰을 기준으로하여 첨가된 산화에틸렌의 몰수가 30 내지 80몰 사이의 범위이다.

반응은 보통 알칼리촉매 존재하에 천연오일과 유지, 글리세린, 산화프로필렌 및 산화에틸렌으로 수행된다. 이 반응에는 비교적 점성물질이 없다. 반응은 산화에틸렌과 산화프로필렌의 혼합물로 수행되고 생성물은 두가지 산화물 모두의 랜덤 부가반응에 의해 얻어지는 반응생성물인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 정의된 반응생성물로 이루어지는 탈묵제를 사용하고 탈묵제용 반응생성물을 사용하여 폐지를 재생하기 위한 방법을 제공한다.

본 발명에 사용될 수 있는 유지 및 오일로서는 식물 오일(예컨대, 코코닛유, 팜유, 올리브유, 두유, 평지씨(rapeseed)기름, 아마인(linseed)유, 피마자유 및 해바리기유), 유지동물의 유지 및 오일(예컨대 라드(lard), 쇠고기수지(tallo) 및 골유(bone oil), 수생동물의 유지 및 오일(예컨대, 정어리유 및 청어유), 이것들의 경화유 및 반경화유 및 이러한 유지 및 오일을 정제하는 단계에서 얻어진 회수오일이 있다.

본 발명에 따르면, 글리세리드 혼합물은 모노글리세리드 5-10wt%, 디글리세리드 30-45wt% 및 트리글리세리드 50-70wt%로 구성되어야 한다. 이러한 필요조건에 부합하는 글리세리드 혼합물은 미세한 잉크입자를 효과적으로 제거하여 외관이 흐리지 않고 밝은 색조이고 b값이 높아진 탈묵펄프를 수득할 수 있게한다. 만일 이 필요조건에 부합하지 않으면 탈묵펄프로부터 흐린 외관을 완전히 제거할 수 없게 된다. 미리 제조된 모노글리세리드, 디글리세리드 및 트리글리세리드를 목적비율로 혼합하거나, 목적비율을 이루어지는 에스테르 교환반응을 일으키기 위해 천연유지 또는 오일(트리글리세리드)에 글리세린을 가함으로써 이러한 필요조건에 부합할 수 있다.

본 발명에 따르면, 산화에틸렌과 산화프로필렌의 첨가는 동시적(랜덤부가)으로 또는 순서적(블록부가)으로 이루어질 수 있고, 기포가 발생하는 문제점을 감소시킨다는 견지에서 전자가 바람직하다.

본 발명에 따르면, 산화에틸렌 대 산화프로필렌의 몰비율은 1.8 : 1 내지 2.2 : 1로하여 첨가되어야 하고 첨가된 산화에틸렌의 양은 글리세리드 1몰을 기준으로하여 30 내지 80몰이어야 한다.

만일 이러한 필요조건이 부합되지 않으면 결과 탈묵제는 폐지로부터 잉크를 제거하는 능력이 미약하고 또한 부유처리 경우에 있어서 기포발생능이 미약하거나 세척처리의 경우에 있어서 잉크제거능이 미약하다. 오직 이러한 필요조건에 부합하는 화합물만이 점성물질을 감소시키는데에 효가적이다.

다시말해서 상기 필요조건에 부합하는 화합물을 사용해야만 b값이 높고 점성물질이 더 적은 양으로 함유된 탈묵펄프를 얻을 수 있다는 것이다.

본 발명에 있어서 산화에틸렌과 산화프로필렌을 첨가하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 부가반응은 활성수소를 함유하는 화합물에 산화알킬렌을 첨가할때 대개 사용되는 조건에서 수행될 수 있다. 그러므로 부가반응에는 상기 비율(중량)로 글리세리드를 투입하는 단계, 글리세리드 혼합물에 알칼리성 물질을 촉매량만큼 첨가하는 단계 및 글리세리드 혼합물을 약 100-200℃에서 수시간동안 압력 1-3㎏/㎠G으로 산화에틸렌 및 산화프로필렌과 반응시키는 단계로 이루어진다.

본 발명의 탈묵제는 예컨대 고급알코올 황산염, 알킬벤젠술폰산염, 고급알코올, 및 알킬페놀의 산화에틸렌부가물과 같은 모든 공지의 탈묵제와 조합하여 사용될 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 탈묵제는 폐지분쇄단계, 고-농도 표백단계 및 부유 예비단계의 어느 한 단계 또는 전반에 걸쳐서 부분적으로 사용될 수 있다. 이 탈묵제는 폐지의 양에 대해 0.03 내지 1.0wt%만큼 첨가될 수 있다.

[실시예]

이하 제조예 및 실시예를 참고로하여 본 발명을 더욱 상세히 기술하고자 한다.

그러나 이는 본 발명의 영역을 제한하고자 함이 아니다.

[제조예 1]

1.5ℓ 오토클레이브에 코코넛유의 모노글리세리드 16.2g, 코코넛유의 디글리세리드 52.0g, 코코넛유의 트리글리세리드 97.2g 및 100% KOH 1.9g을 넣었다. 내용물을 약 600rpm으로 교반하면서 150℃까지 가열하였다. 1-3㎏/㎠G 압력하에서 150-160℃인 산화에틸렌 479.9g을 천천히 글리세리드에 첨가하였다. 산화에틸렌 부가반응을 완료한 후에, 이 반응계를 120-130℃로 냉각시키고, 압력 1-3㎏/㎡G에서 산화프로필렌 350.9g을 가하였다. 반응생성물을 80℃까지 냉각하고 아세트산으로 pH6까지 중화시켰다. 반응생성물의 수율(표 1의 No. 1)은 97%였다.

[제조예 2]

1.5ℓ의 오토클레이브에 쇠고기수지의 모노글리세리드 9.3g, 쇠고기수지의 디글리세리드 69.1g, 쇠고기수지의 트리글리세리드 103.3g 및 100% KOH 1.9g을 넣었다. 내용물을 약 600rpm으로 교반하면서 130℃로 가열하였다. 산화에틸렌과 산화프로필렌을 몰비율 2 : 1로 구성한 혼합물 814.5g을 글리세리드에 첨가했다. 압력 1-3㎏/㎠G, 130-140℃에서 부가반응을 수행하였다. 부가반응이 완료된 후, 반응계를 80℃로 냉각하고 아세트산으로 pH6까지 중화하였다. 반응생성물의 수율(표 2의 No. 20)은 98%였다.

[실시예 1]

표 1에 나타낸 여러가지 탈묵제를 다음의 방법으로 평가하였다. 신문지 50wt%와 잡지 50wt%로 구성된 폐지를 작은 조각(2×5㎝)으로 절단하고 절단된 폐지 일정량을 탁상분쇄기(desk-top breaker)에 넣었다. 분쇄기에 물, 규산나트륨 3호 2.5%, 수산화나트륨 1.0%, 30% 과산화수소 3.0% 및 표 1에 나타낸 탈묵제 0.2%를 넣었다(%는 폐지의 양을 근거하였다). 펄프농도는 5%로 45℃에서 20분간 분쇄(breaking)시킨 후 45℃로 60분간 숙성시켰다. 펄프농도가 1%로 되도록 물로 희석한 후 펄프슬러리가 6%로 농축될때까지 30℃에서 10분동안 부유처리하였다. 펄프슬러리가 1%로 되도록 물로 희석한 다음 TAPPI 표준시이트기를 사용하여 펄프시이트로 제조하였다.

이렇게하여 얻어진 펄프시이트에 대하여 측색색차계(color difference meter)로 b값을 측정하고 화상분석장치(X40)로 점착물의 수를 측정하였다. 발포능 측정과 마찬가지로, 부유처리하는 동안에 생성된 발포성액체의 양(포말층을 형성하는데 필요한 액체의 양)을 측정하였다(발포성액체가 많아질수록 수율은 낮아지고 물로 처리하기 쉬운 포말이 적어진다).

b값을 헌터색차식(Hunter color difference)의 Lab 표색계(color space)에 있어서의 b값을 의미한다. 이 값은 다음 식으로 나타내어지는 것과 같은 삼자극치(tris-timulus)와 관계가 있다.

b=7.0(Y-0.847Z)/

b값은 Y와 Z의 함수이고 양은 b값은 노란색 색조를, 음의 b값은 푸른색 색조를 가리킨다. 표 1은 각 탈묵제내의 글리세리드의 비율과 각 탈묵제의 효능을 나타낸다.

[실시예 2]

표 2에 나타낸 것과 같은 여러가지 탈묵제를 다음의 방법으로 평가하였다. 잡지류의 폐지를 작은 조각(2×5㎝)으로 절단하고 절단된 폐지 일정량을 고농도 펄프제조기에 넣었다. 펄프제조기에 물, 수산화나트륨 0.5%, 규산나트륨 제3호 1.4%, 30% 과산화수소 1.0% 및, 표 2의 탈묵제 0.05%를 가했다(%는 폐지의 양을 근거하였다). 펄프농도 15%로 45℃에서 20분간 분쇄하였다. 펄프슬러리를 물로 희석하여 펄프농도를 4.0%로 하고 물로 더욱 희석하여 펄프농도가 1.0%로 되도록 하였다. 펄프슬러리가 6%로 농축될때까지 펄프슬러리를 30℃에서 10분간 부유처리하였다. 펄프슬러리를 물로 희석하여 1%가 되도록 한 후 TAPPI 표준시이트기를 이용하여 펄프시이트를 제조하였다.

이렇게 얻어진 펄프시이트에 대하여 측색색차계로 b값을 측정하고 화상분석장치(X40)로 점착물의 수를 측정하였다. 발포능 측정과 마찬가지로, 부유처리하는 동안에 생성된 발포성액체의 양(포말층을 형성하는데 필요한 액체의 양)을 측정하였다. 표 2는 각 탈묵제내의 산화에틸렌과 산화프로필렌의 몰비율 및 탈묵제의 효능을 나타낸다.

[실시예 3]

표 2에 나타난 여러가지 탈묵제를 다음의 방법으로 평가하였다. 잡지류 폐지를 작은 조각(2×5㎝)으로 절단하고 절단된 폐지 일정량을 저농도 펄프제조기에 넣었다. 펄프제조기에 물, 수산화나트륨 0.5%, 규산나트륨 제3호 1.5%, 30% 과산화수소 1.0% 및 표 3에 나타낸 탈묵제 0.06%를 가했다(%는 폐지의 양을 근거하였다). 펄프농도 4%로 40℃에서 15분간 분쇄하였다. 펄프슬러리를 물로 희석하여 펄프농도를 1.0%로 하였다. 펄프슬러리가 6%로 농축될때까지 펄프슬러리를 30℃에서 10분간 부유처리하였다. 펄프슬러리를 물로 희석하여 1%가 되도록 한 후 TAPPI 표준시이트기를 이용하여 펄프시이트를 제조하였다.

이렇게 얻어진 펄프시이트에 대하여 측색색차계로 b값을 측정하고 화상분석장치(X40)로 점성물질의 수를 측정하였다. 발포능 측정과 마찬가지로, 부유처리하는 동안에 생성된 발포성액체의 양(포말층을 형성하는데 필요한 액체의 양)을 측정하였다. 표 3은 각각의 탈묵제에 있어서 글리세리드에 가해지는 산화에틸렌의 양(몰)과 각 탈묵제의 효능을 나타낸다.

[실시예 4]

표 4에 나타낸 여러가지 탈묵제를 다음의 방법으로 평가하였다. 신문지 50%와 잡지 50%로 구성된 폐지를 작은 조각(2×5㎝)으로 절단하고 절단된 폐지 일정량을 탁상분쇄기에 넣었다.

분쇄기에 물, 수산화나트륨 0.8%, 규산나트륨 제3호 2.0%, 30% 과산화수소 2.0% 및 표 4의 탈묵제 0.5%를 첨가했다(%는 폐지의 양을 근거하였다). 펄프농도는 5%로 50℃에서 15분간 분쇄를 수행하고 50℃에서 2시간동안 숙성하였다. 펄프농도가 1%로 되도록 물로 희석한 후, 펄프슬러리가 6%로 농축될때까지 30℃에서 10분 동안 부유처리하였다. 펄프슬러리를 물로 희석하여 1%가 되도록 한 후 TAPPI 표준시이트를 사용하여 펄프시이트를 제조하였다.

이렇게 얻어진 펄프시이트에 대하여 측색색차계로 b값을 측정하고 화상분석장치(X40)로 점성물질의 수를 측정하였다. 발포능 측정과 마찬가지로, 부유처리하는 동안에 생성된 발포성액체의 양(포말층을 형성하는데 필요한 액체의 양)을 측정하였다. 표 4는 각 탈묵제에 있어서 글리세리드에 산화알킬렌을 가하는 순서 및 각 탈묵제의 효능을 나타낸다.

[표 1 글리세리드 비율 및 탈묵능]

*EO : 산화에틸렌, PO; 산화프로필렌; 괄호속의 수는 비교실시예이다.

[표 2 산화에틸렌 및 산화프로필렌의 몰비율과 탈묵능]

[표 3 첨가된 산화에틸렌의 몰수와 탈묵능]

*EO : 산화에틸렌, PO : 산화프로필렌; 괄호속의 수는 비교실시예이다.

[표 4 산화아릴렌 첨가 순서와 탈묵능]

Claims

천연오일과 유지에서 유래하는 글리세리드 혼합물을 산화에틸렌 및 산화프로필렌과 반응시킴으로써 얻어지는 반응생성물로 이루어지는 탈묵조성물에 있어서, (a) 상기 글리세리드 혼합물은 모노글리세리드 5 내지 10중량%, 디글리세리드 30 내지 45중량% 및 트리글리세리드 50 내지 70중량%로 이루어지고, (b) 상기 반응생성물은 산화에틸렌 대 산화프로필렌의 몰비율이 1.8 : 1 내지 2.2 : 1 사이의 범위이며, (c) 상기 반응생성물에 가해진 산화에틸렌의 몰수는 글리세리드 1몰을 기준으로 하여 30 내지 80몰 사이의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 탈묵 조성물.
제1항에 있어서, 알칼리촉매 존재하에 천연오일과 유지, 글리세린, 산화프로필렌 및 산화에틸렌과 함께 반응이 수행되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서, 반응이 산화에틸렌 및 산화프로필렌의 혼합물과 함께 수행되고 생성물은 두가지 산화물의 랜덤부가반응에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 조성물.